La meteorologia spaziale

Inestimabili in una miriade di applicazioni, i satelliti sono anche vulnerabili. In modo abbastanza verosimile, una produzione insolita di energia proveniente dal Sole potrebbe spazzare via attrezzature del valore di miliardi di euro.

Il progetto SPACECAST (Protecting space assets from high energy particles by developing European dynamic modelling and forecasting capabilities), finanziato dall’UE, ha lanciato un sistema in tempo reale che valuta i rischi di radiazione dallo spazio, contribuendo a proteggere i satelliti utilizzati per la navigazione, le telecomunicazioni e altri servizi.

Per la prima volta, è possibile prevedere i livelli di radiazione per tutta una serie di orbite differenti. Queste vanno dall’orbita geostazionaria alla regione di slot, compresa l’orbita terrestre media.

Il nuovo sistema è in grado di rilevare e prevedere radiazioni di particelle ad alta energia nella cintura di radiazione esterna alla terra. Usando i due eccezionali modelli di previsione del progetto, il sistema fornisce un indice di rischio per chi gestisce i satelliti.

Una delle sue caratteristiche principali riguarda il calcolo dei livelli di radiazione mediante la fisica delle interazioni onda-particella. Le osservazioni hanno a lungo dimostrato che particolari tipi di onde elettromagnetiche a frequenza molto bassa possono aumentare o diminuire i livelli di radiazione nello spazio. Ora, tali variazioni sono incorporate nei modelli di previsione. Sulla base di questi, gli scienziati hanno dimostrato che le onde coro possono accelerare gli elettroni a energie estremamente elevate e tale accelerazione si verifica in orbita geostazionaria.

Oltre a rilevare particelle ad alta energia, il sistema offre aggiornamenti in tempo reale riguardo agli elettroni a media energia. Questi ultimi sono in grado di caricare di energia statica un satellite, potenzialmente danneggiando dei componenti come i pannelli solari. In precedenza, fornire questi aggiornamenti si era dimostrato un compito difficile. I partner finlandesi hanno ottenuto questo risultato adattando gli attuali modelli di ricerca affinché funzionino in tempo reale, considerando allo stesso tempo le interazioni elettriche del vento solare con la magnetosfera della Terra.

Durante il ciclo di 11 anni di attività del Sole il numero delle tempeste magnetiche da moderate a forti varia da circa 15 a 60 ogni anno. La massima attività solare ha raggiunto il picco nel 2014, mentre nel 2015 il numero di tempeste magnetiche ha iniziato a calare. Il nuovo sistema di previsione aggiornato ogni ora aiuterà a proteggere i satelliti da tali tempeste.