Ako sa astronómovia snažia chrániť podnebie
Na prvý pohľad je to jeden z paradoxných účinkov skúmania vesmíru, že pohľad do vzdialených oblastí môže súčasne zmeniť perspektívu vlastného kozmického domova. Vzniklo to asi pred 50 rokmi, keď prvé obrazy Zeme z vesmíru začali meniť náš vzťah k našej domovskej planéte, ktorá sa javí z vesmíru taká malá a zraniteľná. Každý, kto vie, aký nehostinný môže byť pre nás ľudí vesmír, ktorý presahuje atmosférické limity našej planéty, môže získať iný pohľad na kúzlo a nepravdepodobnosť jeho domova. Nie je preto možno náhoda, že astrofyziková komunita čoraz viac diskutuje o otázke, akú zodpovednosť nesú oni sami za zmenu podnebia a ako môžu znížiť svoj vlastný príspevok k nej. Časopis „Nature Astronomy“ teraz zdokumentoval tento proces reflexie vo svojom najnovšom vydaní v šiestich medzinárodných článkoch.
Skutočnosť, že astronómovia sa touto témou zvlášť zaoberajú, nie je prekvapujúca z veľmi praktických dôvodov: Je známe, že astronómovia veľa cestujú - nielen preto, že sa relatívne malá komunita pravidelne stretáva na medzinárodných konferenciách, ale aj preto, že trávia čas pozorovaním pri ďalekohľadoch, ktoré sú často izolované rozhodovať o ich výskumnej praxi. Okrem toho existujú výpočtovo náročné simulácie, ktoré spôsobujú vysokú potrebu energie a nepriamo tak prispievajú k emisii skleníkových plynov astrofyzikmi. Astronómovia nie sú o nič menej zodpovední za znižovanie svojich vlastných emisií ako ktorákoľvek iná osoba na svete, píšu austrálski astronómovia spolupracujúci s Adamom Stevensom.
Superpočítače ako páchatelia podnebia
Aby to mohli vyriešiť, museli by najskôr poznať zdroje a relatívne podiely emisií, aby mohli v druhom kroku pracovať na ich znižovaní. Vo svojej štúdii to urobili pre Austráliu a dospeli k záveru, že výskumné emisie priemerného austrálskeho astronóma s 37 tonami ekvivalentných emisií oxidu uhličitého (tCO₂e) ročne sú o 40 percent vyššie ako emisie typického Austrálčana. Je zaujímavé, že podľa odhadov je to hlavne kvôli energeticky náročným výpočtom superpočítačov. Oveľa menšie príspevky pochádzajú z letov a prevádzky observatórií a výskumných ústavov.
Ak sa pozrieme späť, Heidelbergov Max Planckov inštitút pre astronómiu (MPIA) urobil pre Nemecko veľmi podobný výpočet pre rok 2018. Súvaha Knud Jahnke a jeho kolegov sa líši od súvahy ich austrálskych kolegov. Nielenže sú priemerné emisie na astronóma 18,1 tCO₂e ročne, čo je hlboko pod austrálskou hodnotou. Okrem toho pre nich letecká doprava predstavuje najväčší podiel. Rozdiely sa čiastočne vysvetľujú skutočnosťou, že Austrálčania použili inú emisnú kalkulačku, ktorá odhaduje emisie na podstatne nižšie hodnoty, ako používajú Nemci. V nemeckej bilancii je tiež viditeľné, že sekundárne emisie vyplývajúce zo spotreby elektrickej energie v Nemecku sú oveľa nižšie, vzhľadom na výrazne nižší podiel fosílnych zdrojov energie (47% v porovnaní s 83% v Austrálii). A napriek tomu: Je alarmujúce, že emisie skleníkových plynov na jedného výskumného pracovníka MPIA sú zhruba trikrát vyššie ako nemecké ciele stanovené v parížskej klimatickej dohode do roku 2030 s cieľom obmedziť globálne otepľovanie na maximálne 1,5 stupňa, píše tím Heidelberg.
Poučenie z pandémie
Z ďalších podrobných štúdií vychádzajú návrhy, ako by sa táto hodnota mohla v nasledujúcich rokoch výrazne znížiť. Pandémia Covid-19 tento rok neočakávane ukázala, ako je možné výrazne znížiť počet letov v leteckej doprave. Potreba organizovať veľké konferencie úplne digitálne umožnila priame porovnanie emisií z udalostí tvárou v tvár a online. Vedci spolupracujúci s Leonhardom Burtscherom z MPIA to vypočítali na základe príkladu výročného stretnutia Európskej astronomickej spoločnosti (EAS). V roku 2019 sa toto stretnutie uskutočnilo v Lyone s 1240 účastníkmi a v roku 2020 s 1777 účastníkmi ako virtuálna konferencia.
Pomocou prieskumov a extrapolácií astronómovia určili, že emisie v roku 2019 dosiahli 1855 tCO₂e - čo je zhruba 70 percent celkových emisií MPIA v roku 2018 - zatiaľ čo online verzia mala nízku stopu CO₂ iba 582 kilogramov. Ako by mohol naznačovať vyšší počet účastníkov, online konferencie sú navyše oveľa inkluzívnejšie. Vedci s menším cestovným rozpočtom alebo so sťaženými rodinnými podmienkami sa môžu digitálne zúčastňovať na konferenciách, z ktorých by boli predtým vylúčení. Astronómovia tiež navrhujú pre budúcnosť hybridné formáty, v ktorých sú regionálne analógové „satelitné konferencie“ spojené s veľkými medzinárodnými stretnutiami, aby bolo možné kombinovať znížené cestovné vzdialenosti a skutočnú sociálnu výmenu.
Menej návštev teleskopov
Astronómovia pracujúci s Nicolasom Flageym vypočítali ekvivalentné emisie skleníkových plynov z observatória na základe príkladu 40-ročného ďalekohľadu Kanada - Francúzsko - Havaj pre rok 2019. Tento ďalekohľad sa nachádza na sopke Mauna Kea a je prevádzkovaný z hlavného havajského ostrova. Tu je to predovšetkým spotreba elektriny v zariadení a dojazd nevyhnutný na prevádzku, ktorý zvyšuje emisie na obyvateľa na 16,5 tCO₂e. Potenciál zníženia by spočíval v udržateľných zdrojoch energie, zdokonalenom hardvéri a obmedzení cestovných aktivít. Tendencia, ktorú v astronómii možno aj tak pozorovať, že pozorovania sú čoraz menej uskutočňované astronómami prichádzajúcimi z ich ústavov sami, ale čoraz častejšie môžu v služobnom režime miestni zamestnanci pomôcť.
Analýza spotreby energie veľkými dátovými centrami, ktorú vykonal Simon Portegies Zwart z univerzity v Leidene, je prekvapujúca. V ňom poukazuje na súvislosť medzi zvoleným programovacím jazykom a klimatickou prijateľnosťou výpočtov: Jazyk Python, ktorý je v poslednej dobe medzi astronómami populárnejší vďaka svojej interaktivite, modularite a orientácii na objekty, spôsobuje podstatne vyššie emisie ako „klasický“ a ťažší programovací jazyk C ++ alebo Fortran. Je preto potrebné položiť si otázku na univerzitách, či by bolo lepšie nepoužívať Python na školenie budúcej generácie. Skutočnosť, že astronómovia nie sú nevyhnutne známi tým, že programujú obzvlášť elegantne, ale skôr majú na pamäti svoje výskumné otázky pri vývoji svojich programov, je ďalším aspektom, na ktorom by sa dalo v budúcnosti pracovať.
Klimatické zmeny by koniec koncov mohli mať dopad na astronomické pozorovania, upozorňujú astronómovia pracujúci s Faustine Cantalloube z MPIA. Vplyv atmosféry a turbulencie, ktoré sa tam vyskytujú, určujú priestorové rozlíšenie ďalekohľadu. Silnejší vietor tiež sťažuje aktívnu korekciu atmosférických turbulencií. Takže ak sa zmenia atmosférické podmienky na miestach astronomických observatórií tvárou v tvár zmenám podnebia, mohlo by to mať vplyv na kvalitu pozorovaní. Publikácie vytvárajú dojem, že astronómovia sú odhodlaní v nasledujúcich rokoch aspoň významne znížiť svoj vlastný príspevok k zmenám v podnebí. Skutočnosť, že už začali, ukázala twitterová reakcia laureáta Nobelovej ceny za fyziku Briana Schmidta na austrálsku štúdiu: Je toho ešte veľa, čo je potrebné urobiť, ale aspoň je potešiteľné, že simulácie v najsilnejšom austrálskom superpočítači sú teraz na sto percent využívajúce obnoviteľné energie išiel. To platí aj pre Austrálsku národnú univerzitu, ktorej vicekancelárom je Schmidt. Jeho záver: „Všetko je možné.“