温暖化から地球を守る「ラグランジュの帆」

地球の気候変動を緩和することは切実な課題です。これについて、ハワイ大学天文学研究所の天文学者イシュトヴァン・サプディ氏が、小惑星に日傘をくくりつけるという驚きの計画を提案しています。

*Category:サイエンス Science *Source：sciencealert ,UNIVERSITY of HAWAI’I ,PNAS

「小惑星に日傘を取り付ける」というアイデア

サプディ氏が提案するのは、小惑星を捕まえて地球の前に停め、太陽の光を遮るために日傘をくくりつけるというものです。実はこのようなソーラーシールドは新しいアイデアではありません。しかし、ザプディ氏の改造は、コストと実現の難易度を大幅に下げ、実現可能なものに一歩近づけました。ザプディ氏は以下のように述べています。

引用

In Hawaiʻi, many use an umbrella to block the sunlight as they walk about during the day.I was thinking, could we do the same for Earth and thereby mitigate the impending catastrophe of climate change?

— 引用：UNIVERSITY of HAWAI’I

「ハワイでは、多くの人が日中歩き回るときに傘で日差しを遮っています。地球にも同じことができないか、そうすれば気候変動という差し迫った大災害を軽減できるのではないかと考えたのです。（UNIVERSITY of HAWAI’I）」

地球を常に照射している太陽光のほんの一部を遮ることができれば、気温上昇に対抗するのに十分かもしれません。絶対的な解決策ではありませんが、一時しのぎにはなるでしょう。問題は、傘が太陽風や放射圧で飛ばされないようにするため、また重力を安定させるためのバラストとして、かなりの質量を必要とすることです。そして、それだけの質量を宇宙に運ぶのは難しく、コストもかかります。しかし、その質量がすでに宇宙空間にあるとしたらどうでしょう？そこで登場するのが、小惑星を捕獲して傘を結びつける方法です。

ザプディ氏は、L1ラグランジアンで太陽に向かってカウンターバランスを配置すれば、シールドとカウンターウェイトの総質量はわずか350万トンになると計算しました。

L1ラグランジアンは、地球と太陽の相互作用によって生じる相対的な重力安定点です。このラグランジュ点では、2つの天体の引力が均衡し、その場所にとどまるために必要な調整量を最小限に抑えることができます。

５つあるラグランジュ点のうち、L1は地球と太陽の間に位置し、ソーラーシールドを設置するのに最適な場所です。350万トンというと大きな質量に聞こえるかもしれませんが、これはこれまでの見積もりの約100分の1の質量です。そして、実際のシールドはそのうちのわずか1％、約3万5000トンに過ぎません。残りの質量は小惑星となります。グラフェンのような軽い素材を使えば、シールドの重量をさらに軽くすることも可能ですが、それでも達成はかなり難しいでしょう。現在のロケットの最大積載量は3万5000トンには到底及びません。現在の記録保持者はサターンVで、アポロ時代に140トンの積載量を地球低軌道に打ち上げています。スペースX社の巨大ロケット「スターシップ」は、最大積載量は250トンです。

とはいえ、このアイデアは以前考えられていたよりも実現可能かもしれません。NASAは、小惑星を方向転換できることも示しています。今すぐ研究開発に取りかかれば、気候変動で手遅れになる前に実現できるかもしれないとサプディ氏は考えています。「グラフェン、テザー、軌道技術の開発が並行し、絡み合うことによって、テザーシールドは当初より早く、安価に実現できるかもしれない」とサプディ氏は論文に記しています。