అమెరికన్ కంపెనీ చీకటి తర్వాత “సూర్యరశ్మిని” అందించడానికి బయలుదేరింది, కానీ మనం నిజంగా చేయాలి – మరియు చేయవచ్చు

భూమి యొక్క కక్ష్యలో కొత్త ఉపగ్రహాల కూటమికి సంబంధించిన ప్రతిపాదన ఖగోళ శాస్త్రవేత్తలను చాలా ఆందోళనకు గురి చేసింది. సూర్యరశ్మిని ప్రతిబింబించే మరియు కాంతి కాలుష్యాన్ని అవాంఛనీయమైన ఉప ఉత్పత్తిగా కలిగి ఉండే సాధారణ ఉపగ్రహాల మాదిరిగా కాకుండా, అమెరికన్ స్టార్టప్ రిఫ్లెక్ట్ ఆర్బిటల్ నుండి వచ్చిన ఉపగ్రహాలు ఉద్దేశపూర్వకంగా కాంతి కాలుష్యాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తాయి.

సూర్యరశ్మిని భూమికి తిరిగి ప్రతిబింబించే అద్దాలతో “డిమాండ్‌పై సూర్యరశ్మిని” అందజేస్తామని కంపెనీ హామీ ఇచ్చింది, సూర్యాస్తమయం తర్వాత సౌర విద్యుత్ ప్లాంట్లు పనిచేయడానికి వీలు కల్పిస్తుంది.

ఇది 2026లో ప్రయోగించాలని కంపెనీ కోరిన Earendil-1 అనే 18 మీటర్ల పరీక్షా ఉపగ్రహంతో ప్రారంభించాలని యోచిస్తోంది. తాజా నివేదికల ప్రకారం, 2030 నాటికి దాదాపు 4,000 ఉపగ్రహాలు కక్ష్యలోకి చేరతాయి.

అయితే ఈ కాంతి కాలుష్యం ఎంత తీవ్రంగా ఉంటుంది? మరియు బహుశా ఇంకా ఎక్కువగా, రిఫ్లెక్ట్ ఆర్బిటల్ యొక్క ఉపగ్రహాలు వాస్తవానికి ప్రచారం చేసినట్లుగా పని చేయగలవా?

సూర్యకాంతి ప్రతిబింబిస్తుంది

సూర్యకాంతి కాంతి బిందువును ఉత్పత్తి చేయడానికి చేతి గడియారం నుండి ప్రతిబింబిస్తుంది.M. బ్రౌన్

కాంతి బిందువును ఉత్పత్తి చేయడానికి మీరు వాచ్ ముఖం నుండి సూర్యరశ్మిని ప్రతిబింబించే విధంగానే, రిఫ్లెక్ట్ ఆర్బిటల్ యొక్క ఉపగ్రహాలు భూమి యొక్క ప్రాంతంపై కాంతిని ప్రొజెక్ట్ చేయడానికి అద్దాలను ఉపయోగిస్తాయి.

కానీ ప్రమేయం ఉన్న స్థాయి చాలా భిన్నంగా ఉంటుంది. రిఫ్లెక్ట్ ఆర్బిటల్ యొక్క ఉపగ్రహాలు భూమికి 625 కి.మీ ఎత్తులో కక్ష్యలో తిరుగుతాయి మరియు 54 మీటర్ల వ్యాసం కలిగిన అద్దాలను కలిగి ఉంటాయి.

మీరు మీ గడియారం నుండి సమీపంలోని గోడపై సూర్యకాంతిని ప్రతిబింబించినప్పుడు, కాంతి ప్రదేశం చాలా ప్రకాశవంతంగా ఉంటుంది. కానీ మీరు దానిని సుదూర గోడ నుండి ప్రతిబింబిస్తే, చుక్క పెద్దదిగా మరియు మందంగా మారుతుంది.

ఎందుకంటే సూర్యుడు కాంతి బిందువు కాదు, ఆకాశంలో సగం కోణాన్ని కవర్ చేస్తాడు. దీని అర్థం పెద్ద దూరాలకు, ఒక ఫ్లాట్ అద్దం నుండి ప్రతిబింబించే సూర్యకాంతి పుంజం సగం డిగ్రీ కోణంలో వ్యాపిస్తుంది.

ఆచరణలో దీని అర్థం ఏమిటి? సుమారు 800 కి.మీ దూరంలో సూర్యరశ్మిని ప్రతిబింబించే ఉపగ్రహాన్ని పరిశీలిద్దాం – ఎందుకంటే 625 కి.మీ ఎత్తులో ఉన్న ఉపగ్రహం ఎల్లప్పుడూ నేరుగా పైకి ఉండదు, కానీ ఒక కోణంలో సూర్యరశ్మిని ప్రతిబింబిస్తుంది. భూమి యొక్క ప్రకాశించే ప్రాంతం కనీసం 7 కిమీ వ్యాసం కలిగి ఉంటుంది.

సూర్యుని దూరం మరియు ఆకాశంలో సగం-డిగ్రీ కోణం కారణంగా వంగిన అద్దం లేదా లెన్స్ కూడా సూర్యరశ్మిని ఇరుకైన బిందువుకు కేంద్రీకరించలేవు.

ఈ ప్రతిబింబించే సూర్యకాంతి ప్రకాశవంతంగా లేదా మసకగా ఉంటుందా? బాగా, ఒక 54 మీటర్ల ఉపగ్రహం కోసం, అది మధ్యాహ్న సూర్యుడి కంటే 15,000 రెట్లు మందంగా ఉంటుంది, కానీ ఇప్పటికీ పౌర్ణమి కంటే చాలా ప్రకాశవంతంగా ఉంటుంది.

మైలార్ రిఫ్లెక్టర్లను కక్ష్యలో అమర్చవచ్చు.జోష్ స్ప్రాడ్లింగ్/ది ప్లానెటరీ సొసైటీ, CC BY

బెలూన్ పరీక్ష

గత సంవత్సరం, రిఫ్లెక్ట్ ఆర్బిటల్ వ్యవస్థాపకుడు బెన్ నోవాక్ “అంతరిక్షంలోకి వెళ్లే ముందు నిర్మించాల్సిన చివరి విషయం” యొక్క టెస్ట్ రన్‌ను సంగ్రహించే ఒక చిన్న వీడియోను ప్రచురించారు. ఇది వేడి గాలి బెలూన్ ద్వారా మోసుకెళ్ళే రిఫ్లెక్టర్.

పరీక్షలో, దాదాపు 2.5 మీటర్ల వ్యాసం కలిగిన చదునైన, చతురస్రాకార అద్దం సౌర ఫలకాలు మరియు సెన్సార్ల వైపు కాంతి పుంజాన్ని నిర్దేశిస్తుంది. ఒక సందర్భంలో, బెలూన్ 242 మీటర్ల దూరంలో ఉండగా, బృందం చదరపు మీటరుకు 516 వాట్ల కాంతిని కొలుస్తుంది.

పోలిక కోసం, మధ్యాహ్న సూర్యుడు చదరపు మీటరుకు సుమారు 1,000 వాట్లను ఉత్పత్తి చేస్తాడు. కాబట్టి చదరపు మీటరుకు 516 వాట్స్ దాదాపు సగం, ఇది ఉపయోగకరంగా ఉండటానికి సరిపోతుంది.

అయితే బెలూన్ పరీక్షను అంతరిక్షంలోకి స్కేల్ చేద్దాం. మేము ఇంతకు ముందే గుర్తించినట్లుగా, ఉపగ్రహాలు ఆసక్తి ఉన్న ప్రాంతం నుండి 800 కిమీ దూరంలో ఉంటే, రిఫ్లెక్టర్ 6.5 కిమీ నుండి 6.5 కిమీ – 42 చదరపు కిలోమీటర్లు ఉండాలి. అటువంటి జెయింట్ రిఫ్లెక్టర్‌ను నిర్మించడం ఆచరణాత్మకం కాదు, కాబట్టి బెలూన్ పరీక్షకు కొన్ని పరిమితులు ఉన్నాయి.

రిఫ్లెక్ట్ ఆర్బిటల్ ప్లానింగ్ అంటే ఏమిటి?

రిఫ్లెక్ట్ ఆర్బిటల్ యొక్క ప్రణాళిక “ఇప్పటికే ఉన్న సౌర క్షేత్రాలను ప్రకాశించే సరైన నక్షత్రరాశిలో ఒకే ఉపగ్రహాలు.” మరియు మీ లక్ష్యం చదరపు మీటరుకు కేవలం 200 వాట్స్ – మధ్యాహ్నం సూర్యకాంతిలో 20%.

చిన్న ఉపగ్రహాలు ఈ లక్ష్యాన్ని చేరుకోగలవా? ఒక్క 54 మీటర్ల ఉపగ్రహం మధ్యాహ్న సూర్యుడి కంటే 15,000 రెట్లు మందగిస్తే, మధ్యాహ్న సూర్యుని తీవ్రతలో 20% చేరుకోవడానికి వాటిలో 3,000 పడుతుంది. ఇది ఒక ప్రాంతాన్ని ప్రకాశవంతం చేయడానికి భారీ మొత్తంలో ఉపగ్రహాలు.

మరొక ప్రశ్న: 625 కి.మీ ఎత్తులో ఉన్న ఉపగ్రహాలు సెకనుకు 7.5 కి.మీ. కాబట్టి, ఒక ఉపగ్రహం 3.5 నిమిషాల కంటే ఎక్కువ సమయం ఇవ్వబడిన ప్రదేశం నుండి 1,000 కి.మీ.

అంటే 3,000 ఉపగ్రహాలు కొన్ని నిమిషాల వెలుతురును అందిస్తాయి. ఒక గంట అందించడానికి ఇంకా వేలమంది అవసరం.

కానీ రిఫ్లెక్ట్ ఆర్బిటల్‌కు ఆశయం లేదు. ఒక ఇంటర్వ్యూలో, నోబ్యాక్ 250,000 ఉపగ్రహాలను 600 కి.మీ-ఎత్తు కక్ష్యలో సూచించింది. ఇది ప్రస్తుతం జాబితా చేయబడిన అన్ని ఉపగ్రహాలు మరియు కక్ష్యలో తెలిసిన పెద్ద అంతరిక్ష శిధిలాల కంటే ఎక్కువ.

అయితే, ఈ విస్తారమైన కూటమి, పైన పేర్కొన్న మా లెక్కల ఆధారంగా ఒకేసారి 80 కంటే ఎక్కువ స్థానాలకు మధ్యాహ్న సూర్యకాంతిలో 20% మాత్రమే అందిస్తుంది. ఆచరణలో, మేఘావృతమైన వాతావరణం కారణంగా తక్కువ ప్రదేశాలు కూడా ప్రకాశిస్తాయి.

ఇంకా, వాటి ఎత్తును బట్టి, ఉపగ్రహాలు సంధ్యా మరియు తెల్లవారుజామున చాలా ప్రదేశాలకు ప్రకాశాన్ని అందించగలవు, తక్కువ భూమి కక్ష్యలో ఉన్న అద్దాలు సూర్యకాంతిలో స్నానం చేయబడతాయి. దీని గురించి తెలుసుకున్న రిఫ్లెక్ట్ ఆర్బిటల్, సూర్యకాంతిలో వాటిని నిరంతరం ఉంచడానికి హీలియోసింక్రోనస్ కక్ష్యలలో భూమిని పగటి-రాత్రి రేఖకు ఎగువన చుట్టుముట్టేలా దాని కూటమిని ప్లాన్ చేస్తుంది.

చౌకైన రాకెట్లు ఉపగ్రహ నక్షత్రరాశుల ప్రయోగాన్ని అనుమతించాయి.SpaceX/Flickr, CC BY-NC

ప్రకాశవంతమైన లైట్లు

కాబట్టి రాత్రిపూట సరసమైన సౌర శక్తిని ఉత్పత్తి చేయడానికి అద్దాల ఉపగ్రహాలు ఒక ఆచరణాత్మక సాధనమా? బహుశా కాకపోవచ్చు. కానీ అవి వినాశకరమైన కాంతి కాలుష్యాన్ని ఉత్పత్తి చేయగలవా? ఖచ్చితంగా.

సాయంత్రం ప్రారంభంలో, ఉపగ్రహాలు మరియు అంతరిక్ష వ్యర్థాలను గుర్తించడానికి ఎక్కువ సమయం పట్టదు – మరియు అవి ఉద్దేశపూర్వకంగా ప్రకాశవంతంగా ఉండేలా రూపొందించబడలేదు. రిఫ్లెక్ట్ ఆర్బిటల్ ప్లాన్‌తో, పరీక్షా ఉపగ్రహం అనుకున్న విధంగా పనిచేసినప్పటికీ, అది కొన్నిసార్లు పౌర్ణమి కంటే చాలా ప్రకాశవంతంగా కనిపిస్తుంది.

అటువంటి అద్దాల కూటమి ఖగోళ శాస్త్రానికి వినాశకరమైనది మరియు ఖగోళ శాస్త్రవేత్తలకు ప్రమాదకరమైనది. టెలిస్కోప్ ద్వారా చూసేవారికి, ప్రతి అద్దం యొక్క ఉపరితలం సూర్యుని ఉపరితలం వలె దాదాపుగా ప్రకాశవంతంగా ఉంటుంది, ఇది శాశ్వత కంటికి హాని కలిగించే ప్రమాదం ఉంది.

కాంతి కాలుష్యం విశ్వాన్ని చూసే ప్రతి ఒక్కరి సామర్థ్యాన్ని కూడా దెబ్బతీస్తుంది మరియు కాంతి కాలుష్యం జంతువుల రోజువారీ లయలను ప్రభావితం చేస్తుంది.

రిఫ్లెక్ట్ ఆర్బిటల్ నిర్దిష్ట స్థానాలను ప్రకాశవంతం చేయడానికి ఉద్దేశించబడినప్పటికీ, ఉపగ్రహాల కిరణాలు భూమిని ఒక ప్రదేశం నుండి మరొక ప్రదేశానికి తరలించేటప్పుడు కూడా స్కాన్ చేస్తాయి. రాత్రిపూట ఆకాశం చంద్రుడి కంటే ప్రకాశవంతంగా వెలుగుతుంది.

దీనిపై కంపెనీ స్పందించలేదు సంభాషణ ఈ వచనాన్ని ప్రచురించడానికి గడువులోపు ఈ ఆందోళనల గురించి. ఏది ఏమైనప్పటికీ, ఇది ఈ వారం వార్తా సంస్థ బ్లూమ్‌బెర్గ్‌తో మాట్లాడుతూ, సూర్యరశ్మిని “క్లుప్తంగా, ఊహాజనిత మరియు లక్ష్య” మార్గాల్లో మళ్లించాలని, అబ్జర్వేటరీలను తప్పించడం మరియు ఉపగ్రహ స్థానాలను పంచుకోవడం ద్వారా శాస్త్రవేత్తలు తమ పనిని ప్లాన్ చేసుకోవచ్చు.

పరిణామాలు భయంకరంగా ఉంటాయి

రిఫ్లెక్ట్ ఆర్బిటల్ ప్రాజెక్ట్ ముందుకు సాగుతుందా లేదా అనేది ఇంకా తెలియదు. కంపెనీ ఒక పరీక్షా ఉపగ్రహాన్ని ప్రయోగించవచ్చు, అయితే అది 250,000 భారీ అద్దాలను నిరంతరం భూమి చుట్టూ పరిభ్రమిస్తూ కొన్ని సౌర కర్మాగారాలను రోజుకు కొన్ని అదనపు గంటలపాటు అమలు చేయడానికి చేరుకోవడానికి ఇంకా చాలా దూరం వెళ్ళవలసి ఉంది.

ఇప్పటికీ, ఇది అనుసరించాల్సిన ప్రాజెక్ట్. ఖగోళ శాస్త్రవేత్తలకు విజయం యొక్క పరిణామాలు – మరియు చీకటి రాత్రి ఆకాశాన్ని ఆస్వాదించే ఎవరైనా – భయంకరంగా ఉంటుంది.

రాత్రిపూట కనిపించే ఉపగ్రహాల సంఖ్య విపరీతంగా పెరిగింది.

మైఖేల్ JI బ్రౌన్ ఆస్ట్రేలియన్ రీసెర్చ్ కౌన్సిల్ నుండి పరిశోధన నిధులు పొందారు.

మాథ్యూ కెన్‌వర్తీ డచ్ రీసెర్చ్ కౌన్సిల్ (NWO) నుండి పరిశోధన నిధులను అందుకుంటారు.