Recarsi su Marte – o in generale nello spazio profondo- in sicurezza, senza il pericolo dell’ampia quantità di radiazioni cancerogene, molto più intense di quelle cui siamo esposti sulla Terra. Sarà mai possibile? Ad essersi posto la domanda e a voler trovare una soluzione, oggi, è il gruppo di scienziati che fa parte del EU Project Space Radiation Superconductive Shield (SRS2 –letteralmente un progetto per uno ‘Scudo superconduttore dalla radiazione spaziale’), guidato da Roberto Battiston, Ordinario di Fisica Sperimentale all’Università di Trento e appartenente all’INFN.
La ‘missione’ del gruppo è quella di produrre tecnologie e metodi che “risolveranno il problema della protezione dalle radiazioni in tre anni”, come hanno affermato gli scienziati.
Come illustra Battiston in un video introduttivo sulla pagina di SR2S, mentre finora le missioni nello spazio sono sempre state limitate, sia nel tempo (pochi mesi) che nella distanza, e dunque l’esposizione alle radiazioni non ha rappresentato un impedimento molto serio, nel futuro invece si sta progettando di andare su Marte, di stabilire una base sulla Luna e anche di viaggiare verso asteroidi.
In questo caso il problema è molto significativo: proprio lo strumento RAD del rover Mars, infatti, durante recente il viaggio verso il pianeta rosso aveva misurato un livello di radiazioni (raggi cosmici, particelle provenienti dal Sole) centinaia di volte superiore alle dosi cui siamo sottoposti sulla Terra, evidenziando un forte rischio per la salute.
Come spiega Battiston, la prima soluzione che viene in mente è una “protezione passiva”: tale protezione riprodurrebbe una barriera protettiva contro le particelle ionizzanti, come avviene nel caso dell’atmosfera terrestre, ma richiederebbe però una quantità molto elevata di materiali, rappresentando una soluzione poco praticabile.
Per risolvere il problema, un’alternativa, su cui lavorano i ricercatori, un particolare campo magnetico superconduttore, 3000 volte più intenso di quello terrestre, che verrà posto, un po’ come un ‘mega-schermo’ protettivo, nella regione intorno al veicolo spaziale. In generale, la superconduttività, che non rientra nella ‘fisica classica’, è un fenomeno per il quale determinati materiali, al di sotto di una certa temperatura – solitamente molto bassa, prossima allo zero assoluto -, assumono resistenza nulla al passaggio di corrente, appunto diventando più che conduttori – superconduttori – grazie a questa proprietà.
I superconduttori su cui lavora il gruppo operano a temperature ‘intermedie’ (rispetto agli standard bassissimi della superconduzione); in questo caso, il forte campo, proprio come una sorta di ‘vestito impermeabile’ alla radiazione, deflette le particelle dannose, riducendo in maniera significativa la dose e consentendo agli astronauti di viaggiare in sicurezza per anni.
“Abbiamo già compiuto progressi significativi dall’inizio del progetto e riteniamo che riusciremo a risolvere il problema della protezione dalle radiazioni”, ha affermato Battiston. “Negli scorsi mesi, i gruppi internazionali che lavorano al CERN hanno risolto due dei più importanti problemi tecnici riguardo ai magneti superconduttori nello spazio: quello di creare lunghi cavi superconduttori ad alta temperatura, uniti insieme in uno spazio ristretto, senza perdere le loro proprietà di superconduzione, e quello di garantire, ai lunghi cavi ad alta temperatura, protezione dal quench”, un particolare fenomeno che può cambiare il regime fisico in cui si trovano queste strutture tecnologiche.
I campi magnetici saranno estesi per 10 metri di diametro e le particelle ionizzanti responsabili della radiazione dannosa verranno così deflesse. Soltanto le particelle più energetiche saranno in grado di penetrare il campo superconduttore, ma il loro contributo alla dose di radiazione assorbita sarà minimo.
Dunque, come sottolinea anche Battiston, il prossimo passo è superare i limiti delle tecnologie esistenti nei settori della superconduttività,della scienza dei materiali e della criogenia, verso il raggiungimento del traguardo di un viaggio spaziale in sicurezza.
Il progetto include l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, la Compagnia Generale per lo Spazio (CGS S.p.A.), la Columbus Superconductors S.p.A., la Thales Alenia Space (Italia S.p.A.), il francese Commissariato per l’energia atomica e le energie alternative (CEA) e l’Organizzazione Europea per la ricerca nucleare (CERN).