La ricerca transatlantica diventa celeste
Le tempeste solari sono la causa della bellissima aurora boreale che illumina i cieli del nord. Ma per gli operatori satellitari queste tempeste possono essere un vero grattacapo, anche costoso. «I brillamenti solari e le tempeste geomagnetiche provocano un aumento dell’intensità delle particelle cariche intrappolate nel campo magnetico terrestre», spiega Geoff Reeves, scienziato del New Mexico Consortium(si apre in una nuova finestra) (NMC) negli Stati Uniti. «Quando l’intensità è elevata, la carica può accumularsi all’interno di un satellite, causando essenzialmente piccoli fulmini che possono distruggere i satelliti o, come minimo, interrompere in modo significativo i servizi che forniscono». Ad esempio, le recenti tempeste solari hanno disturbato i segnali GNSS(si apre in una nuova finestra) provenienti dai satelliti GPS e Galileo(si apre in una nuova finestra), causando errori nei calcoli di posizionamento e, in alcuni casi, la perdita completa del segnale. La sfida è che le tempeste solari sono quasi impossibili da prevedere. «Anche se non siamo in grado di prevedere il meteo spaziale, possiamo prevederne la durata e la gravità», afferma János Lichtenberger, membro del gruppo di ricerca spaziale della Eötvös Loránd University(si apre in una nuova finestra) (ELTE) in Ungheria. «Gli operatori satellitari possono utilizzare queste informazioni per implementare misure di mitigazione efficaci per proteggere meglio i loro asset spaziali».
Un team transatlantico per affrontare il meteo spaziale
Per contribuire alla realizzazione di tali previsioni, NMC ed ELTE hanno collaborato nell’ambito del progetto FARBES(si apre in una nuova finestra), finanziato dall’UE. Altri partner sono ONERA(si apre in una nuova finestra) (Francia), NKUA(si apre in una nuova finestra) (Grecia), IAP(si apre in una nuova finestra) (Repubblica Ceca) e BAS(si apre in una nuova finestra) (Regno Unito). «Il nostro obiettivo è supportare il funzionamento senza ostacoli di satelliti e navicelle spaziali, fornendo previsioni sull’ambiente spaziale basate su dati registrati a terra», aggiunge Lichtenberger. L’unione delle competenze per affrontare questo problema sarà di grande utilità per gli operatori satellitari sia negli Stati Uniti che in Europa. NMC ed ELTE hanno precedentemente collaborato al progetto PLASMON, finanziato dall’UE, che ha sviluppato un modello di assimilazione dei dati a terra della plasmasfera terrestre. FARBES si basa su questa collaborazione di successo.
Competenze da entrambe le sponde dell’Atlantico
Per proteggere le apparecchiature, le operazioni satellitari possono essere posticipate o passate ad altri servizi prima che si verifichi una tempesta solare. Ma questo non è redditizio per gli operatori. «Gli operatori dei satelliti sono interessati a sapere per quanto tempo le fasce di radiazioni saranno troppo intense per operare in sicurezza, in modo da sapere quando è sicuro riprendere le normali operazioni», osserva Reeves. Combinando le competenze dell’NMC nella modellazione avanzata dell’ambiente spaziale vicino alla Terra con la ricca esperienza della ELTE nella misurazione a terra del meteo spaziale, il progetto ha sviluppato previsioni utili e attuabili per gli operatori satellitari sia in Europa che negli Stati Uniti. «Invece di concentrarsi sui dettagli, queste misure a terra stimano la durata dei periodi più pericolosi di una tempesta solare», spiega Lichtenberger. Il progetto prevede di sviluppare circa 10 modelli basati su scenari che gli operatori dei veicoli spaziali potranno utilizzare per prevedere informazioni chiave come il tempo di avvicinamento all’ambiente più severo, il flusso più severo che verrà raggiunto e quando l’evento terminerà. Basate su driver facilmente sostenibili, basati a terra, e su misurazioni della dinamica della cintura di radiazione, queste previsioni saranno continuamente aggiornate durante lo svolgimento di un evento solare.
Un partner, e cliente, statunitense
Non solo NMC è un partner del progetto, ma è anche il cliente di lancio dei modelli a terra del progetto. I modelli FARBES saranno integrati nei modelli di radiazione DREAM3D dell’NMC, un’iniziativa che servirà anche come validatore indipendente del lavoro del progetto. Il progetto intende inoltre integrare il proprio lavoro nel programma Space Safety(si apre in una nuova finestra) della Agenzia spaziale europea(si apre in una nuova finestra) e nel suo progetto Space Environment Nowcast and Forecast Development 2 (RB-FAN2), guidato da ONERA. «Portando dati reali a terra nelle previsioni meteorologiche spaziali, il progetto FARBES ha fornito agli operatori satellitari un nuovo potente strumento per proteggere le loro risorse spaziali - e i servizi che forniscono - dall’impatto devastante delle tempeste solari», conclude Lichtenberger.
