Die Sonne blockieren: Ein an einen Asteroiden gebundener Solar-„Regenschirm“ soll zur Eindämmung des Klimawandels beitragen

Von der University of Hawaii in Manoa, 7. August 2023

Die Erde erlebt eine rasche Erwärmung, und der Astronom István Szapudi hat ein Sonnenschutzkonzept vorgeschlagen, um das auf die Erde treffende Sonnenlicht zu reduzieren und dabei einen angebundenen Asteroiden als Gegengewicht zu nutzen. Durch diese innovative Idee ist die Masse des Schildes mehr als 100-mal leichter als bei früheren Konstruktionen, wobei der einzige Teil, der von der Erde aus gestartet werden muss, etwa 35.000 Tonnen wiegt. Bildnachweis: Brooks Bays/UH Institute for Astronomy

Die Erde erwärmt sich rapide und Wissenschaftler entwickeln verschiedene Methoden, um die Auswirkungen des Klimawandels zu reduzieren. István Szapudi, ein Astronom am Institut für Astronomie der Universität Hawaii, hat einen einzigartigen Ansatz vorgeschlagen: einen Sonnenschild, um die Menge des auf die Erde treffenden Sonnenlichts zu reduzieren, kombiniert mit einem angebundenen, eingefangenen Asteroiden als Gegengewicht. Ingenieurstudien, die diesen Ansatz nutzen, könnten jetzt beginnen, um ein praktikables Design zu entwickeln, das den Klimawandel innerhalb von Jahrzehnten eindämmen könnte.

Der Artikel „Solar Radiation Management with a Tethered Sun Shield“ wurde kürzlich in der Zeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlicht.

Einer der einfachsten Ansätze zur Reduzierung der globalen Temperatur besteht darin, die Erde vor einem Bruchteil des Sonnenlichts zu schützen. Diese als Sonnenschild bezeichnete Idee wurde schon früher vorgeschlagen, aber das große Gewicht, das erforderlich ist, um einen Schild massiv genug zu machen, um die Gravitationskräfte auszugleichen und zu verhindern, dass der Sonnenstrahlungsdruck ihn wegbläst, macht selbst die leichtesten Materialien unerschwinglich teuer.

Szapudis kreative Lösung besteht aus zwei Innovationen: einem angebundenen Gegengewicht anstelle nur eines massiven Schildes, wodurch die Gesamtmasse um mehr als das Hundertfache geringer wird, und der Verwendung eines eingefangenen Asteroiden als Gegengewicht, um zu vermeiden, dass der Großteil der Masse von der Erde abgefeuert wird.

Künstlerische Darstellung des vorgeschlagenen Sonnenschilds, der als Gegengewicht an einen Asteroiden gebunden ist. Bildnachweis: Brooks Bays/UH Institute for Astronomy

„Auf Hawaii benutzen viele einen Regenschirm, um das Sonnenlicht abzuschirmen, wenn sie tagsüber herumlaufen. Ich dachte: Könnten wir das Gleiche für die Erde tun und so die drohende Katastrophe des Klimawandels abmildern?“ sagte Szapudi.

Szapudi begann mit dem Ziel, die Sonneneinstrahlung um 1,7 % zu reduzieren, eine Schätzung der Menge, die nötig wäre, um einen katastrophalen Anstieg der globalen Temperaturen zu verhindern. Er fand heraus, dass durch die Platzierung eines angebundenen Gegengewichts in Richtung der Sonne das Gewicht des Schildes und des Gegengewichts auf etwa 3,5 Millionen Tonnen reduziert werden könnte, etwa hundertmal leichter als frühere Schätzungen für einen nicht angebundenen Schild.

Obwohl diese Zahl immer noch weit über den derzeitigen Startkapazitäten liegt, würde nur 1 % des Gewichts – etwa 35.000 Tonnen – auf den Schild selbst entfallen, und das ist der einzige Teil, der von der Erde aus gestartet werden muss. Mit neueren, leichteren Materialien kann die Masse des Schildes noch weiter reduziert werden. Die restlichen 99 % der Gesamtmasse wären Asteroiden oder Mondstaub als Gegengewicht. Eine solche angebundene Struktur wäre schneller und kostengünstiger zu bauen und einzusetzen als andere Schildkonstruktionen.

Today’s largest rockets can only lift about 50 tons to low Earth orbit, so this approach to solar radiation management would be challenging. Szapudi’s approach brings the idea into the realm of possibility, even with today’s technology, whereas prior concepts were completely unachievable. Also, developing a lightweight but strong grapheneGraphene is an allotrope of carbon in the form of a single layer of atoms in a two-dimensional hexagonal lattice in which one atom forms each vertex. It is the basic structural element of other allotropes of carbon, including graphite, charcoal, carbon nanotubes, and fullerenes. In proportion to its thickness, it is about 100 times stronger than the strongest steel." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">Entscheidend ist die Verbindung des Schildes mit dem Gegengewicht aus Graphen.

Referenz: „Solar Radiation Management with a Tethered Sun Shield“ von István Szapudi, 31. Juli 2023, Proceedings of the National Academy of Sciences.DOI: 10.1073/pnas.2307434120