Il sole non è esattamente placido, sebbene appaia abbastanza pacifico nei rapidi sguardi che possiamo rubare a occhio nudo. In realtà, tuttavia, il Sole è un corpo dinamico e caotico, che spruzza vento solare e radiazioni ed erutta in grandi strati di plasma. Vivere in una società tecnologica accanto a tutto ciò che è una sfida.
Principalmente il sole riscalda la Terra. Ma a volte le sue eruzioni portano a tempeste solari che colpiscono la Terra. E nel nostro mondo elettrificato e globalmente comunicativo, quelle tempeste possono causare molti danni. Potenzialmente danni per un valore di miliardi di euro nella sola Europa, secondo l'Agenzia spaziale europea (ESA). Ci sono cose che possiamo fare per proteggere la nostra rete elettrica, i sistemi di comunicazione e altre infrastrutture dalle tempeste geomagnetiche causate dal sole. Ma dobbiamo sapere quando uno sta arrivando.
Se vogliamo prevedere le tempeste solari con precisione, dobbiamo osservare la loro fonte: il Sole. Mentre possiamo vedere il Sole dalla Terra, il campo magnetico terrestre, che in realtà funziona per proteggerci da queste tempeste, è un ostacolo al monitoraggio del Sole. L'atmosfera blocca i raggi X del sole, i raggi UV estremi e i raggi gamma, il che rende anche più difficile osservare il Sole in dettaglio.
Non è che le osservazioni al suolo del Sole non possano parlarci del comportamento del Sole e delle imminenti tempeste solari, è solo che non possono farlo da soli. Anche i satelliti all'interno della magnetosfera terrestre ma al di fuori dell'atmosfera possono aiutare. Ma prendono misurazioni in situ, non fanno previsioni.
L'ESA sta pianificando una missione che ci darà maggiori avvertimenti anticipati di tempeste pericolose. Per essere più efficace, deve essere nello spazio, lontano dalla magnetosfera della Terra. La missione si chiama Lagrange e in questo momento l'ESA sta prendendo in considerazione una coppia di veicoli spaziali. Uno si sarebbe seduto al Lagrangian Point 1 e l'altro si sarebbe seduto al Lagrangian Point 5.
I punti di Lagrange sono posizioni specifiche nello spazio in cui la forza gravitazionale della Terra e del Sole si bilanciano e una navicella spaziale può rimanere in quella posizione per lungo tempo con un consumo minimo di carburante. Ci sono già più veicoli spaziali su L1 e L2, con altri in arrivo. (Il James Webb Space Telescope sarà distribuito a L2.)
Il Sole a volte erutta ed emette grandi quantità di materiale con linee di campo magnetico da espulsioni di massa coronale. La maggior parte di quei globs non arrivano da nessuna parte vicino alla Terra; ma ogni tanto ci colpisce. E questo provoca una tempesta geomagnetica qui, mentre lo scoppio del Sole travolge temporaneamente la magnetosfera terrestre.
Ma queste tempeste non escono dal nulla. Iniziano con condizioni osservabili sul Sole. Il Sole ha un ciclo di 11 anni e la parte di quel ciclo con la maggior attività solare - e potenziale di tempesta - è chiamata il massimo solare. Durante il massimo solare, la maggior parte delle tempeste provengono da espulsioni di massa coronale (CME). Altre volte nel ciclo di 11 anni, le tempeste sono anche generate da regioni di interazione co-rotanti (CIR).
Ma qualunque sia la causa, vengono tutti dal Sole e prevederli in modo più accurato è a beneficio di tutti.
La coppia di veicoli spaziali lavorerebbe insieme per monitorare il Sole. L1 è nel vento solare, in una posizione a monte. Le misurazioni di L1 possono dirci del tempo spaziale che si sta dirigendo verso la Terra. La posizione L5 ci offre una sorta di vista laterale delle espulsioni di massa coronale e ciò consente di misurare meglio la velocità e la direzione di un CME. Insieme, le informazioni significherebbero previsioni migliori.
"Uno dei modi migliori per osservare l'attività solare in rapido cambiamento è posizionare un veicolo spaziale dedicato leggermente lontano dalla nostra linea diretta verso il Sole, in modo che possa osservare il" lato "della nostra stella prima che giri in vista", ha detto Juha- Pekka Luntama, responsabile del clima spaziale presso il centro di controllo della missione dell'ESA, Darmstadt, Germania.
La navicella spaziale L1 misurerebbe il materiale reale della tempesta che si dirigeva verso la Terra e poteva campionarne la velocità, la densità, la temperatura e la pressione. Può anche misurare la forza e la direzione del Campo magnetico interplanetario (FMI), che è la porzione del campo magnetico del Sole spinta nello spazio dal vento solare del Sole. La posizione L1 consente inoltre al veicolo spaziale di guardare il disco solare e la corona e di misurare particelle energetiche dal Sole.
La posizione L5 è di 60 gradi dietro la Terra mentre orbita attorno al Sole. L'astronave L5 guarderebbe le cose dal lato e vedrebbe il lato del Sole che stava per ruotare per affrontare la Terra. Quel veicolo spaziale sarebbe anche in grado di guardare mentre le nuvole di plasma si propagano e vengono emesse verso la Terra.
"L5 è un luogo eccellente per una futura missione meteorologica spaziale dell'ESA perché offre una visione anticipata di ciò che sta accadendo al Sole", ha dichiarato Juha-Pekka in un comunicato stampa.
"Il veicolo spaziale fornirebbe dati cruciali che ci aiuteranno a individuare espulsioni in arrivo sulla Terra, migliorare le nostre previsioni del tempo di arrivo sulla Terra e fornire conoscenza anticipata delle regioni attive sul Sole mentre ruotano in vista."
Per questa missione, i due veicoli spaziali non sarebbero identici. Per adempiere ai loro ruoli scientifici, ognuno di loro avrebbe bisogno di una diversa suite di strumenti. Tra questi strumenti vi sono magnetografi, coronagraphs, imager eliosferici, magnetometri, spettrometri, analizzatori di plasma e altri.
La missione di Lagrange sarebbe diventata parte di una rete di strutture di osservazione, sia nello spazio che qui sulla Terra, dedicate alla previsione di tempeste spaziali. Insieme, formano la rete Space Weather (SWE) dell'ESA.
In un comunicato stampa, l'ESA afferma che un singolo evento meteorologico spaziale estremo potrebbe causare fino a $ 15 miliardi di euro ($ 16,2 miliardi di Stati Uniti). Con un preavviso, gli operatori della rete elettrica sarebbero in grado di prepararsi alla tempesta e ridurre i danni e garantire che l'elettricità a strutture critiche come gli ospedali fosse interrotta solo minimamente. Anche gli operatori satellitari ne trarrebbero beneficio.
La missione è attualmente in fase di progettazione. Ci stanno lavorando esperti in meteorologia spaziale e progettazione di strumenti di consorzi industriali e scientifici in Europa. L'ESA afferma che selezionerà un progetto di missione entro circa 18 mesi.
Di Più:
- Comunicato stampa: Lagrange Mission
- Comunicato stampa aggiuntivo: missione Lagrange
- Space Magazine: Le previsioni meteorologiche spaziali possono ora fornire ai satelliti un intero giorno di avvertimento quando una tempesta solare killer è in arrivo
