Nel moderno di oggi, mondo frenetico, l'attività umana dipende molto dalle infrastrutture elettriche. Se le reti elettriche cadono, i nostri sistemi di climatizzazione si spegneranno, i nostri computer moriranno, e cesseranno tutte le forme elettroniche di commercio e comunicazione. Ma oltre a ciò, anche l'attività umana nel 21° secolo sta diventando sempre più dipendente dalle infrastrutture situate nell'orbita terrestre bassa (LEO).

A parte i numerosi satelliti per telecomunicazioni che sono attualmente nello spazio, c'è anche la Stazione Spaziale Internazionale e una flotta di satelliti GPS. È per questo motivo che l'attività di brillamento solare è considerata un serio pericolo, e la sua mitigazione è una priorità. Cercando di affrontare questo, un team di scienziati dell'Università di Harvard ha recentemente pubblicato uno studio che propone una soluzione audace:mettere in orbita uno scudo magnetico gigante.

Lo studio - che è stato il lavoro del dottor Manasavi Lingam e del professor Abraham Loeb dell'Harvard Smithsonian Center for Astrophysicist (CfA) - è apparso di recente online con il titolo "Strategia di impatto e mitigazione per i futuri eruzioni solari". Come spiegano, i brillamenti solari rappresentano un rischio particolarmente grave nel mondo di oggi, e diventerà una minaccia ancora più grande a causa della crescente presenza dell'umanità in LEO.

I brillamenti solari sono una preoccupazione costante da oltre 150 anni, sin dal famoso Carrington Event del 1859. Da quel momento, un grande sforzo è stato dedicato allo studio dei brillamenti solari sia da un punto di vista teorico che osservativo. E grazie ai progressi che sono stati fatti negli ultimi 200 anni in termini di astronomia ed esplorazione spaziale, si è appreso molto sui fenomeni noti come "tempo spaziale".

Allo stesso tempo, la maggiore dipendenza dell'umanità dall'elettricità e dalle infrastrutture spaziali ci ha anche resi più vulnerabili agli eventi meteorologici spaziali estremi. Infatti, se l'evento di Carrington dovesse svolgersi oggi, si stima che causerebbe danni globali alle reti elettriche, comunicazioni satellitari, e catene di approvvigionamento globali.

Le perdite economiche globali cumulate, secondo un rapporto del 2009 dello Space Studies Board ("Severe Space Weather Events–Understanding Societal and Economic Impacts"), sarebbero 10 trilioni di dollari, e il recupero richiederebbe diversi anni. E ancora, come ha spiegato il professor Loeb a Universe Today via e-mail, questa minaccia dallo spazio ha ricevuto molta meno attenzione di altre possibili minacce.

"In termini di rischio dal cielo, la maggior parte dell'attenzione in passato è stata dedicata agli asteroidi, " ha detto Loeb. "Hanno ucciso i dinosauri e il loro impatto fisico in passato è stato lo stesso che sarà in futuro, a meno che le loro orbite non siano deviate. Però, i brillamenti solari hanno un impatto biologico limitato e il loro impatto principale è sulla tecnologia. Ma un secolo fa, non c'era molta infrastruttura tecnologica in giro, e la tecnologia sta crescendo esponenzialmente. Perciò, il danno è altamente asimmetrico tra passato e futuro".

Per affrontare questo, Lingham e Loeb hanno sviluppato un semplice modello matematico per valutare le perdite economiche causate dall'attività dei brillamenti solari nel tempo. Questo modello ha considerato il rischio crescente di danni alle infrastrutture tecnologiche sulla base di due fattori. Per uno, hanno considerato il fatto che l'energia di un brillamento solare aumenta con il tempo, poi accoppiato questo con la crescita esponenziale della tecnologia e del PIL.

Quello che hanno determinato è che su scale temporali più lunghe, i rari tipi di brillamenti solari molto potenti diventano molto più probabili. Insieme alla crescente presenza e dipendenza dell'umanità da veicoli spaziali e satelliti in LEO, questo si aggiungerà a una pericolosa congiunzione da qualche parte lungo la strada. O come ha spiegato Loeb:

"Prevediamo che entro ~ 150 anni, ci sarà un evento che causerà danni paragonabili all'attuale PIL degli Stati Uniti di ~20 trilioni di dollari, e il danno aumenterà esponenzialmente in tempi successivi fino a saturare lo sviluppo tecnologico. Una simile previsione non era mai stata tentata prima. Suggeriamo anche una nuova idea su come ridurre il danno da particelle energetiche mediante uno scudo magnetico. Questa era la mia idea e non è stata proposta prima".

Per far fronte a questo rischio crescente, Lingham e Loeb considerarono anche la possibilità di posizionare uno scudo magnetico tra la Terra e il sole. Questo scudo sarebbe posto al punto di Lagrange Terra-sole 1, dove sarebbe in grado di deviare particelle cariche e creare un arco artificiale intorno alla Terra. In questo senso, questo scudo proteggerebbe la Terra in un modo simile a quello che fa già il suo campo magnetico, ma con un effetto maggiore.

Sulla base della loro valutazione, Lingham e Loeb indicano che un tale scudo è tecnicamente fattibile in termini di parametri fisici di base. Sono stati anche in grado di fornire una linea temporale rudimentale per la costruzione di questo scudo, per non parlare di alcune valutazioni approssimative dei costi. Come ha indicato Loeb, un tale scudo potrebbe essere costruito prima che questo secolo sia finito, e ad una frazione del costo di quanto sarebbe sostenuto dai danni causati da eruzioni solari.

"Il progetto ingegneristico associato allo scudo magnetico che proponiamo potrebbe richiedere alcuni decenni per essere costruito nello spazio, " ha detto. "Il costo per il sollevamento dell'infrastruttura necessaria nello spazio (peso 100, 000 tonnellate) sarà probabilmente dell'ordine di 100 miliardi di dollari, molto meno del danno previsto in un secolo".

Abbastanza interessante, l'idea di utilizzare uno scudo magnetico per proteggere i pianeti è stata proposta in precedenza. Per esempio, questo tipo di scudo è stato anche oggetto di una presentazione al "Planetary Science Vision 2050 Workshop" di quest'anno, che è stato ospitato dalla Planetary Science Division (PSD) della NASA. Questo scudo è stato raccomandato come mezzo per migliorare l'atmosfera di Marte e facilitare la missione con equipaggio sulla sua superficie in futuro.

Nel corso della presentazione, intitolato "Un futuro ambiente di Marte per la scienza e l'esplorazione", Il direttore della NASA Jim Green ha discusso di come uno scudo magnetico potrebbe proteggere la tenue atmosfera di Marte dal vento solare. Ciò consentirebbe di ricostituirsi nel tempo, che avrebbe l'ulteriore vantaggio di riscaldare Marte e consentire all'acqua liquida di scorrere nuovamente sulla sua superficie. Se questo suona simile alle proposte per la terraformazione di Marte, è perché lo è.

Oltre la Terra e il sistema solare, le implicazioni per questo studio sono piuttosto schiaccianti. Negli ultimi anni, molti pianeti terrestri sono stati trovati in orbita all'interno di vicini sistemi stellari di tipo M (noto anche come nana rossa). A causa del modo in cui questi pianeti orbitano vicino ai loro rispettivi soli, e la natura variabile e instabile delle stelle di tipo M, gli scienziati hanno espresso dubbi sul fatto che questi pianeti possano effettivamente essere abitabili.

In breve, gli scienziati hanno azzardato che nel corso di miliardi di anni, pianeti rocciosi che orbitano vicino ai loro soli, sono bloccati in marea con loro, e sono soggetti a eruzioni solari regolari perderebbero le loro atmosfere. Nel rispetto, gli scudi magnetici potrebbero essere una possibile soluzione per creare colonie extra-solari. Metti un grande scudo in orbita nel punto di Lagrange L1, e non dovrai mai più preoccuparti delle potenti tempeste magnetiche che stanno devastando il pianeta!

Oltre a ciò, questo studio offre una possibile soluzione al paradosso di Fermi. Quando si cerca un segno di intelligenza extraterrestre (ETI), potrebbe avere senso monitorare le stelle lontane per i segni di uno scudo magnetico orbitante. Come ha spiegato il Prof. Leob, tali strutture potrebbero essere già state rilevate attorno a stelle lontane, e potrebbe spiegare alcune delle osservazioni insolite fatte dagli astronomi:

"L'impronta di uno scudo costruito da un'altra civiltà potrebbe coinvolgere i cambiamenti che induce nella luminosità della stella ospite a causa dell'occultazione (comportamento simile alla stella di Tabby) se la struttura è abbastanza grande. La situazione potrebbe essere simile alle sfere di Dyson, ma invece di raccogliere l'energia della stella, lo scopo dell'infrastruttura è proteggere una civiltà tecnologica su un pianeta dai brillamenti della sua stella ospite".

È una conclusione scontata che con il passare del tempo e della tecnologia, la presenza dell'umanità nello spazio (e la dipendenza da esso) aumenterà. Come tale, prepararsi per gli eventi meteorologici spaziali più drastici che il sistema solare può lanciarci contro ha senso. E quando si tratta di grandi domande come "siamo soli nell'Universo?", ha anche senso prendere i nostri concetti e proposte più audaci e considerare come potrebbero indicare la strada verso l'intelligenza extraterrestre.