“Una scatola senza cardini, chiave né coperchio, ma con un dorato tesoro al suo interno”( J.R.R. Tolkien). In onore e memoria del grande astronauta Neil Armstrong (http://www.nasa.gov/topics/people/features/armstrong_obit.html) ha inizio la caccia grossa ai segreti dell’energia ecologica e infinita prodotta nelle Fasce di Van Allen con l’esplorazione tridimensionale delle due famose ciambelle radioattive (il nostro scudo vitale) grazie alla nuova missione spaziale dei due satelliti gemelli Radiation Belt Storm Probes (RBSP) del valore di 686 milioni di dollari, frutto del programma Living With a Star della Nasa. Le due sonde, lanciate nello spazio dal missile Atlas V della United Launch Alliance decollato il 30 Agosto 2012 dal complesso 41 della Air Force Station di Cape Canaveral (Florida), orbiteranno tra i 600 e i 37mila chilometri di quota per studiare le particelle cariche presenti nelle Fasce di Van Allen che circondano la Terra. Per capire l’influenza diretta del Sole sulla nostra vita nello spazio interplanetario. L’interazione delle radiazioni solari con il campo elettromagnetico della Terra, non era stata finora mai studiata al livello di dettaglio spaziotemporale 4D dei satelliti RBSP. Così come l’esplorazione diretta dei processi fondamentali che operano nel Sistema Solare, in particolare quelli che producono effetti immediati e importanti nello spazio orbitale terrestre, compresi quei fenomeni tipici del Sole che possono condizionare pesantemente la conquista umana, pubblica e privata, del Cosmo. Le Fasce di Van Allen, prodotte dall’interazione delle particelle cariche del vento solare con il campo elettromagnetico creato dal nucleo della Terra, ci proteggono non solo dalle micidiali radiazioni emesse dal nostro luminare che altrimenti friggerebbero tutto e tutti. Quando superiamo questo scudo naturale, le radiazioni solari vanno schermate per evitare spiacevoli conseguenze agli equipaggi umani nello spazio. Ne sapevano qualcosa i veri astronauti delle missioni Apollo della Nasa dirette sulla Luna. Il tempo e la natura dell’esposizione influenza direttamente l’ingegneria delle navi spaziali e i relativi costi. Le due sonde RBSP aiuteranno gli scienziati a capire meglio l’ambiente radioattivo delle Fasce di Van Allen e, quindi, di analoghe strutture (ben più potenti, come quelle di Giove e Saturno) che un giorno, a Dio piacendo, incontreremo direttamente nell’esplorazione degli altri pianeti del Sistema Solare e degli esomondi alieni. Capire la natura delle Fasce di Van Allen e la loro variabilità 
condizionata dal ciclo solare di 11 anni, è molto importante nella pianificazione della conquista scientifica, tecnologica e commerciale dello spazio profondo. La sicurezza degli astronauti, infatti, influenzerà direttamente anche il design delle chilometriche navi spaziali che non potranno essere schermate solo da fogli di carta stagnola come accadeva con le missioni Apollo! Gli obiettivi dell’avventura RBSP sono molteplici: scoprire i processi fisici che accelerano e trasportano gli elettroni e gli ioni delle due ciambelle radioattive e sotto quali condizioni; capire e quantificare la perdita di elettroni nelle due Fasce e determinare il bilancio energetico tra i processi di accelerazione e perdita di particelle; capire come le Fasce cambiano durante le tempeste geomagnetiche. I sensori e gli strumenti delle due navicelle RBSP effettueranno misure per caratterizzare e quantificare i processi che producono ioni ed elettroni relativistici altamente energetici nelle Fasce di Van Allen. Le due sonde osserveranno le proprietà delle particelle cariche che compongono le due Fasce terrestri, le onde di plasma che interagiscono con esse, i campi elettrici che le trasportano a grande scala e il campo magnetico che le indirizza lungo le possenti linee di forza. Le due sonde RBSP navigheranno lungo orbite eccentriche quasi identiche che coprono l’intera regione delle Fasce di Van Allen. Naturalmente ciascuna navicella effettuerà diversi passaggi su ogni singolo punto per raffinare sempre più le misure nel corso della missione. In tal modo le analisi in situ consentiranno agli scienziati di discriminare gli effetti spaziali e temporali, e di comparare gli effetti dei vari meccanismi fisici proposti per spiegare la perdita e l’accelerazione delle particelle cariche all’interno delle due grosse ciambelle concentriche che avvolgono e proteggono la Terra. Esse costituiscono un deposito di energia elettrica infinita, gratuita, ecologica, che attende di essere studiata e utilizzata. Le Fasce di Van Allen sono una regione estremamente dinamica che muta in risposta ai fenomeni solari in grado di liberare potenziali effetti indesiderati su satelliti Gps, televisivi, internet e sui dispositivi elettronici terrestri. Il nome di queste due ciambelle radioattive cariche di particelle ad alta energia, si deve al loro scopritore James Van Allen. Il loro e il nostro stato di salute sono la diretta conseguenza delle condizioni meteo spaziali prodotte dall’interazione Sole-Terra. La nostra stella è l’oggetto gravitazionale più importante del Sistema Solare. Il nucleo metallico della Terra gira vorticosamente producendo un campo elettromagnetico planetario che si estende nello spazio più vicino (magnetosfera) schermando il mondo e incanalando le particelle cariche superstiti all’impatto con queste due grosse ciambelle radioattive lungo speciali linee del campo di forza che “si chiudono” ai poli. Le spettacolari variopinte aurore australi e boreali sono il prodotto della loro interazione con l’alta atmosfera terrestre. L’equilibrio tra il motore gravitazionale del Sole, l’energia irradiata su tutto il Sistema Solare, le particelle deflesse e incanalate dalla magnetosfera, consentono la vita sulla Terra. Oggi il cosiddetto “space weather” è sotto il costante monitoraggio H24 degli scienziati americani, per prevenire sovraccarichi elettrici nelle linee di distribuzione dell’energia, capaci di provocare black-out continentali in occasione dei “massimi” solari. Per sopravvivere al Global Warming planetario che sta sconvolgendo la Terra ed ai rigori del freddo spazio siderale, c’è soltanto una via: capire cosa succede nelle Fasce di Van Allen. Grazie ai dati forniti nel 1958 dai primi due satelliti statunitensi Explorer I ed Explorer II lanciati il 26 marzo, Van Allen dedusse (con i contatori Geiger, i primi ad essere spediti dalla Nasa nello spazio, da lui costruiti insieme al suo team dell’Università dell’Iowa) che intorno alla Terra devono esistere molte particelle di alta energia confinate dal campo magnetico terrestre entro i limiti di zone determinate. Le ricerche e gli studi successivi hanno portato alla scoperta che queste regioni sono la conseguenza dell’interazione tra il campo magnetico della Terra e il vento solare. Le particelle intrappolate nelle due 
Fasce di Van Allen sono elettroni (negativi) e protoni (positivi) del vento solare con energie comprese tra mille e parecchi milioni di elettronvolt. La Magnetosfera, cioè la più ampia regione nella quale si sente l’azione del campo magnetico terrestre deformato per effetto dell’interazione con il vento solare, è delimitata dalla Magnetopausa che dalla parte del Sole si trova alla distanza di circa 10 raggi terrestri dal centro della Terra, mentre dalla parte opposta si estende nella “coda geomagnetica” fino a circa mille raggi terrestri. La missione secondaria delle due sonde RBSP prevede, nell’ambito del programma Living With a Star e della flotta di satelliti opportunamente schierati in orbita, la loro partecipazione diretta nelle previsioni del meteo spaziale per capire in tempo reale quale impatto hanno queste particelle sugli ambienti terrestri. A differenza delle precedenti missioni esplorative nelle Fasce di Van Allen, la RBSP è la prima in assoluto a far uso di due satelliti che lavoreranno in tandem alla velocità di duemila miglia orarie, attraversando le varie regioni delle due ciambelle sottoposte a cambiamenti continui. Una singola navicella non avrebbe potuto discriminare la natura delle mutazioni in atto durante la navigazione nelle Fasce di Van Allen, magari causate da perturbazioni elettriche indotte dal satellite, o semplicemente la calma apparente osservata in due regioni differenti. Due sonde identiche, con gli stessi strumenti, possono distinguere molti fenomeni fisici in 4D, azzerando gli errori sulla loro corretta interpretazione, perché le navicelle dovranno operare in condizioni a dir poco estreme continuando a collezionare dati H24 a differenza dei loro “colleghi” che hanno il lusso di “spegnersi” per mettersi in sicurezza durante gli eventi più energetici. Non le due RBSP. Dovranno cavarsela sotto ogni condizione di meteo spaziale perché sono state progettate e costruite per resistere anche al più inteso bombardamento di particelle cariche solari (siamo prossimi al “massimo”) e di radiazioni che sicuramente sperimenteranno nella loro avventura tra le Fasce di Van Allen. Qualcuno ha detto che viviamo immersi nell’atmosfera del Sole. Perché quando il Sole starnutisce, sulla Terra fa freddo. Lo stiamo sperimentando paradossalmente con il naturale Global Warming che, a quanto pare, interessa tutti i pianeti del Sistema Solare, non soltanto la Terra, riducendo proporzionalmente quasi a zero l’influenza delle attività umane negli ultimi 150 anni. Così quello che succede sul nostro luminare ha delle conseguenze dirette e importanti sui cambiamenti climatici spaziali e terrestri. Capire come funziona il motore elettromagnetico della Terra nelle Fasce di Van Allen, consentirà agli scienziati di fare meglio il loro lavoro. Che non è quello di predire la fine del mondo per il 21 dicembre 2012 (i Maya e il loro calendario non c’entrano affatto!). Bensì di predire l’entità dei fenomeni fisici per proteggerci tutti dalle radiazioni estreme che in un prossimo futuro aumenteranno inevitabilmente non solo nelle due ciambelle radioattive ma anche sulla Terra. Forse, tra milioni di anni, aprendo la via ai letali raggi ultravioletti, minacciando la stessa sopravvivenza della biosfera e obbligando la razza umana ad evolversi per adattarsi al nuovo ambiente naturale spaziale. La missione pubblica RBSP (http://rbsp.jhuapl.edu/) è diretta dal Goddard Space Flight Center di Greenbelt (Md., Usa). La fase primaria durerà due anni. Le due sonde, 55 anni dopo la scoperta di Van Allen, osserveranno anche le onde di plasma, i campi elettrici e magnetici che trasportano le particelle cariche. È come avere due boe galleggianti sull’oceano, una sulla cresta dell’onda e una più in basso, e non sapere nulla del fenomeno che le guida nei loro movimenti. Se entrambe vanno su, allora è possibile capire l’effetto della forza che le spinge nello stesso tempo. Ma se una va su e l’altra va giù, è possibile misurare la velocità dell’onda che le attraversa e la direzione di propagazione. E se il fenomeno si ripete, lo scienziato può cristallizzare le precise coordinate della forza che ha agito solo sulle boe. Idem nello spazio. Con una risoluzione spaziotemporale 4D mai raggiunta prima, sarà possibile sondare le due Fasce di Van Allen con due navicelle identiche che offriranno una visione stereoscopica dei fenomeni energetici in atto. Prepariamoci alla più grande rivoluzione tecnologica del XXI Secolo, grazie anche alla Apple Inc.: tramite speciali satelliti potremo sfruttare “wifi” l’energia infinta della Magnetosfera terrestre perché ci potremo ricaricare di tutto in tempo reale.
Nicola Facciolini
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