Первая количественная оценка углеродного следа профессиональных телескопов показывает, что они вносят больше выбросов, чем все другие астрономические исследования вместе взятые.
Международная команда астрономов определила, насколько астрономические объекты, а именно телескопы на земле и в космосе, которые астрономы используют для изучения неба, способствуют изменению климата. Сообщая в Nature Astronomy, команда оценивает, что этот след перевешивает все другие связанные с исследованиями мероприятия, что имеет большие последствия для будущего области.
Исследователи почувствовали побуждение провести исследование текущими событиями: “Человечество сталкивается с климатической чрезвычайной ситуацией”, — говорит член команды Энни Хьюз (Институт астрономии Макса Планка, Германия). “Научные данные однозначно свидетельствуют о том, что человеческая деятельность ответственна за изменение климата. Научные данные столь же очевидны, что мы должны изменить нашу деятельность в следующем десятилетии”.
Расчет углеродного следа телескопов
Астрономы, как и все остальные, имеют углеродный след. Этот часто используемый термин может иметь несколько разные определения; в этом случае Юрген Кнедльседер (Университет Тулузы, Франция) и его коллеги определяют его как общий объем выбросов парниковых газов объекта в течение его жизненного цикла. Выбросы состоят в основном из углекислого газа и метана, но также включают ряд других газов, улавливающих тепло.
Общее отсутствие данных затрудняет определение того, насколько астрономы способствуют выбросам парниковых газов. Предыдущие исследования были сосредоточены на исследовательской деятельности, такой как полеты на конференции и использование суперкомпьютеров. Но самым большим источником углеродного следа
Но самым большим источником углеродного следа астрономии, как показывает новое исследование, является строительство и эксплуатация все более крупных телескопов.
Поскольку точные данные отсутствуют, часто из-за проблем конфиденциальности, команда пришла к этому выводу, используя метод, называемый экономическим анализом затрат и выпуска. Он в основном определяет выбросы углерода по стоимости и/или весу. Knödlseder сравнивает этот процесс с заправкой автомобиля: заполнение бака полностью, а не наполовину удвоит его вес. Удвоение топлива будет стоить вдвое дороже и производить вдвое больше выбросов.
Используя этот анализ ввода-вывода, команда подсчитала, что текущие астрономические объекты в течение их жизненного цикла производят эквивалент 20 миллионов тонн углекислого газа с ежегодным выбросом более 1 миллиона тонн эквивалента углекислого газа.
“Чтобы дать вам некоторую перспективу, — отмечает Knödlseder, — это ежегодный углеродный след таких стран, как Эстония, Хорватия или Болгария”. Еще одна перспектива: США в 2019 году внесли выбросы, эквивалентные более чем 6,5 миллиардам тонн углекислого газа.
Данные о стоимости/весе имеют то преимущество, что они общедоступны, хотя иногда их все еще трудно найти, говорит Кнодлседер. Это делает возможным любой вид расчета. Но Эндрю Росс Уилсон (Университет Стратклайда, Великобритания), который написал сопроводительную перспективную статью для Nature Astronomy, говорит, что этот метод обычно не используется в учете углерода, особенно для космической деятельности.
“Было обнаружено, что использование экономических методов ввода-вывода … значительно переоценивает общее воздействие на окружающую среду”, — говорит Уилсон.
Причин много: во-первых, космическая промышленность, часто финансируемая государством, не является по-настоящему свободным рынком. Кроме того, изготовленные на заказ материалы, используемые в космических миссиях, часто стоят дороже из-за их исследований и разработок, а не их производства.
“Таким образом, — говорит Уилсон, — Европейское космическое агентство (и другие) создали новую базу данных процессов, чтобы более точно заполнить эти пробелы, и не рекомендуют применять экономические базы данных” Затраты-выпуск “для оценки космического жизненного цикла”.
Команда Knödlseder признает эти оговорки, но они утверждают, что предоставление этих оценок первого порядка является решающим первым шагом. Следующий шаг — провести свой собственный, более подробный анализ, а затем принять меры.
“Я думаю, что оценка Knödlseder является довольно приличным приближением первого порядка из-за отсутствия данных, которые были доступны ему и его команде”, — соглашается Уилсон. “Это, безусловно, хороший первый шаг для более детальных оценок”.
Но он предупреждает: “Я не уверен, что какой-либо специалист по оценке космического жизненного цикла будет особенно использовать этот результат для информирования своих собственных анализов. ЕКА, конечно, не будет дважды смотреть на эту оценку”.Тем не менее, команда Knödlseder утверждает, что даже приблизительные цифры являются основой для действий: “Решения в наших руках, нам нужно только уметь их принимать”, — говорит член команды Луиджи Тибальдо (Институт исследований в области астрофизики и планетологии, Франция).
Первым шагом является переключение существующих объектов с ископаемого топлива на возобновляемые источники энергии, что уже предпринимается во многих местах. Трудности остаются для телескопов в отдаленных местах, поскольку они обычно не подключены к местной электросети. Например, массив Atacama Large Millimeter/submillimeter в Чили работает на дизельных генераторах. Другие объекты могут быть легче сложить в текущие систематические изменения.
Но этих действий будет недостаточно, утверждает команда. Астрономы также должны замедлить темпы строительства новых объектов. Преимущества выходят за рамки сокращения выбросов, поскольку “медленная наука” даст нам больше времени, чтобы полностью использовать уже имеющиеся у нас данные. Конечно, исследования для целых кандидатских диссертаций проводились исключительно с использованием архивных наблюдений.
Европейская Южная обсерватория строит Чрезвычайно большой телескоп в Серро Армазонес в Чили, один из нескольких крупных астрономических проектов. Телескоп будет иметь 39 метров в поперечнике.
Дженнифер Уайзман, старший научный сотрудник проекта Космического телескопа Хаббла, соглашается с ценностью архивных данных.
“Мы сделали архив данных Хаббла настолько надежным, что в наши дни публикуется как минимум столько же научных работ, основанных на архивных данных, так и на новых наблюдениях”, — говорит она. “Это означает хорошее, многократное использование данных, которые будут доступны в течение многих лет”.
Но многие астрономы не согласны с замедлением. Действительно, некоторые члены столкнулись с сопротивлением коллег еще до публикации статьи.
“Ничто не говорит о том, что астрономия не может или не будет переключаться на возобновляемые источники энергии вместе с остальной экономикой”, — говорит Джон Мазер (Центр космических полетов имени Годдарда НАСА), ученый проекта Космического телескопа Джеймса Уэбба. “Вычисляемые углеродные следы не являются константами природы, они просто оценки части системы, управляемой петлями обратной связи”.
Мазер также выдвигает контраргумент замедлению темпов науки: “Некоторые виды астрономии уже становятся трудными или невозможными из-за светового загрязнения, радиопомех и спутниковых созвездий”, — говорит он. “Можно утверждать, что мы должны увеличить наши усилия, чтобы узнать все, что мы можем, как можно скорее, прежде чем мы не сможем”.
Тем не менее, команда остается стойкой в своей позиции: “Борьба с изменением климата — это коллективный вызов, и каждый сектор деятельности и каждая страна, должны внести свой вклад в решение этой проблемы”, — говорит Кнодлседер.
В борьбе с изменением климата нет приоритетных решений; мы должны активировать все возможные рычаги, чтобы снизить наши выбросы. Конечно, некоторые меры будут более эффективными, чем другие, но нам нужны все они, чтобы добиться успеха.
