L'ESA e la grande tempesta solare: scenari catastrofici simulati per prepararsi al peggio

L'evento di Carrington, registrato nel 1859, è stata la tempesta geomagnetica più forte mai registrata. Gli effetti sono stati gravi anche in un tempo in cui l'elettronica non era diffusa e i satelliti artificiali non esistevano ancora. Ora, un evento di quella gravità avrebbe un impatto ancora maggiore portando a conseguenze sia per le attività sulla Terra ma anche nello Spazio. Per questo società e agenzie spaziali simulano gli scenari peggiori, così da trovarsi pronti nel caso dovesse verificarsi una nuova grande tempesta solare.

L'ESA in particolare ha simulato una situazione simile nel suo centro di controllo missione a Darmstadt. I team hanno dovuto così affrontare scenari differenti per cercare di ridurre i danni ai satelliti in orbita. Si tratta di una parte della campagna legata al satellite Sentinel-1D (che sarà lanciato con un razzo spaziale Ariane 6 domani alle 22:02, ora italiana).

Attualmente non sono previste tempeste solari ma questa eventualità non è da escludere per il futuro e provare direttamente procedure e scenari (per quanto remoti) è parte del lavoro delle squadre che operano all'agenzia spaziale europea. Proprio l'evento di Carrington è stato preso come esempio per avere delle simulazioni realistiche di quanto potrebbe effettivamente accadere in futuro.

L'ESA si prepara a una grande tempesta solare

Come spiegato da Thomas Ormston (che segue le operazioni di Sentinel-1D), se si verificasse un evento del genere le soluzioni non sarebbero molte e l'obiettivo principale sarebbe quello di mantenere il satellite più al sicuro possibile e limitare i danni. Non solo il centro controllo missione è stato coinvolto, ma anche il Centro di Sicurezza Spaziale dell'Ufficio meteorologico spaziale oltre all'ufficio deputato al monitoraggio dei detriti spaziali e quello delle operazioni spaziali in orbita terrestre.

In particolare si è scelto di simulare quanto potrebbe accadere durante il lancio di Sentinel-1D. Dopo un lancio e una separazione degli stadi avvenuta correttamente non resta che attendere l'acquisizione del segnale del satellite. A questo punto la simulazione punta a ricreare quanto accadrebbe se il satellite (insieme ad altri) venisse colpito da una tempesta solare. Il brillamento solare impiega 8 minuti per raggiungere la Terra dando poco preavviso alle squadre.

La simulazione ha preso in considerazione un flare di classe X45. Con questa intensità i sistemi radar subiscono disturbi molto forti a causa dei raggi X e delle radiazioni ultraviolette. Questo affligge anche le comunicazioni e il tracciamento dei satelliti. I sistemi di geolocalizzazione (Galileo e GPS) non potrebbero funzionare e anche le stazioni di terra, nelle zone polari in particolare, non riescono più a fornire dati.

Dopo la prima ondata, ne arriva una seconda. Questa volta non sono radiazioni elettromagnetiche ma particelle ad alta energia (protoni, elettroni e particelle alfa) che impiegano fino a 20 minuti a raggiungere la Terra, viaggiando poco meno della velocità della luce. Questa seconda ondata di particelle potrebbe causare danni permanenti all'elettronica, ma non è ancora finita.

Dopo 10 fino a 18 ore sarà il momento dell'espulsione di massa coronale del Sole che potrebbe colpire il nostro Pianeta. Si tratta di plasma caldo che viaggia a 2000 km/s che può generare una tempesta geomagnetica catastrofica. Come durante l'evento di Carrington, si vedrebbero aurore in zone dove solitamente non sono visibili (per esempio in Sicilia) mentre i fili elettrici inizierebbero a emettere scintille facendo collassare la rete elettrica.

Se sulla Terra le cose non stanno andando bene, nello Spazio la situazione è ancora peggiore. I satelliti sarebbero spinti fuori dalle orbite previste potenzialmente rischiando collisioni spaziali. Oltre a evitare collisioni, un secondo effetto, sarebbe quello di un consumo di carburante superiore alle attese per compensare il decadimento orbitale.

Le incertezze sulle orbite sarebbero molte e una sindrome di Sindrome di Kessler non sarebbe da escludere. L'elettronica si degraderebbe così come i materiali compromettendo i sistemi, dai sistemi di posizionamento agli star-tracker (che permettono di far orientare i satelliti).

Jorge Amaya (Space Weather Modelling Coordinator di ESA) ha dichiarato "simulare l'impatto di tale evento è simile a prevedere gli effetti di una pandemia: sentiremo il suo reale effetto sulla nostra società solo dopo l'evento, ma dobbiamo essere pronti e avere piani in atto per reagire in un attimo. Questo esercizio è stata la prima opportunità per affrontare un evento così importante e per includere la reazione dell'Ufficio meteorologico spaziale nelle operazioni stabilite dall'ESA".

Oltre alle simulazioni, come quelle avvenute in questo caso, l'ESA lancerà nel 2031 la missione Vigil. Il satellite si posizionerà nel punto di Lagrange L5 e quindi potrà monitorare l'attività solare da una zona differente e con una visione che consentirà di informare il centro controllo missione su eventuali pericoli provenienti dalla nostra stella, anticipando le reazioni e dando tempo prezioso per gestire una risposta efficace.