L'attività solare sotto la lente

Russia e Stati Uniti lavorano insieme per studiare le tempeste solari (Foto: Nasa/Ufficio Stampa)

Russia e Stati Uniti lavorano insieme per studiare le tempeste solari (Foto: Nasa/Ufficio Stampa)

Le due potenze spaziali di Russia e Stati Uniti intendono intensificare gli studi sulle relazioni tra la stella centrale del sistema e la Terra

Secondo l'opinione generale della comunità scientifica mondiale, nel 2010, è iniziato il nuovo ciclo undecennale dell'attività solare. Tenendo conto del fatto che i cambiamenti climatici terrestri sono per molti versi dovuti proprio al Sole, l’attuale decennio potrebbe arrecare dei nuovi problemi al nostro pianeta. Le due potenze spaziali di Russia e Stati Uniti intendono intensificare, in un prossimo futuro, gli studi sulle relazioni Sole-Terra e il tempo meteorologico spaziale.

Macchie solari

Nel settembre del 2009, il sistema meteorologico satellitare americano Goes rilevò mediante raggi X un’intensificazione dell’attività solare e gli astronomi scoprirono che sul Sole vi sono due regioni luminose. Le macchie sono comparse quasi contemporaneamente, e sufficientemente distanti tra loro, il che ha confermato il carattere globale dei cambiamenti in atto sull’astro 

In Russia si sta lavorando alla realizzazione del progetto “Intergeliozond”, sviluppato dagli scienziati dell’Istituto di Ricerche Spaziali (Iki) dell'Accademia russa delle Scienze. Il dispositivo, il cui lancio in orbita è previsto per il 2018, permetterà agli scienziati di studiare il Sole a una distanza più ravvicinata. Il progetto è al momento in fase di ricerca e sviluppo.

“La sonda eseguirà una manovra di gravitazione vicino a Venere per entrare nell'orbita solare a un perielio di 42 milioni di chilometri. Manovre gravitazionali successive consentiranno di ridurre il perielio a 21 milioni di chilometri. Ciò permetterà di studiare la superficie dell’astro per un periodo di tempo più lungo (circa sette giorni)”, afferma il direttore dell’Iki, l’accademico Lev Zelenij.

“Sarebbe possibile avvicinarsi ancora di più al Sole, solo che in quel caso, l'altezza minima sarebbe determinata dall’evaporazione dello schermo protettivo, causata dalle radiazioni solari. Di conseguenza la sonda rileverebbe la propria atmosfera, la quale altererebbe l’esattezza delle misurazioni”.

Fasce di radiazione

La Terra è circondata da due strati di fasce di radiazione. La prima inizia a circa 1.600 chilometri dalla superficie del pianeta e si estende fino a un'altezza di quasi 13.000 km. L’altra fascia inizia appena sopra i 15.000 km e si estende nello spazio per un'altezza di 24.000 km. I periodi di intensa attività solare causano l’espansione di queste fasce, che arrivano a distare dalla superficie terrestre solo 207 km, il che è una minaccia per la Stazione Spaziale Internazionale e i satelliti

Inoltre, l’Iki, in collaborazione con l'Istituto per il Magnetismo terrestre, ionosfera e propagazione delle onde radio (Izmiran), svilupperà un sistema di monitoraggio del vento solare, che consentirà di ottenere previsioni altamente attendibili circa le tempeste magnetiche un’ora e mezza/ due ore prima del loro arrivo sulla Terra.

Esso si baserà sui micro satelliti “Chibis”, ha dichiarato il direttore dell’Izmiran, Vladimir Kuznecov. Il primo “Chibis”, del peso di 40 chili, è stato lanciato nell’orbita circumterrestre, a un’altezza di circa 480 chilometri dalla Stazione Spaziale Internazionale, il 25 gennaio 2012.

Si ha intenzione di coordinare le iniziative spaziali russe con il relativo programma statunitense “Living with a Star”. Il primo dispositivo del programma è stato lanciato dalla Nasa il 23 agosto 2012 con lo scopo di condurre uno studio dettagliato delle fasce di radiazione e degli anelli di particelle ad alta energia che circondano la Terra.

Le fasce di radiazione, che sono state una delle prime scoperte americane in ambito spaziale, sono sotto l'influenza dell’attività solare e del tempo meteorologico spaziale originato dal Sole. Piloti e astronauti, nel corso dei voli, corrono il rischio di essere esposti a livelli pericolosi di radiazioni durante le tempeste magnetiche. Inoltre, le fasce di radiazione possono interferire con il funzionamento dei satelliti e dei sistemi di comunicazione.

“Non siamo ancora riusciti a capire come si comportino queste fasce, nonostante siano trascorsi già più di cinquanta anni da quando sono state scoperte e descritte per la prima volta -, ha dichiarato Lika Guhathakurta, ricercatrice del programma della Nasa. - Non siamo nemmeno in grado di fare alcun tipo di previsioni, che in realtà sono molto importanti”.

Le tempeste magnetiche

La più forte tempesta solare mai registrata si è verificata il 28 agosto del 1859. La perturbazione spense completamente le tecnologie di comunicazione, mandando in tilt le reti del telegrafo. Tempeste di tale intensità si verificano circa una volta ogni cinque secoli. Tuttavia, fenomeni con un’intensità dimezzata si verificano con più frequenza, in media ogni 50 anni. L’ultima tempesta è avvenuta il 13 novembre del 1960 e ha disturbato il campo geomagnetico terrestre, interrompendo, tra le altre cose, le attività delle stazioni radio. Meno potente è stata la tempesta magnetica del 1989 che ha causato un incidente presso la centrale idroelettrica canadese della provincia del Quebec, facendo rimanere senza luce sei milioni di persone

Con l'introduzione, circa 440 anni fa, degli strumenti di misurazione, è risultato chiaro che il Sole influisce significativamente su tutto ciò che accade sulla Terra. L'attività solare, che si manifesta attraverso esplosioni di radiazioni solari, tempeste magnetiche e lampi di fuoco, può variare di intensità in maniera sostanziale: da appena percettibile fino ad arrivare a “perturbazioni” più forti.

Al giorno d’oggi, gli esseri umani sono così dipendenti dai dispositivi radio-elettronici che un aumento repentino dell'attività solare potrebbe disturbare l’attività dei sistemi di sostegno della vita di tutto il mondo.

Il continente americano è il più vulnerabile, qualora si verificasse un potente “attacco” solare, per via della sua vicinanza al Polo Nord Magnetico. Secondo una ricerca condotta dalla società MetaTech, qualora si verificasse oggi una tempesta simile a quella del 1859, l'intera rete elettrica del Nord America andrebbe in tilt, e i lavori per ripristinare l'approvvigionamento di energia potrebbero tardare un paio di settimane se non un mese.

Inoltre, le pessime condizioni meteorologiche spaziali ostacolano l’attività di tutti i sistemi orbitali. Secondo il Dipartimento della difesa degli Stati Uniti, i costi per la riparazione dei satelliti danneggiati dal Sole si aggirano sui 100 milioni di dollari l'anno. E le compagnie di assicurazione satellitari hanno sborsato, nel periodo 1996-2005, due miliardi di dollari per coprire i danni e la perdita di veicoli spaziali causati dall’influenza del Sole.

Una forte tempesta solare potrebbe disturbare il funzionamento dei sistemi di navigazione satellitare: gli errori di misurazione delle coordinate potrebbero raggiungere i 50 metri o più, il che renderebbe i satelliti inutilizzabili. Una perdita significativa di precisione del sistema Gps “Navstar” si è registrata durante la tempesta solare del 23 ottobre 2003.

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