Le fasce di van Allen/NASA/T. Benesch, J. Carns
Una nuova missione della NASA, chiamata Radiation Belt Storm Probes (RBSP), che sarà lanciata il prossimo agosto, aiuterà i ricercatori a capire meglio la natura delle fasce di Van Allen, due gigantesche “ciambelle” di gas elettrificato che circondano la Terra. La superficie del nostro pianeta è un ambiente per lo più elettricamente neutro. Ma nel resto dell’Universo le cose sono molto diverse: il 99% della materia è formata da gas elettrificato, o appunto plasma. Le fasce di Van Allen, che si trovano tra la cosiddetta orbita geostazionaria (quella dei satelliti per telecomunicazioni) e l’orbita bassa (quella della Stazione Spaziale Internazionale) intrappolano il plasma, che entra ed esce da esse ma non raggiunge la Terra. “Abbiamo scoperto le fasce di radiazione nelle osservazioni della prima sonda Explorer 1, nel 1958″, ricorda David Sibeck del Goddard Space Flight Center della Nasa di Greenbelt, nel Maryland. “Averle caratterizzate è stato un grande successo nella prima era spaziale, ma quelle osservazioni hanno portato a molte più domande che risposte. Domande scientificamente affascinanti, ma anche questioni pratiche, dal momento che abbiamo bisogno di proteggere i satelliti dalle radiazioni delle fasce”.
Infatti, ha aggiunto Sibeck, “le particelle provenienti dalle fasce di radiazione possono penetrare nelle sonde spaziale e distruggere la strumentazione elettronica, causare cortocircuiti o disturbare la memoria dei computer. Sono anche pericolose per gli astronauti. Abbiamo quindi bisogno di modelli che ci consentano di prevedere eventi pericolosi nelle fasce, e in questo momento non siamo molto bravi a farlo. RBSP ci aiuterà a risolvere il problema.”
La fascia di radiazione interna rimane sostanzialmente stabile, ma il numero di particelle in quella esterna può gonfiarsi 100 volte o più, investendo facilmente una grande quantità di satelliti per comunicazioni e ricerca che orbitano intorno alla Terra. Prima di capire ciò che provoca questi cambiamenti è necessario comprendere ciò che guida i movimenti del plasma.
Per distinguere tra le molte teorie sviluppate nel corso degli anni sul movimento del plasma nei dintorni della Terra, gli scienziati del team di RBSP hanno progettato una serie di strumenti per rispondere a tre quesiti. Da dove provengono l’energia aggiuntiva e le particelle? Dove spariscono e cosa le mette in movimento? Come questi cambiamenti influenzano il resto dell’ambiente magnetico terrestre, la magnetosfera? Con la missione RBSP, che si avvarrà di due veicoli spaziali, gli scienziati vogliono capire non solo le origini delle particelle elettrizzate ma anche i meccanismi che danno loro estrema velocità e alta energia; inoltre, la fascia di Van Allen è il posto più vicino per studiare il plasma, materiale che pervade l’intero Universo. Comprendere questo ambiente fisico così diverso dal nostro è fondamentale per capire la composizione di ogni stella e galassia nello spazio.