Possiamo proteggere la Terra dal meteo spaziale?


All’inizio di settembre del 1859, l’aurora boreale fu improvvisamente visibile fino ai Caraibi. La causa fu una tempesta solare geomagnetica, nello specifico un’espulsione di massa coronale, oggi soprannominata Evento Carrington, dal nome dell’astronomo che la registrò.

L’eruzione solare raggiunse la Terra in 17,6 ore e le perturbazioni durarono circa tre giorni. “I resoconti del tempo parlano di apparecchiature telegrafiche che non funzionavano o che funzionavano senza batterie accese – grazie a questa fonte di energia elettromagnetica indipendente – o che semplicemente prendevano fuoco“, afferma Palmroth, dell’Università di Helsinki.

Data la nostra crescente dipendenza dall’elettronica, se oggi si verificasse un evento di magnitudo simile, l’impatto sarebbe più ampio e duraturo?

Presumiamo di sì, ma non lo sappiamo davvero, ed è questo che sto studiando“, aggiunge Palmroth, ex presidente del Gruppo consultivo spaziale dell’UE. “I dati storici suggeriscono che eventi di tale portata possono essere previsti ogni 100-150 anni. Penso che sarò testimone del prossimo“.

Quali sono le cause delle tempeste solari?

Il Sole rilascia costantemente un flusso di particelle cariche nello spazio, sia sotto forma di esplosioni veloci di particelle ad alta energia ma a bassa densità, come i brillamenti solari, sia più lentamente come nubi di plasma, che comprendono particelle a bassa energia ma ad alta densità.

Il campo magnetico terrestre devia queste particelle verso le regioni polari, creando l’aurora polare, anche se l’impatto si estende oltre. “Anche se lo spazio viene definito a circa 100 km dal suolo, il meteo spaziale può avere effetti anche a terra“, spiega Palmroth.

Nel 2012, il satellite STEREO della NASA ha osservato un’eruzione solare di scala Carrington; fortunatamente ha mancato la Terra di un paio di giorni. Se avesse raggiunto la magnetosfera terrestre, si sarebbero probabilmente verificate interruzioni significative delle reti di comunicazione, di energia e di trasporto.

Tali modifiche al campo magnetico terrestre producono correnti geomagnetiche indotte (GIC), mentre le particelle solari ostacolano i segnali radio ionosferici e aumentano la radiazione spaziale vicino alla Terra a causa delle particelle intrappolate“, riassume Palmroth.

Le GIC sovralimentate possono creare correnti dirette extra (DC) nelle reti elettriche, mettendole fuori uso, come è successo a Malmö, in Svezia, nel 2003.

Le particelle solari disturbano i segnali di comunicazione creando una densità ionosferica variabile, compromettendo i dispositivi che utilizzano larghezze di banda ad alta frequenza, come i radar. Ciò renderebbe inaffidabile anche la navigazione GPS dei telefoni o delle automobili e causerebbe la perdita delle marche temporali satellitari, essenziali per i servizi finanziari e altri settori.

L’aumento delle radiazioni nello spazio vicino alla Terra avrebbe un impatto diretto sui satelliti utilizzati per il meteo, la navigazione e l’osservazione della Terra. A seconda della loro orbita, i materiali potrebbero essere degradati dall’esposizione alle radiazioni o completamente distrutti dai colpi diretti di particelle cariche ad alta energia che viaggiano alla velocità della luce.

Ma si tratta solo di speculazioni “, avverte Palmroth. “Mentre disponiamo di molti dispositivi di monitoraggio per il tempo terrestre, per i probabili impatti del tempo spaziale sulle infrastrutture ci affidiamo in gran parte alla modellazione“.

Previsione del tempo spaziale

Grazie a una sovvenzione ERC di oltre 15 anni fa, Palmroth ha creato uno strumento di modellazione dell’ambiente spaziale progettato per sfruttare i supercomputer che, all’epoca, non esistevano ancora. Il simulatore Vlasiator che ne è derivato, recentemente ampliato grazie al progetto PRESTISSIMO, traccia la posizione, la velocità e la traiettoria delle particelle ad alta energia che volano nello spazio.

All’inizio la gente pensava che fossi pazzo. Ora abbiamo il simulatore di ambiente spaziale più accurato al mondo, che utilizza i più grandi supercomputer europei per visualizzare fenomeni prima non possibili. Poiché Vlasiator è open-source, altri lo stanno usando, anche per modellare altri pianeti“, aggiunge Palmroth.

Palmroth sta ora valutando i probabili impatti sulla Terra del tempo meteorologico spaziale, dando priorità a due principali domande di ricerca: come i GIC potrebbero avere un impatto sulle reti elettriche e come il flusso di particelle e l’energia influenzano i satelliti.

Entrambe le domande sono difficili da ricercare, perché richiedono informazioni sensibili dal punto di vista commerciale e politico sulla configurazione delle reti elettriche e dei satelliti, quindi il team sta attualmente lavorando con dati finlandesi.

Sappiamo che le reti elettriche finlandesi sono in grado di resistere ai più probabili effetti del tempo spaziale, perché i nostri trasformatori sono in grado di gestire le correnti extra CC meglio della maggior parte dei Paesi europei”, spiega Palmroth. “Questo significa che nello scenario peggiore, in tutta Europa solo la Finlandia riuscirà a tenere accese le luci? Non lo sappiamo“.

Il progetto CARRINGTON sta collaborando con la comunità di preparazione finlandese per lavorare sulla mitigazione del rischio. “Contro un evento di scala Carrington, la domanda è: cosa si può fare in 17 ore? Bisogna avere un piano pronto“, conclude Palmroth.

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