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Di Julie Celestial – 12 August 2020

Le recenti condizioni solari indicano un persistente declino dell’attività solare, simile ai passati minimi solari, scrivono gli scienziati nello Space Weather dell’AGU. Durante tali periodi di bassa attività solare, i flussi di raggi cosmici galattici (GCR) aumentano notevolmente, rappresentando un pericolo per le missioni spaziali con equipaggio di presenza spaziale a lungo termine e influenzando il sistema climatico terrestre. La situazione attuale assomiglia molto al minimo di Dalton del 1790-1830 o al minimo di Gleissberg del 1890-1920.

“Durante il prossimo ciclo solare, potremmo vedere livelli di raggi cosmici aumentare fino al 75%”, ha riferito l’autore principale dello studio Fatemeh Rahmanifard dello Space Science Center dell’Università del New Hampshire.

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Ciò significa che il numero di volte in cui gli astronauti possono lavorare in sicurezza nello spazio interplanetario sarà limitato in quanto i GCR rappresentano un pericolo per le missioni spaziali.

I raggi cosmici provengono dallo spazio profondo; particelle energetiche lanciate in tutte le direzioni da esplosioni di supernova e altri violenti eventi spaziali. Questi raggi ardono alla velocità della luce e sono stati accusati di problemi nei satelliti, nell’elettronica e in altre apparecchiature.

Non importa quanto sia schermato un veicolo spaziale, non può fermare le particelle più energetiche. Questo lascia gli astronauti esposti al pericolo ogni volta che lasciano il sistema Terra-Luna.

“Il campo magnetico e l’atmosfera terrestre proteggono il pianeta dal 99,9% delle radiazioni provenienti dallo spazio. Tuttavia, per le persone al di fuori della protezione del campo magnetico terrestre, le radiazioni spaziali diventano un serio pericolo”, ha scritto Elizabeth Howell di Space.com. 

“La luna non ha atmosfera e un campo magnetico molto debole. Gli astronauti che vivono lì dovrebbero fornire la propria protezione, ad esempio seppellendo il loro habitat sottoterra”.

Circa tre decenni fa, gli astronauti potevano viaggiare nello spazio fino a 1.000 giorni prima di raggiungere i limiti di sicurezza della NASA sull’esposizione alle radiazioni.

Tuttavia, il nuovo studio rileva che l’intensificazione dei raggi cosmici limiterà i viaggi nello spazio a soli 290 giorni per gli astronauti maschi di 45 anni e 204 giorni per le femmine. Uomini e donne hanno limiti diversi perché i raggi cosmici rappresentano pericoli ineguali per gli organi riproduttivi.

Il Dr. Tony Phillips di SpaceWeather.com osserva: “Perché i raggi cosmici stanno diventando più forti? Egli accusa il sole”.

Il campo magnetico del Sole protegge l’intero sistema solare in una bolla protettiva, proteggendoci normalmente dai GCR. Ma negli ultimi decenni, lo scudo si è indebolito a causa dello sputtering del ciclo solare.

Durante gli anni ’50, ’60 e ’70, il Sole ha prodotto costantemente massimi solari intensi con abbondanti macchie solari e potenti campi magnetici solari. Ma dagli anni ’90, il ciclo delle macchie solari di 11 anni si è indebolito e il campo magnetico ha perso la sua forza insieme ad esso.

“Queste sono variazioni solari a lungo termine, sulla scala temporale di secoli, che si sovrappongono al ciclo solare di 11 anni”, hanno spiegato Rhamanifard e i suoi colleghi. “Sembra che ora siamo in uno di questi.”

Il caso più famoso di un Grand Minimum è il Maunder Minimum, avvenuto tra il 1645 e il 1715 durante il quale le macchie solari divennero estremamente rare e praticamente svanirono.  Rahmanifard, tuttavia, ha sottolineato che in questo momento non siamo in tali condizioni.

“La situazione attuale assomiglia più da vicino al Minimo di Dalton, minimo avvenuto tra il 1790 e il 1830 o al minimo di Gleissberg avvenuto nel periodo tra il 1890 e il 1920”, ha affermato. In quelle due occasioni, il ciclo solare si è indebolito ma non è scomparso del tutto.

Come il Minimo di Maunder e il Minimo di Spörer, il Minimo di Dalton è stato caratterizzato da temperature globali inferiori alla media. Inoltre, periodi di minore attività solare sono collegati a un aumento del vulcanismo, in gran parte responsabile della tendenza al raffreddamento, dei terremoti e degli eventi meteorologici estremi, sia globali che regionali, in particolare delle precipitazioni estreme.

Il 5 aprile 1815, a 26 anni dal Dalton Minimum, il Monte Tambora in Indonesia è esploso in una delle due più grandi eruzioni negli ultimi 2.000 anni (VEI-7) e la più grande eruzione osservata nella storia registrata. Uno dei risultati globali è stato l'”Anno senza estate” nel 1816. Questo breve periodo di significativi cambiamenti climatici ha innescato condizioni meteorologiche estreme e fallimenti di raccolti in molte aree del pianeta. 

L’esplosione ha avuto un indice di esplosività vulcanica stimato di 7. Si stima che siano stati espulsi 41 km 3 (9,8 mi 3) di trachiandesite piroclastica, del peso di circa 10 miliardi di tonnellate. Questo ha lasciato una caldera di 6-7 km (3,7 4,3 mi) con diametro di 600-700 metri (2.000-2.300 piedi) di profondità.

Per anni, gli scienziati hanno monitorato i GCR utilizzando CRaTER, un sensore a bordo del Lunar Reconnaissance Orbiter della NASA.

I ricercatori di questo studio hanno preso le ultime letture da CRaTER e “le hanno estrapolate in avanti nel ciclo solare 25 (il prossimo ciclo solare), assumendo che siamo in un minimo simile al Dalton”.

“Abbiamo scoperto che le dosi di radiazioni probabilmente supereranno valori già elevati senza precedenti dal 34 al 75 per cento”, ha affermato Rahmanifard.

Nello spazio interplanetario, i ricercatori hanno avvertito che “il prossimo decennio o due potrebbero essere più pericolosi di quanto si pensasse in precedenza”.

Riferimento

“Radiazione cosmica galattica nello spazio interplanetario attraverso un minimo secolare moderno” – Rahmanifard, F. et al. – Space Weather –  https://doi.org/10.1029/2019SW002428

Abstract

Le recenti condizioni solari indicano un persistente declino dell’attività solare, forse simile ai precedenti grandi minimi solari. Durante tali periodi di bassa attività solare, i flussi di raggi cosmici galattici (GCR) aumentano notevolmente, rappresentando un pericolo per le missioni spaziali con equipaggio a lungo termine. Abbiamo utilizzato i dati del Cosmic Ray Telescope for the Effects of Radiation (CRaTER) sul Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) per esaminare la correlazione tra il campo magnetico eliosferico, la velocità del vento solare e il potenziale di modulazione solare dei GCR durante il ciclo 24. Abbiamo utilizzato questa correlazione per proiettare le osservazioni dei minimi solari secolari passati, inclusi il minimo di Dalton (1790-1830) e il minimo di Gleissberg (1890-1920), nel ciclo successivo. Per il caso di condizioni simili al minimo di Dalton (o Gleissberg), il campo magnetico eliosferico potrebbe scendere a 3,61 (o 4,06) nT, portando ad un aumento del tasso di dose di ~ 75% (o 34%). Abbiamo dimostrato che tenere conto di un valore minimo nel potenziale di modulazione, invocato dal modello Badhwar ‐ O’Neill 2014, modera i livelli di radiazione previsti nel ciclo 25. Abbiamo utilizzato questi risultati per determinare la durata della missione più conservativa consentita sulla base di un rischio del 3% di morte indotta da esposizione (REID) nell’intervallo di confidenza superiore del 95% nello spazio interplanetario. Abbiamo utilizzato questi risultati per determinare la durata della missione più conservativa consentita sulla base di un rischio del 3% di morte indotta dall’esposizione (REID) nell’intervallo di confidenza superiore del 95% nello spazio interplanetario.

Featured image credit: Pixabay

Fonte: The Watchers

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