In de moderne, snelle wereld, menselijke activiteit is sterk afhankelijk van elektrische infrastructuur. Als het elektriciteitsnet uitvalt, onze klimaatbeheersingssystemen worden uitgeschakeld, onze computers zullen sterven, en alle elektronische vormen van handel en communicatie zullen worden stopgezet. Maar naast dat, menselijke activiteit in de 21e eeuw wordt ook steeds meer afhankelijk van de infrastructuur in Low Earth Orbit (LEO).

Afgezien van de vele telecommunicatiesatellieten die momenteel in de ruimte zijn, er is ook het internationale ruimtestation en een vloot van GPS-satellieten. Het is om deze reden dat zonnevlamactiviteit als een ernstig gevaar wordt beschouwd, en mitigatie ervan een prioriteit. Om dat aan te pakken, een team van wetenschappers van de Harvard University heeft onlangs een studie uitgebracht die een gewaagde oplossing voorstelt:een gigantisch magnetisch schild in een baan om de aarde plaatsen.

De studie - die het werk was van dokter Manasavi Lingam en professor Abraham Loeb van het Harvard Smithsonian Center for Astrophysicist (CfA) - verscheen onlangs online onder de titel "Impact and Mitigation Strategy for Future Solar Flares". Zoals ze uitleggen, zonnevlammen vormen een bijzonder groot risico in de wereld van vandaag, en zal een nog grotere bedreiging worden vanwege de groeiende aanwezigheid van de mensheid in LEO.

Zonnevlammen zijn al meer dan 150 jaar een ‘going concern’, sinds het beroemde Carrington Event van 1859. Sindsdien er is veel energie gestoken in de studie van zonnevlammen, zowel vanuit theoretisch als vanuit waarnemingspunt. En dankzij de vooruitgang die de afgelopen 200 jaar is geboekt op het gebied van astronomie en ruimteverkenning, er is veel geleerd over de verschijnselen die bekend staan ​​als "ruimteweer".

Tegelijkertijd, De toegenomen afhankelijkheid van de mensheid van elektriciteit en ruimtegebaseerde infrastructuur heeft ons ook kwetsbaarder gemaakt voor extreme ruimteweergebeurtenissen. In feite, als het Carrington-evenement vandaag zou plaatsvinden, geschat wordt dat het wereldwijde schade aan elektriciteitsnetten zou veroorzaken, satellietcommunicatie, en wereldwijde toeleveringsketens.

De cumulatieve wereldwijde economische verliezen, volgens een rapport uit 2009 van de Space Studies Board ("Severe Space Weather Events-Understanding Societal and Economic Impacts"), zou $ 10 biljoen zijn, en herstel zou enkele jaren duren. En toch, zoals professor Loeb via e-mail aan Universe Today uitlegde, deze dreiging vanuit de ruimte heeft veel minder aandacht gekregen dan andere mogelijke dreigingen.

"In termen van risico vanuit de lucht, de meeste aandacht in het verleden ging naar asteroïden, " zei Loeb. "Ze hebben de dinosaurussen gedood en hun fysieke impact in het verleden was hetzelfde als in de toekomst, tenzij hun banen worden afgebogen. Echter, zonnevlammen hebben weinig biologische impact en hebben vooral een technologische impact. Maar een eeuw geleden er was niet veel technologische infrastructuur in de buurt, en technologie groeit exponentieel. Daarom, de schade is zeer asymmetrisch tussen het verleden en de toekomst."

Dit behandelen, Lingham en Loeb ontwikkelden een eenvoudig wiskundig model om de economische verliezen te beoordelen die door zonnevlamactiviteit in de loop van de tijd worden veroorzaakt. Dit model beschouwde het toenemende risico op schade aan technologische infrastructuur op basis van twee factoren. Voor een, ze overwogen het feit dat de energie van een zonnevlam met de tijd toeneemt, dit vervolgens gekoppeld aan de exponentiële groei van technologie en BBP.

Wat ze vaststelden was dat op langere tijdschalen, de zeldzame soorten zonnevlammen die zeer krachtig zijn, worden veel waarschijnlijker. In combinatie met de groeiende aanwezigheid en afhankelijkheid van de mensheid van ruimtevaartuigen en satellieten in LEO, dit zal ergens op de weg leiden tot een gevaarlijke combinatie. Of zoals Loeb uitlegde:

"We voorspellen dat binnen ~ 150 jaar, er zal een gebeurtenis plaatsvinden die schade veroorzaakt die vergelijkbaar is met het huidige Amerikaanse BBP van ~20 biljoen dollar, en de schade zal op latere tijdstippen exponentieel toenemen totdat de technologische ontwikkeling zal verzadigen. Een dergelijke voorspelling is nog nooit eerder geprobeerd. We stellen ook een nieuw idee voor om de schade door energetische deeltjes te verminderen door een magnetisch schild. Dit was mijn idee en was niet eerder voorgesteld."

Om dit groeiende risico aan te pakken, Lingham en Loeb overwogen ook de mogelijkheid om een ​​magnetisch schild tussen de aarde en de zon te plaatsen. Dit schild zou worden geplaatst op de aarde-zon Lagrange Point 1, waar het geladen deeltjes zou kunnen afbuigen en een kunstmatige boegschok rond de aarde zou kunnen creëren. In deze betekenis, dit schild zou de aarde beschermen op een manier die vergelijkbaar is met wat het magnetische veld al doet, maar met meer effect.

Op basis van hun beoordeling, Lingham en Loeb geven aan dat een dergelijk schild technisch haalbaar is in termen van zijn fysieke basisparameters. Ze waren ook in staat om een ​​rudimentaire tijdlijn te geven voor de constructie van dit schild, om nog maar te zwijgen van enkele ruwe kostenramingen. Zoals Loeb aangaf, zo'n schild zou kunnen worden gebouwd voordat deze eeuw voorbij is, en tegen een fractie van de kosten van wat zou worden veroorzaakt door schade door zonnevlammen.

"Het technische project dat verband houdt met het magnetische schild dat we voorstellen, kan enkele decennia duren om in de ruimte te bouwen, " zei hij. "De kosten voor het naar de ruimte tillen van de benodigde infrastructuur (gewicht 100, 000 ton) zal waarschijnlijk 100 miljard dollar bedragen, veel minder dan de verwachte schade over een eeuw."

Interessant genoeg, het idee om een ​​magnetisch schild te gebruiken om planeten te beschermen is al eerder voorgesteld. Bijvoorbeeld, dit type schild was dit jaar ook het onderwerp van een presentatie tijdens de "Planetary Science Vision 2050 Workshop", die werd georganiseerd door NASA's Planetary Science Division (PSD). Dit schild werd aanbevolen als middel om de atmosfeer van Mars te verbeteren en bemande missies naar het oppervlak in de toekomst te vergemakkelijken.

Tijdens de presentatie, getiteld "A Future Mars Environment for Science and Exploration", NASA-directeur Jim Green besprak hoe een magnetisch schild de ijle atmosfeer van Mars zou kunnen beschermen tegen zonnewind. Hierdoor zou het in de loop van de tijd kunnen worden aangevuld, wat het extra voordeel zou hebben dat Mars opwarmt en vloeibaar water weer over het oppervlak kan stromen. Als dit lijkt op voorstellen voor het terravormen van Mars, dat is omdat het zo is.

Voorbij de aarde en het zonnestelsel, de implicaties voor deze studie zijn behoorlijk overweldigend. In recente jaren, er zijn veel terrestrische planeten gevonden die ronddraaien in nabijgelegen M-type (ook bekend als rode dwerg) sterrenstelsels. Vanwege de manier waarop deze planeten dicht bij hun respectievelijke zonnen draaien, en de variabele en onstabiele aard van M-type sterren, wetenschappers hebben twijfels geuit over de vraag of deze planeten daadwerkelijk bewoonbaar zouden kunnen zijn.

Kortom, wetenschappers hebben gewaagd dat in de loop van miljarden jaren, rotsachtige planeten die dicht bij hun zonnen draaien, zijn met hen op slot, en onderhevig zijn aan regelmatige zonnevlammen zouden hun atmosfeer verliezen. In dit opzicht, magnetische schilden kunnen een mogelijke oplossing zijn voor het creëren van extra-solaire kolonies. Plaats een groot schild in een baan om het L1 Lagrange-punt, en je hoeft je nooit meer zorgen te maken over krachtige magnetische stormen die de planeet verwoesten!

Daarbovenop, deze studie biedt een mogelijke oplossing voor de Fermi-paradox. Bij het zoeken naar tekenen van buitenaardse intelligentie (ETI), het kan zinvol zijn om verre sterren te controleren op tekenen van een in een baan om de aarde draaiend magnetisch schild. Zoals prof. Leob uitlegde, dergelijke structuren zijn mogelijk al ontdekt rond verre sterren, en zou enkele van de ongebruikelijke waarnemingen kunnen verklaren die astronomen hebben gedaan:

"De afdruk van een schild gebouwd door een andere beschaving kan de veranderingen inhouden die het veroorzaakt in de helderheid van de gastster als gevolg van occultatie (vergelijkbaar met de ster van Tabby) als de structuur groot genoeg is. De situatie zou vergelijkbaar kunnen zijn met de bollen van Dyson, maar in plaats van de energie van de ster te oogsten, is het doel van de infrastructuur om een ​​technologische beschaving op een planeet te beschermen tegen de uitbarstingen van zijn moederster."

Het is een uitgemaakte zaak dat naarmate de tijd en de technologie vorderen, de aanwezigheid van de mensheid in (en de afhankelijkheid van) de ruimte zal toenemen. Als zodanig, voorbereiden op de meest drastische ruimteweergebeurtenissen die het zonnestelsel ons kan bezorgen, is gewoon logisch. En als het gaat om de grote vragen als "zijn we alleen in het heelal?", het is ook logisch om onze stoutste concepten en voorstellen te nemen en te overwegen hoe ze de weg kunnen wijzen naar buitenaardse intelligentie.