Radiazioni letali

Le sonde nel loro viaggio nello spazio incontrano micro particelle di polvere e detriti. Se queste si muovono a velocità elevate, il loro impatto sulla superficie dei veicoli spaziali genera radiazioni elettromagnetiche – in forma di onde radio – che possono danneggiare o addirittura disattivare i sistemi elettronici di bordo.

Una simulazione messa a punto da un team di scienziati dell’Università di Stanford, pubblicata su Physics of Plasmas, ha spiegato per la prima volta il processo che provoca questo tipo di radiazioni.Lo studio ha dimostrato che la nuvola di plasma generata dall’impatto delle particelle con la superficie del veicolo è responsabile della creazione dell’impulso elettromagnetico dannoso. Nel dettaglio, quando il plasma si espande nel vuoto dello spazio, ioni ed elettroni che viaggiano a velocità diverse si separano, generando le radiazioni pericolose.

Per arrivare a questa conclusione, i ricercatori si sono serviti di un metodo chiamato particle-in-cell simulation che consente il modellamento simultaneo di plasma e campi elettromagnetici. Successivamente gli scienziati hanno utilizzato uno strumento computazionale che lavora sulla fluidità e sulle dinamiche dell’impatto.

Quando una particella colpisce una superficie dura a velocità elevate, vaporizza e ionizza il bersaglio, rilasciando una nuvola di polvere, gas e plasma. Mentre il plasma si espande nel vuoto dello spazio, la sua densità scende e entra in uno stato di assenza di collisione che porta le particelle a non interagire più direttamente tra loro.

Il team di Stanford ha ipotizzato che gli elettroni del plasma in assenza di collisione procedano più velocemente rispetto agli ioni di maggiore dimensione e che questa separazione di carica generi la radiazione. Il passo successivo sarà effettuare altre simulazioni per verificare se il passaggio a uno stato di assenza di collisione sia sufficiente a creare la separazione tra le diverse particelle.

L’obiettivo finale è di utilizzare i risultati dello studio per avere una stima della quantità di radiazione generata dall’impatto e poter così valutare il livello di pericolo per i veicoli spaziali. “Più della metà dei guasti elettrici a bordo delle sonde è inspiegabile visto che è difficile fare diagnosi su un satellite non più funzionante – conclude Alex Fletcher autore dello studio – crediamo di poter attribuire alcuni di questi fallimenti proprio a questo meccanismo”.

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