Spazio, una straordinaria scoperta russa per la sicurezza degli astronauti

La scoperta del team del professor Yuri Shprits permetterà di sviluppare modelli migliori per lo spazio e proteggere i satelliti (Foto: Lori/Legion Media)

La scoperta del team del professor Yuri Shprits permetterà di sviluppare modelli migliori per lo spazio e proteggere i satelliti (Foto: Lori/Legion Media)

Intervista allo scienziato Yuri Shprits, a capo del team di fisici che ha studiato la terza cintura di radiazione della Terra

Un’équipe internazionale di fisici, guidati dal professore Yuri Shprits dell’Istituto Skolkovo per le Scienze e la Tecnologia (Skoltech), ha fatto luce sulle origini della terza cintura di radiazione della Terra, che nel 2012 attirò l’attenzione e la curiosità della comunità scientifica internazionale.

Carta d'identità

Foto: Ufficio Stampa
Yuri Shprits
(Foto: Ufficio Stampa)

Yuri Shprits studia la dinamica delle differenti tipologie di  particelle energetiche. In particolare è impegnato a comprendere, prevedere e diminuire i pericoli provenienti dallo spazio. Il suo lavoro è stato illustrato e divulgato dalle riviste National Geographic, Forbes e New Scientist. È stato ricercatore di primo piano in 15 progetti finanziati da Nasa, Nsf, Afrl e Ucop

In questa intervista in esclusiva per Russia Oggi, il professor Shprits spiega il significato di questa straordinaria scoperta.

Professore, che significato riveste il modello individuato per la scienza di base? Rappresenta un modo del tutto nuovo di studiare le fasce di radiazione della Terra?

Abbiamo scoperto che gli elettroni ultrarelativistici sono mossi da processi fisici molto diversi. Per la fisica delle fasce di radiazione ciò significa che abbiamo scoperto una famiglia di particelle del tutto nuove, che coesistono con le fasce di radiazione usuali, ma mostrano strutture spaziali e temporali molto differenti.

In che modo la terza cintura di radiazione della Terra può influenzare i satelliti e altri oggetti spaziali? Le nuove informazioni ottenute da questa ricerca possono essere applicate al lancio di satelliti?

Le particelle energetiche possono penetrare attraverso qualsiasi tipo di scudo protettivo. Possono danneggiare le parti elettroniche più minuscole dei satelliti e provocare anomalie o cedimenti strutturali veri e propri dei sottosistemi fondamentali per i satelliti. In passato pensavamo che tutte le energie al di sopra di un dato livello si comportassero in uno stesso modo. Adesso invece sappiamo che le particelle ultrarelativistiche si comportano in modo del tutto diverso. Questa conoscenza ci consentirà di mettere a punto modelli  migliori e di proteggere i satelliti. Eccovi un esempio: se costruite un veicolo per l’Antartide non lo progetterete identico a uno per il clima temperato di Los Angeles. La conoscenza e la comprensione dell’ambiente è di vitale importanza per costruire veicoli sicuri e affidabili. I veicoli fuoristrada dell’Antartide sono progettati in base a requisiti completamente diversi dalle vetture convertibili di Los Angeles. Tali mezzi necessitano di un’ottima visuale, una buona batteria, un sistema di riscaldamento, ma il tetto non deve essere apribile e l’aria condizionata non è necessaria.

Foto: Ufficio Stampa

La terza cintura di radiazione della Terra (Foto: Ufficio Stampa)

Quali applicazioni pratiche potrà offrire questa ricerca?  

Questo studio potrà contribuire a proteggere gli astronauti nello spazio. Un altro vantaggio possibile è nel settore dell’energia nucleare. La magnetosfera terrestre è un laboratorio naturale straordinario, che ci consente di studiare una molteplicità di processi fisici. Questi processi potrebbero con ogni probabilità verificarsi anche nei laboratori terrestri e quindi essere di aiuto agli scienziati che studiano il plasma in laboratorio e indagano le possibilità di ottenere energia dalla fusione. Analoghi processi potrebbero verificarsi anche su Giove e Saturno e potrebbero rivelarsi di importanza fondamentale per pianificare in futuro missioni negli angoli più remoti del nostro sistema solare.

Chi faceva parte del team internazionali di ricercatori che Lei ha diretto? Quale Paese ha diritto più di altri di reclamare questa scoperta?

Abbiamo un team internazionale ed eterogeneo. Penso che a tutti gli enti coinvolti debba andare il merito di questo studio. Il primo che compare nel rapporto è lo Skoltech, in quanto io sono affiliato lì. Ma moltissimo lavoro è stato svolto all’Ucla e informazioni importanti sono state ottenute dall’Università dell’Alberta e dall’Università del Colorado. I progetti della ricerca moderna sono di portata tale che la collaborazione di molteplici istituti ed enti di ricerca è indispensabile. Non è possibile fare tutto da soli. La collaborazione internazionale rivestirà un ruolo molto fondamentale allo Skoltech.

Lei è  visiting professor al Mit, il  Massachusetts Institute of Technology, ed è affiliato all’Università della California a Los Angeles (Ucla). Il Mit sta portando avanti progetti di ricerca in collaborazione con la Russia? Ci sono altri progetti ai quali state lavorando al momento?

Lavoro con ingegneri del Mit per comprendere gli effetti della radiazione spaziale sui satelliti, ma abbiamo in corso molti altri entusiasmanti progetti. Un mio studente dello Skoltech, Mikhail Dobynde, sta cercando di capire in che modo la radiazione può avere un’influenza sugli esseri umani nel corso dei lunghi voli. Per esempio, sta cercando di capire qual è il periodo migliore del ciclo solare per volare verso Marte per determinare se possiamo garantire la sicurezza degli astronauti. Una mia ricercatrice dello Skoltech che ha preso il dottorato, Tatiana Podladchikova, è impegnata a creare un modello in tempo reale per prevedere  l’ambiente spaziale grazie a osservazioni in tempo reale delle condizioni del vento solare effettuate da multipli satelliti. Questo modello aiuterà gli operatori dei satelliti delle telecomunicazioni a proteggere i loro satelliti nello spazio e li aiuterà anche a comprendere meglio gli effetti delle condizioni climatiche dello spazio sui satelliti. In quanto ricercatore principale dell’Ucla sto collaborando con l’istituto Skobeltsin di fisica nucleare (Sinp) dell’Università Statale Lomonosov di Mosca nella realizzazione di un satellite Lomonosov che osservi le particelle a una gamma molto ampia di energie. Saremo in grado di comprendere meglio e quantificare la perdita di tali particelle nell’atmosfera e forse tale ricerca potrebbe servire anche a mettere a punto meccanismi attivi per eliminare oggetti e sostanze pericolose dello spazio.

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