Tempeste solari, 166 minuti ad astronauti e piloti per sfuggire dalle radiazioni

In una fase molto “movimentata” dell’attività solare, si ripropone il problema dei picchi di vento solare che possono minacciare le comunicazioni satellitari, gli apparati elettronici e addirittura la vita degli astronauti in orbita ad alte latitudini.

Ora, i ricercatori degli Stati Uniti e della Corea del Sud hanno messo a punto un sistema di allarme in grado di prevedere la potenza della radiazione in arrivo da queste violente tempeste solari quasi tre ore (166 minuti) in anticipo, dando agli astronauti, così come agli equipaggi degli aerei che volano sopra le regioni polari, il tempo di adottare misure di protezione.

I ricercatori hanno sviluppato uno strumento in grado di studiare la microstruttura di fluidi complessi che vengono bombardati da particelle cariche ad alta energia, come quelle presenti nel vento solare, usando dei neutroni.

I fisici dell’Università del Delaware e delle università sud coreane Chungnam National University e Hanyang University hanno pubblicato un articolo (Space Weather: The International Journal of Research and Applications) sulla rivista della American Geophysical Union.

John Bieber, professore presso il Bartol Research Institute del Dipartimento di Fisica e Astronomia dell’Università del Delaware, ha diretto il progetto scientifico. L’autore dell’articolo è Su Yeon Oh, un ricercatore di post-dottorato alla Chungnam National University, che ha lavorato con Bieber.

“Viaggiando quasi alla velocità della luce, le prime particelle espulse da una tempesta solare ci mettono solo 10 minuti a raggiungere la Terra”, ha detto Bieber. Queste tempeste solari hanno un’onda d’urto simile ad una bomba nucleare a idrogeno.

I ricercatori hanno utilizzato i dati raccolti da due rivelatori di neutroni installati anni fa al Polo Sud – uno all’interno e uno all’esterno della stazione Amundsen-Scott – per determinare l’intensità delle particelle ad alta energia e ad alta velocità che arrivano sulla Terra prima dalle tempeste solari. Queste particelle possono trasportare energie di oltre 500 Megaelectron Volt (MeV).

Esaminando le proprietà di queste prime particelle, gli scienziati possono ora fare previsioni utili su quelle più lente ma ancora più pericolose.

“Le particelle lente sono più pericolose perché sono più molte di più”, spiega Bieber.

Le particelle più veloci sono spesso cariche positivamente (protoni) e quando colpiscono una molecola d’aria nell’atmosfera terrestre provocano la sua scomposizione in altri neutroni o protoni, che a loro volta sbattono contro altre molecole d’aria, e così via. I neutroni, particelle non cariche elettricamente, vengono prodotti come effetto collaterale di questo processo a cascata.

Dalle misure dei neutroni prodotti negli ultimi eventi solari i ricercatori sono riusciti ad elaborare un modello che prevede in anticipo l’intensità – e quindi la pericolosità – delle successive ondate di particelle lente che costituiscono le tempeste solari.

Gli autori hanno confrontato le loro previsioni in 12 eventi solari con i dati raccolti dai satelliti geostazionari, ottenendo un buon accordo predittivo.

A seconda dell’energia dei protoni il sistema fornisce un tempo di preavviso fino a 166 minuti. Questo darebbe ad astronauti di future missioni nello spazio profondo il tempo per proteggersi da queste micidiali ondate di particelle. Ma anche i piloti di aereo che volano nelle regioni polari della Terra o gli astronauti della ISS corrono seri rischi quando queste ondate di particelle li colpiscono. Ad alte latitudini infatti il campo magnetico terrestre è più debole e non riesce a deviare le particelle cariche.

Come proteggere gli astronauti?

“Il modo più pratico per proteggersi dalle radiazioni nello spazio profondo – ha detto il professor Bieber a Gaianews.it – è di rifugiarsi dietro o all’interno di uno spesso strato di metallo, che può essere alluminio o acciaio. Il tipo di materiale non ha molta importanza, ma l’importante è che sia denso e spesso abbastanza da assorbire la radiazione.”

“Sulla superficie della Luna o di Marte, aggiunge Bieber, gli astronauti potrebbero rifugiarsi sottoterra.”

Inoltre Bieber tranquillizza riguardo ai pericoli che corrono gli astronauti della ISS. “La radiazione delle tempeste solari non è così grande alle altezze della ISS (circa 300 km di altezz,a ndr.) in quanto l’orbita bassa permette alla stazione di stare dietro al campo magnetico terrestre che già naturalmente agisce da deflettore. A volte, però, la ISS orbita a latitudini polari proprio in occasione di tempeste solari, ma solo per piccole frazioni del tempo che la ISS passa in orbita.”

In passato, aggiunge Bieber, molti astronauti delle missioni Apollo sulla Luna hanno rischiato grosso, e forse sono stati semplicemente fortunati a non morire per via delle enormi radiazioni durante le tempeste solari. Negli anni ’60 e ’70 non si era infatti del tutto consapevoli della pericolosità di queste ondate di particelle. “In qualche modo hanno viaggiato verso la Luna sempre nei minimi solari, quindi quando le grandi eruzioni solari che avrebbero potuto ucciderli non erano presenti”, osserva Bieber.