太空中的遮阳伞

在太空安放万亿个有小孔的氮化硅圆盘，可以组成十万千米长、面向太阳的遮阳伞群，阻挡部分阳光。但这种方法会花费大量时间和金钱。

探索发现频道为J·罗杰·P·安杰尔（J. Roger P. Angel）出资建造了一个直径1.3厘米的氮化硅陶瓷圆盘。这个打了很多小孔的透明圆盘厚约0.25 微米，只有保鲜膜厚度的1/40，却比保鲜膜硬得多。安杰尔是亚利桑那大学史都华天文台镜片实验室主任，也是知名的望远镜镜片和光学设备开发者。因此，用制作高性能汽车轴承的原料来制作这种圆盘状光学设备这一想法，很符合他的身份。几年前，安杰尔的妻子问他是否可以为全球变暖做些事情。安杰尔作出了回答，他重新审视了一个旧的地球工程学提议，但用独创性的想法对它进行了改造。

那个古老的提议要求在地球的第一拉格朗日点，也就是L1 处，安置一把遮阳伞。L1 距离地球约150 万千米，处在朝向太阳的方向（在第一拉格朗日点上，物体受到的太阳引力与来自地球的引力大小相等）。位于L1 处的一把遮阳伞，可以在整个地球上投下一片均匀的阴影，而且不会污染大气。

根据安杰尔的设计，这把太空遮阳伞不是一艘太空船，而是万亿个氮化硅圆盘——每块圆盘直径0.6 米，配备了计算机和导航系统，总重量不超过1 克［安杰尔指出，黑脉金斑蝶（Monarch butterfly）的体重小于1克，但它们能飞行数千千米回到墨西哥的繁殖地］。这些“飞盘”可以每100 万个一组，通过主要位于地下的1.6 千米长的电磁线感应圈炮发射升空，每分钟发射一次的话，大约要花30 多年。安杰尔建议，从地球发射的遮阳伞总重量应控制在2,000 万吨以下。尽管这差不多相当于国际空间站当前质量的7 万倍，但所有发射到太空的物质都是必不可少的，没有任何多余。

高效的离子推进器将携带每一组飞盘从地球轨道飞向L1。在那里，这些飞盘将像发牌一样，被分散成长十万千米、面向太阳的遮阳伞群。负责“看管”这群飞盘的守护卫星（Shepherd Satellite）将建立起一个局域的全球定位系统，每个飞盘都携带了一面镜子作为太阳帆，防止自己飘离遮阳伞群。太阳光子可以径直通过每个飞盘上的氮化硅，也可以从飞盘的小孔中穿过，后一种光子的相位要比前一种光子稍稍提前一些。因此这两种光子会发生相消干涉（interfere destructively），进而阻挡一部分本应到达地球的光线，并将其中大约2% 的光线散射到地球两侧。

很难说安杰尔对于他的想法有多认真。他兴致勃勃地说：“这不是一个快速廉价的方案。”实际上，根据威格利的粗略估算，一把太空遮阳伞要花费5 万亿美元，这“完全是不可能实现的”。卡尔代拉说：“相比要付出这么大的代价而言，建造风力涡轮和太阳能设备可能更容易些。”安杰尔本人似乎也同意这个观点。最近他花费大量时间试图想出集中太阳光的办法，来提高光电转换效率。毕竟，正如他所指出的那样，任何一种遮阳伞都会浪费太阳能。（节选自《环球科学》2008年12期）