Un nuovo studio indica che l’attività solare estrema potrebbe rendere le future missioni Artemis troppo pericolose per il lancio nel periodo che va dal 2026 al 2029.
di Neel V. Patel
La NASA riporterà davvero gli esseri umani sulla Luna nel 2024? Questo eral’improbabile mandato conferito all’agenzia dall’amministrazione Trump. Il presidente Biden non ha ancora cambiato tale obiettivo, anche se la maggior parte degli esperti si aspetta che conceda alla NASA il tempo necessario, portando la scadenza alla fine del decennio.
Il problema è che il 2024 potrebbe effettivamente essere un’opzione più sicura. Un nuovo studio pubblicato sulla rivista ”Solar Physics” suggerisce che c’è un rischio maggiore di eventi meteorologici spaziali – tempeste di radiazioni e particelle solari sovralimentate – nella seconda metà del decennio. Questa situazione rappresenterebbe un pericolo per qualsiasi missione con equipaggio verso la Luna tra il 2026 e il 2029. Se la NASA è seriamente intenzionata a tornare sul satellite e vuole mantenere gli astronauti il più al sicuro possibile, potrebbe essere prudente accelerare le iniziative per garantire che ciò accada prima del 2026 o aspettare che il decennio sia finito.
“La meteorologia spaziale viene ora presa sempre più seriamente in considerazione in termini di impatti sulle missioni”, afferma Matthew Owens, fisico spaziale dell’Università di Reading nel Regno Unito e autore principale del nuovo studio che ha lo scopo di esaminare il clima spaziale estremo in generale e non solo in relazione all’esplorazione lunare. Solo valutando i risultati per cercare di fare una previsione della probabilità di condizioni meteorologiche spaziali sfavorevoli nel prossimo ciclo di 11 anni, le implicazioni per l’esplorazione lunare sono diventate evidenti”.
Le condizioni meteo sono importante anche nello spazio. La superficie del sole ribolle di gas e plasma, espellendo particelle cariche (protoni, elettroni e ioni pesanti) nel resto del sistema solare a milioni di miglia all’ora. Queste particelle possono colpire la Terra e la Luna in pochi minuti. Il campo magnetico terrestre ci protegge da loro, ma le particelle possono ancora surriscaldare l’elettronica e le reti elettriche in superficie e danneggiare i satelliti che gestiscono i servizi GPS e di telecomunicazione.
La meteorologia spaziale potrebbe essere estremamente pericolosa per gli astronauti che volano sulla Luna o che cercano di vivere e lavorare sulla superficie di un avamposto lunare. I sistemi di supporto vitale e l’alimentazione potrebbero spegnersi e l’attività solare potrebbe produrre livelli di radiazioni pericolosi per la vita. “Tra l’Apollo 16 e il 17”, dice Owens, “ci fu un enorme evento meteorologico spaziale che sarebbe stato probabilmente fatale se gli astronauti fossero stati sulla Luna in quel momento”.
Ogni 11 anni, il campo magnetico del Sole si inverte – i poli nord e sud si scambiano di posto – e l’attività solare aumenta e diminuisce. Si potrebbe pensare che sia più saggio lanciare durante il periodo di attività minima solare, ma non è necessariamente così, dal momento che i punti bassi di attività solare di solito significano che c’è una maggiore esposizione ai raggi cosmici galattici (radiazione spaziale proveniente dall’esterno del sistema solare).
Inoltre, il tipo di modelli meteorologici spaziali hanno previsto finora eventi lievi e moderati, che non rappresentano un rischio elevato per le missioni con equipaggio. Ma le tempeste solari estreme, del tipo che potrebbe davvero devastare una missione sulla Luna, si verificano in modo casuale. Molte, come il famigerato evento di Carrington del 1859, si sono verificate durante un’attività solare apparentemente bassa. E questi eventi estremi sono molto rari, rendendoli difficili da studiare.
Per rafforzare l’analisi dei pochi dati disponibili, Owens e il suo team hanno sviluppato modelli di probabilità di condizioni meteorologiche spaziali estreme basati su 150 anni di registrazioni di attività solare. Questi modelli simulano diverse frequenze di tempeste estreme: uno le ha verificate in modo casuale, un altro aumentava la probabilità di massimi solari e così via.
Dopo migliaia di simulazioni, i ricercatori hanno avuto a disposizione dati sufficienti per determinare quali tipi di scenari si allineavano meglio con ciò che attualmente sappiamo su come funziona il Sole. Hanno appreso che le condizioni meteorologiche spaziali estreme seguono lo stesso modello generale di quelle normali: l’attività è maggiore durante un massimo solare rispetto al minimo e gli eventi gravi sono più probabili durante i cicli solari più forti rispetto a quelli più deboli.
Hanno anche scoperto che gli eventi estremi tendono a verificarsi leggermente più tardi nei cicli solari dispari rispetto a quelli pari. A dicembre 2019, è appena iniziato il 25imo ciclo solare. Il massimo dell’attività solare dovrebbe avvenire nel 2023-2029, diventando il periodo peggiore per intraprendere una missione spaziale sulla Luna. “Ma poiché si tratta di un ciclo strano, la probabilità di condizioni meteorologiche spaziali estreme è più alta verso la fine di quella finestra, diciamo il 2026-2029”, dice Owens.
“Non prevediamo la tempistica dei singoli eventi”, afferma Owens, “quindi il miglior consiglio che possiamo dare riguarda la probabilità di incontrare un evento estremo”. Se si vuole posticipare un lancio al 2026, allora tanto vale spostarlo fino al 2030. In caso contrario, i pianificatori della missione dovrebbero garantire che un veicolo spaziale abbia l’hardware giusto per proteggere gli astronauti da un evento estremo.
E’ anche vero che attualmente i nostri migliori sistemi di allarme per la meteorologia spaziale ci danno un preavviso da poche ore a qualche giorno e funzionano anche meno per prevedere tempeste catastrofiche. Dan Baker, un ricercatore di fisica spaziale dell’Università del Colorado, a Boulder, che non è stato coinvolto nello studio, pensa che i risultati siano credibili, sottolineando che ricerche come questa “dovrebbero essere prese sul serio e dovrebbero essere inserite nella pianificazione di eventuali missioni spaziali”. Ma non è completamente sicuro che il lavoro statistico di questa indagine debba essere adottato come raccomandazione per non effettuare una missione lunare tra il 2026 e il 2029.
“Gli eventi di tempesta solare e le particelle energetiche solari sono un rischio molto reale per gli astronauti al di fuori dell’involucro protettivo della magnetosfera terrestre”, afferma. “Tuttavia, penso che si possano adottare misure per proteggersi dalle conseguenze di condizioni meteorologiche spaziali così gravi. Con un sistema operativo di allerta e allarme meteorologico spaziale attivo ed efficace, credo che le minacce possano essere gestite”.
I rischi potrebbero essere tollerabili se ci fosse, diciamo, un sistema meteorologico spaziale di preallarme che osservasse il Sole continuamente e un modulo di un veicolo spaziale o avamposto lunare che potesse proteggere specificamente gli astronauti da tali eventi. Sebbene un evento estremo possa essere raro, potrebbe significare la differenza tra la vita e la morte in una missione sulla Luna. Resta da vedere se la NASA e altri siano disposti a correre questo rischio.
(rp)
