Czy „powolna nauka” jest odpowiedzią na ślad węglowy astronomii? Niebo i teleskop

Międzynarodowy zespół astronomów ustalił, w jakim stopniu urządzenia astronomiczne – a mianowicie teleskopy na Ziemi iw kosmosie, których astronomowie używają do badania nieba – przyczyniają się do zmiany klimatu. Raportowanie w astronomia naturalnazespół szacuje, że ten ślad przewyższa wszystkie inne działania związane z badaniami, co ma znaczące implikacje dla przyszłości tej dziedziny.

Naukowcy poczuli się zmotywowani do przeprowadzenia badania przez bieżące wydarzenia: „Ludzkość stoi w obliczu kryzysu klimatycznego”, mówi członek zespołu Annie Hughes (Instytut Astronomii im. Maxa Plancka, Niemcy). „Dowody naukowe są jednoznaczne, że działalność człowieka jest odpowiedzialna za modyfikację klimatu. Dowody naukowe są równie jasne, że musimy zmienić nasze działania w następnej dekadzie.”

Astronomowie, jak wszyscy, mają ślady węgla. Ten użyty termin może mieć nieco inne definicje; W tym przypadku Jürgen Knodelsder (Uniwersytet w Tuluzie, Francja) wraz z kolegami definiują ją jako całkowitą emisję gazów cieplarnianych obiektu w całym jego cyklu życia. Emisje składają się głównie z dwutlenku węgla i metanu, ale obejmują również szereg innych gazów zatrzymujących ciepło.

Ogólny brak danych utrudnia określenie, w jakim stopniu astronomowie przyczyniają się do emisji gazów cieplarnianych. Wcześniejsze badania koncentrowały się na działaniach związanych z badaniami, takich jak podróże na konferencje i korzystanie z superkomputerów. Jednak nowe badania pokazują, że największym źródłem śladu węglowego astronomii jest budowa i działanie coraz większych teleskopów.

Ze względu na brak dokładnych danych, często ze względu na kwestie poufności, zespół doszedł do tego wniosku przy użyciu techniki zwanej Wejście i wyjście ekonomiczne Analityka. Emisje dwutlenku węgla zależą przede wszystkim od kosztów i/lub wagi. Knödlseder porównuje ten proces do tankowania samochodu: pełne napełnienie zbiornika zamiast do połowy podwoi jego wagę. Podwojenie paliwa kosztowałoby dwa razy więcej i powodowałoby dwa razy więcej emisji.

Korzystając z tej analizy danych wejściowych i wyjściowych, zespół obliczył, że w swoich cyklach życia obecne obiekty astronomiczne wytwarzają ekwiwalent 20 milionów ton ekwiwalentu dwutlenku węgla, przy rocznej emisji ponad miliona ton ekwiwalentu dwutlenku węgla.

„Aby dać ci pewną perspektywę”, zauważa Knudelsder, „jest to roczny ślad węglowy krajów takich jak Estonia, Chorwacja czy Bułgaria”. Inna perspektywa: w 2019 roku Stany Zjednoczone wniosły ponad 6,5 Jeden bilion ton dwutlenku węgla.

To poczatek

Knodelsder twierdzi, że dane dotyczące kosztów/wagi mają tę zaletę, że są publicznie dostępne, chociaż czasami mogą być trudne do znalezienia. Umożliwia to absolutnie każdy rodzaj obliczeń. Ale Andrew Ross Wilson (University of Strathclyde, Wielka Brytania), który napisał towarzyszący mu artykuł perspektywiczny dla astronomia naturalnamówi, że metoda ta nie jest powszechnie stosowana w rozliczaniu emisji dwutlenku węgla, zwłaszcza w przypadku działań kosmicznych.

„Odkrył, że stosowanie ekonomicznych metod nakładów i wyników (…) znacznie przeszacowało ogólny wpływ na środowisko”. Powodów jest wiele: po pierwsze, przemysł lotniczy, często finansowany przez państwo, nie jest prawdziwie wolnym rynkiem. Ponadto, materiały często kosztują Wykonywanie na zamówienie wykorzystywane w misjach kosmicznych wynika bardziej z badań i rozwoju niż z produkcji.

„W związku z tym Europejska Agencja Kosmiczna (i inne podmioty) stworzyły nową bazę danych procesów, aby dokładniej wypełnić te luki i nie zalecają stosowania ekonomicznych baz danych wejściowych i wyjściowych do oceny cyklu życia kosmosu” – mówi Wilson.

Zespół Nodelsidera uznaje te zastrzeżenia, ale argumentuje, że dostarczenie tych wstępnych szacunków jest krytycznym pierwszym krokiem. Następnym krokiem jest przeprowadzenie przez przedsiębiorstwa użyteczności publicznej własnych, bardziej szczegółowych analiz – a następnie podjęcie działań.

Wilson zgadza się, mówiąc: „Myślę, że ocena Knodelsidera jest dość odpowiednim przybliżeniem pierwszego rzędu ze względu na brak danych, które były dostępne dla niego i jego zespołu”. „To zdecydowanie dobry pierwszy krok do bardziej szczegółowych ocen”.

Ostrzega jednak: „Nie jestem przekonany, czy jakikolwiek praktyk w dziedzinie oceny cyklu życia w kosmosie wykorzystałby to odkrycie do własnych analiz. ESA z pewnością nie przyjrzałaby się tym szacunkom dwa razy”.

powolna flaga

Zespół Knodelsidera przekonuje jednak, że nawet przybliżone liczby są podstawą pracy: „Rozwiązania są w naszych rękach, musimy tylko umieć je zaakceptować” – mówi członek zespołu Luigi Tibaldo (Instytut Badań Astrofizyki i Planetarności, Francja).

Pierwszym krokiem jest przekształcenie istniejących obiektów z paliw kopalnych na odnawialne źródła energii, co jest już w wielu miejscach przedsięwzięciem. Teleskopy w odległych lokalizacjach nadal mają trudności, ponieważ zwykle nie są podłączone do lokalnej sieci energetycznej. Na przykład seria Atacama Large Millimeter / submilimeter w Chile jest zasilana przez generatory diesla. Łatwiejsze może być włączenie innych obiektów w trwające zmiany metodologiczne.

Zespół twierdzi, że te środki nie wystarczą. Astronomowie muszą też zwolnić tempo budowy nowych obiektów. Korzyści wykraczają poza redukcję emisji, ponieważ „powolna nauka” dałaby nam więcej czasu na pełne wykorzystanie danych, które już posiadamy. Z pewnością wszystkie prace doktorskie były przeszukiwane wyłącznie na podstawie archiwalnych notatek.

Jennifer Wiseman, główny naukowiec projektu Kosmicznego Teleskopu Hubble’a, zgadza się co do wartości archiwalnych danych. „Sprawiliśmy, że archiwum danych Hubble’a jest tak potężne, że przynajmniej tyle prac naukowych jest obecnie publikowanych w oparciu o dane archiwalne, co z nowych obserwacji” – mówi. „Oznacza to dobre, wielokrotne wykorzystanie danych, które będą dostępne przez wiele lat”.

Jednak wielu astronomów sprzeciwia się spowolnieniu. W rzeczywistości niektórzy członkowie napotkali opór kolegów jeszcze przed opublikowaniem artykułu.

„Nic nie mówi, że astronomia nie może lub nie chce przejść na odnawialne źródła energii wraz z resztą gospodarki” – mówi John Mather (Goddard Space Flight Center NASA), naukowiec projektu Jamesa Webba Space Telescope. „Obliczane ślady węglowe nie są stałymi natury, to tylko szacunki części systemu zarządzanego przez pętle sprzężenia zwrotnego”.

Mather podnosi również kontrargument za spowolnieniem tempa nauki: „Niektóre rodzaje astronomii są już utrudnione lub niemożliwe z powodu zanieczyszczenia światłem, zakłóceń radiowych i konstelacji satelitów” – mówi. „Można argumentować, że musimy zwiększyć nasze wysiłki, aby jak najszybciej nauczyć się wszystkiego, co możemy, zanim będziemy mogli”.

Niemniej jednak zespół pozostaje mocno na swoim stanowisku: „Walka ze zmianami klimatu to wspólne wyzwanie i każdy, każdy sektor działalności i każdy kraj musi przyczynić się do sprostania temu wyzwaniu”, mówi Knudelsider. „W walce ze zmianami klimatu nie ma priorytetowych rozwiązań; musimy aktywować wszystkie możliwe dźwignie, aby zmniejszyć nasze emisje. Oczywiście niektóre działania będą bardziej efektywne niż inne, ale aby odnieść sukces, potrzebujemy ich wszystkich.”

Reklamy