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La missione spaziale per farci guadagnare ore vitali in più prima che scoppi una tempesta solare
Nasa
L'evento Carrington è probabilmente l'evento più famoso nella storia del tempo spaziale. Una massiccia tempesta solare che colpì la Terra nel 1859, produsse così tanta attività geomagnetica che l'aurora boreale fu vista fino a Cuba. Gli operatori del telegrafo hanno riferito di scintille che volavano dalle loro apparecchiature. Questo non suona male, ma se accadesse oggi, potrebbe debilitare l'energia nei centri urbani, interrompere il GPS e mettere a rischio le comunicazioni satellitari.
Tempeste come questa possono verificarsi solo una volta ogni 100 o 200 anni, ma se ne arriverà una, dovremo saperlo.
L'analisi meteorologica spaziale cerca avvisi di tali eventi catastrofici (e brillamenti solari più piccoli e frequenti) osservando il vento solare del sole, espulsioni di massa coronale (quando il sole emette plasma dalla sua corona, disturbando i campi magnetici) e altri fenomeni. Le previsioni possono prevedere quando le aurore illumineranno il cielo, ma, cosa ancora più importante, possono avvertire di un imminente evento catastrofico.
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In questo momento, tuttavia, abbiamo solo poche ore o pochi giorni di preavviso. Il motivo principale è che non abbiamo una buona visuale dell'intero sole, quindi non possiamo vedere quando qualcosa di pericoloso si sta formando sul suo lato posteriore. Una missione pianificata dall'Agenzia spaziale europea potrebbe cambiare la situazione dandoci una sbirciatina laterale, aggiungendo una risorsa vitale all'arsenale dei meteorologi solari. Gli scienziati sono in una corsa contro il tempo per avviare la missione Lagrange prima che gli altri nostri metodi per individuare il tempo solare pericoloso non siano più operativi.
Diagramma dei punti di Lagrange tra la Terra e il Sole. Nasa
Fino ad ora, la maggior parte delle missioni meteorologiche spaziali sono state in orbita attorno alla Terra o localizzate nel punto di Lagrange L1, che si trova tra la Terra e il sole. Punti Lagrange sono posizioni nello spazio in cui un oggetto manterrà la stessa posizione rispetto a due corpi che sono in orbita l'uno attorno all'altro. Ad esempio, un oggetto nel punto L1 sembra stare proprio di fronte alla Terra, offrendo una visione ininterrotta del sole in ogni momento. Questo lo rende un luogo ideale per le missioni scientifiche, che devono consumare meno energia per rimanere sul posto per acquisire dati, e, più specificamente, per i satelliti per l'osservazione del sole.
Ma questo ci dà solo una visione di un lato della stella. La missione Lagrange dell'ESA sfrutterà il punto 5 di Lagrange per offrirci una nuova prospettiva. L5 è a circa un'unità astronomica dalla Terra (la distanza del sole, o 150 milioni di chilometri), ma fuori dal lato del pianeta. Questa è la prima navicella spaziale che ha davvero intenzione di rimanere lì in L5 e fornire continuamente dati, afferma Stefan Kraft, responsabile dello studio della missione L1/L5 dell'ESA. I velivoli STEREO della NASA hanno visitato brevemente i punti nel 2009, ma in realtà fermarsi richiede molto più carburante.
Questa vista laterale darebbe ai ricercatori dell'ESA uno sguardo costante alla superficie del sole prima che ruoti verso la Terra (il sole ruota di circa una volta ogni 27 giorni ), fornendo avvisi più tempestivi e più precisi se potrebbero essere in arrivo condizioni meteorologiche pericolose nello spazio.
L'associazione dei dati da L1 e L5 aiuterà anche a ridurre i tempi di avviso. In questo momento, l'impatto di un'espulsione di massa coronale sulla Terra può essere previsto solo con una precisione da sei a 12 ore. Secondo il capo del segmento meteorologico spaziale dell'ESA, Juha-Pekka Luntama, la missione di Lagrange lo ridurrebbe a poche ore. In prospettiva, le espulsioni più veloci impiegherebbero dalle 15 alle 18 ore per colpire la Terra. Dice che migliorerebbe anche i tempi di allerta per i flussi di vento solare ad alta velocità, che, sebbene non così pericolosi, possono disturbare le reti elettriche e i satelliti geostazionari.
Rendering del satellite Lagrange. ESA
Per condizioni meteorologiche spaziali minori, avvisi più tempestivi potrebbero garantire che non siano programmate passeggiate spaziali durante una tempesta e che i soccorritori di emergenza sulla Terra abbiano comunicazioni di backup pronte per l'uso in caso di spegnimento delle loro radio. In caso di un evento simile a Carrington, gli operatori satellitari potrebbero interrompere le loro operazioni, potrebbero essere emessi avvisi al pubblico che i loro dispositivi GPS si spegneranno e agli operatori della rete elettrica potrebbe essere data la possibilità di proteggere le loro apparecchiature.
Tecnicamente la missione sarà impegnativa. Sulla Terra, tre stazioni equidistanti nell'ESA Rete Estrack lavoreranno insieme per ricevere costantemente i segnali dall'astronave mentre il pianeta ruota. E anche portare il segnale alla Terra in primo luogo non è un compito facile. Il punto L5 è circa 100 volte più lontano dalla Terra di L1, il che significa che la velocità con cui i dati possono essere rispediti è ridotta.
Poi ci sono le stesse tempeste solari. L'imbarcazione non invierà solo dati su di loro, ma dovrà anche resistergli. Quando abbiamo eventi meteorologici spaziali gravi, vorremmo comunque osservare, afferma Kraft. Mentre tutti gli altri veicoli spaziali possono fondamentalmente nascondersi ed entrare in modalità provvisoria, il nostro veicolo spaziale dovrebbe essere pronto. Dice che il team sta attualmente sviluppando una schermatura più robusta che può aiutare il satellite a resistere a tempeste più forti dell'evento Carrington.
QUELLO
Per continuare a immaginare il sole durante condizioni meteorologiche estreme, l'imbarcazione utilizzerà l'intelligenza artificiale per riconoscere ed eliminare, fotogramma per fotogramma, le particelle cariche che creano una sorta di neve sulle immagini.
La nostra capacità di monitorare le condizioni meteorologiche nello spazio si sta deteriorando.
La missione è ancora nelle sue fasi iniziali. In questo momento il team sta sviluppando il piano tecnico e mettendo insieme una proposta da presentare insieme ad altri studi dell'ESA a novembre. Stanno esplorando esattamente quanto devono essere robusti i sistemi, bilanciando i vincoli finanziari con la necessità di proteggere l'imbarcazione. Il cardine di quella proposta è un ulteriore finanziamento per eseguire effettivamente la missione. Se tutto va secondo i piani, verranno lanciati nel 2025.
Kraft è ottimista sul fatto che la missione sarà approvata. Dice che il team ha già ricevuto indicazioni relativamente chiare da paesi tra cui Germania e Regno Unito che vogliono sostenerlo.
La tempistica di tale approvazione è fondamentale, perché sono disperatamente necessarie nuove missioni meteorologiche spaziali. Entro pochi anni perderemo alcuni dei satelliti scientifici più cruciali che operano da decenni. La nostra capacità di monitorare le condizioni meteorologiche spaziali si sta deteriorando, afferma Luntama.
La missione che i ricercatori sono più preoccupati di perdere è il Solar and Heliospheric Observatory Satellite (SOHO), che si trova in L1. È l'unica missione che ospita uno strumento che monitora l'inizio delle espulsioni di massa coronale verso la Terra. Ed è lo strumento principale ancora utilizzato per fornire avvisi e avvisi quando sta accadendo qualcosa di pericoloso sotto il sole.
Lanciato nel 1995, è già stato nello spazio per più di 20 anni, più di quattro volte la sua durata originale prevista. Anche la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) degli Stati Uniti sta pianificando un proprio osservatorio solare per aiutare a sostituire i dati SOHO che potrebbero andare persi a L1. Il lancio è previsto nel 2024, che è appena in tempo: Luntama afferma che SOHO ha, al più tardi, fino al 2024 prima che fallisca. Problemi tecnici potrebbero far sì che lo faccia in qualsiasi momento.
Dobbiamo assicurarci di mantenere la nostra capacità di monitorare il meteo spaziale, dice. Altrimenti, tra qualche anno saremo effettivamente ciechi e non saremo più in grado di proteggere la nostra infrastruttura dalle intemperie spaziali.