Introduction

La Meterologia Spaziale

Sul pianeta Terra si verificano violenti fenomeni atmosferici come le tempeste di neve ed i temporali. Nello spazio possiamo osservare tempeste di altro genere, conosciute con il nome di "tempeste solari". Queste, come le loro consimili sulla Terra, possono dare dei problemi a noi umani, soprattutto a causa della nostra grande dipendenza dalle tecnologie basate sui satelliti. Gli effetti che le tempeste solari possono provocare generalmente sono importanti soltanto per gli strumenti orbitanti nello spazio, ma in casi estremi alcuni effetti si possono propagare fin sulla Terra. Prima di illustrare le "tempeste solari" e le loro potenziali conseguenze sugli abitanti della Terra, iniziamo con lo spiegare come proprio la nostra posizione nello spazio abbia a che fare con l'argomento.

L'Eliosfera

Lo spazio tra i pianeti nel nostro Sistema Solare viene comunemente chiamato spazio interplanetario, meglio conosciuto con il termine di Eliosfera. Il prefisso, che deriva dal greco antico "Helios", che significa Sole, viene usato per definire l'ambiente spaziale tra i pianeti che si trova proprio sotto l'influenza del Sole.

Nella mitologia greca Helios, il Sole, era un dio e veniva raffigurato su un carro trainato da cavalli mentre percorreva un arco nel cielo per portare luce e calore sulla Terra.

Si può immaginare l'Eliosfera come un'enorme bolla magnetizzata (si veda la figura piu' sotto) che contiene tutto il Sistema Solare (formato dal Sole e dai pianeti), il Vento Solare ed il campo magnetico dello spazio interplanetario, diverse tipologie di "Raggi Cosmici" e polveri.

Eliosfera: schema (per concessione della NASAi)

In realtà lo spazio interplanetario non è per nulla vuoto, ma è invece un ambiente che possiede fenomeni meteorologici propri, una propria cosiddetta Meteorologia Spaziale. Le condizioni meteorologiche spaziali locali sono determinate dalla posizione della Terra nel Sistema Solare, dal comportamento del Sole e dalla natura sia del campo magnetico che dell'atmosfera terrestri. Si può definire Meteorologia Spaziale lo studio di come l'attività solare possa avere effetti indesiderati sia su sistemi tecnologici (in orbita o al suolo) che su sistemi biologici (nello spazio o ad altitudine di volo degli aereoplani). Pur non essendone consapevoli, le condizioni meteorologiche spaziali influenzano in modo diretto o indiretto la vita di tutti noi. Prima di entrare nei dettagli, iniziamo a considerare il Sole, l'elemento motore dei fenomeni locali di Meteorologia Spaziale.

Meterologia Spaziale locale: l'elemento causa

Sebbene sia solo una stella di tipo piuttosto comune, il Sole e' anche una stella molto dinamica che presenta interessanti caratteristiche, come la variazione periodica di una serie di fenomeni di attivita', che segue un ciclo della durata di circa 11 anni, il Ciclo di Attività Solare. Nel periodo di bassa attività esso e' caratterizzato da un minimo numero di fenomeni, definito "minimo di attivita' solare", mentre quando l'attività è intensa con molti fenomeni energetici, il ciclo mostra un massimo, definito "massimo di attivita' solare". I fenomeni del ciclo solare si possono osservare tramite i telescopi e apparecchi rivelatori a bordo di satelliti, che permettono quindi l'osservazione del Sole con "occhiali" diversi. Nel campo della Fisica questo significa osservare il Sole a diverse lunghezze d'onda. Ad esempio con l'osservazione ai raggi X si può studiare la corona solare per vedere quando si manifestano i fenomeni dell'attività solare. La figura sottostante mostra i cambiamenti del Sole, osservato ai raggi X, dal massimo solare (a sinistra) al minimo solare (a destra). Quando l'attività e' al minimo non si osserva alcun fenomeno.

I cambiamenti dell'attività solare osservati ai raggi X. Per concessione di SXT/Yohkohi.

Meteorologia Spaziale: perche' e' interessante?

Quali sono i motivi di interesse per la Meteorologia Spaziale? Molte sono le risposte a questa domanda. Innanzi tutto la societa' di oggi dipende enormemente da tecnologie spaziali affidabili con la tendenza verso un aumento di questa dipendenza nel futuro. Ma tutte queste tecnologie risultano vulnerabili ai fenomeni di Meteorologia Spaziale, e parallelamente anche i sistemi tecnologici risultano sempre piu' sensibili alle condizioni meteorologiche dello spazio, che in futuro continueranno ad avere una sempre maggiore influenza a causa dello sviluppo stesso delle tecnologie, come ad esempio la miniaturizzazione. Infine, ci saranno progressi futuri in campi nei quali la Meteorolgia Spaziale avra' grande importanza (insediamenti su Marte, miniere sugli asteroidi, il turismo e gli alberghi nello spazio, le tecnologie dei trasporti, opportunità commerciali sulla Stazione Spaziale Internazionale, il Sole come fonte di energia, ecc.).

Fortunatamente per noi i progressi della scienza denominata "Fisica delle Relazioni Sole-Terra", che studia i legami fisici tra il Sole e la Terra, sono giunti ad uno stadio nel quale modelli e previsioni di Meteorologia Spaziale sono in fase di sviluppo o in qualche caso sono gia' operativi. E' molto importante che sia possibile prevedere le condizioni meteorologiche dello spazio come si fa sulla Terra, ma le previsioni devono essere integrate da tecniche di minimizzazione degli effetti. Sulla Terra la nostra casa ci protegge dall'ambiente circostante, mentre nello spazio i satelliti sono protetti da tecniche di schermatura. Proprio come fa un impermeabile in caso di pioggia, la schermatura protegge l'astronauta all'interno del veicolo spaziale dall'ambiente spaziale che lo circonda. Ma a volte l'impermeabile non protegge a sufficienza ed è necessario adottare ulteriori protezioni (ad esempio l'astronauta deve rimanere in una zona dell'astronave con schermature potenziate). E' questo il caso in cui le previsioni diventano estremamente importanti, in quanto ci avvisano che si verificheranno particolari perturbazioni meteorologiche spaziali.

Fenomeni meteorologici spaziali nello spazio prossimo alla Terra

Particelle energetiche elettricamente cariche

Per le missioni spaziali e per i satelliti che orbitano attorno alla Terra le tre componenti principali nell'Eliosfera sono le seguenti:

  1. Fasce di radiaziane della Terra (composte da protoni ed elettroni intrappolati), conosciute con il nome di Fasce di Radiazione di Van Allen.
  2. Eventi Solari da Particelle Energetiche emesse dal Sole, in particolar modo Eventi da Protoni Solari.
  3. Raggi Cosmici Galattici che hanno origine esterna all'Eliosfera.
  4. SEGUONO SU ALTRE PAGINE: Brillamenti Solari, Emissioni di Massa dalla Corona (CMEi), Particelle neutre (Particolati), ecc.

    Effetti dei fenomeni meteorologici spaziali sui sistemi tecnologici

    Nello spazio

    SEGUONO SU ALTRE PAGINE: Effetti provocati da singoli eventi, Effetti di plasmai, Resistenza atmosferica, ecc.

    A terra

    Correnti indotte geomagneticamente

    SEGUONO SU ALTRE PAGINE: Correnti indotte geomagneticamente (GICi) sono i fenomeni che avvengono all'estremità terrestre della catena di fenomeni di Meteorologia Spaziale, Tubature, Reti elettriche, Onde radio, ecc.

    Effetti Biologici della Meteorologia Spaziale

    TO SEGUONO SU ALTRE PAGINE: Astronauti, passeggeri ed equipaggio su aerei di linea, ecc.