Nel 1982, l'autore James Michener ha pubblicato il suo romanzo tentacolare "Spazio". In esso, descrive una missione immaginaria dell'Apollo 18 sulla luna. Mentre gli astronauti sono in superficie, il sole scatena un'enorme tempesta, intrappolandoli fuori dalla loro capsula protettiva. I due uomini vengono colpiti da quantità letali di radiazioni prima che possano mettersi in salvo.

Riescono a tornare al loro lander ma sono così malati che non possono tornare indietro per raggiungere il loro terzo compagno di equipaggio nel modulo di comando lunare orbitante. Finiscono per schiantarsi di nuovo in superficie e morire. Per quanto raccapricciante possa sembrare, un evento di radiazione come quello in "Space" rappresenta una vera sfida per gli esploratori spaziali. Ed è questo tipo di scenario che i pianificatori di missioni lunari vogliono evitare. Oggi stanno lavorando a modi per mitigare l'esposizione e, se gli astronauti ottengono una dose di radiazioni, stanno trovando metodi medici per curarli.

Meteo spaziale e radiazioni

Le esplosioni solari inviano ogni giorno particelle energetiche attraverso il vento solare. Provocano condizioni meteorologiche spaziali, che interferiscono con i sistemi di comunicazione tra la Terra e le numerose missioni nello spazio (compresa la ISS). Può anche interrompere seriamente i sistemi qui sulla Terra. Il tempo spaziale (e le tempeste solari che lo causano) si intensificano quando il sole è più attivo, durante un periodo chiamato massimo solare.

Le tempeste solari possono variare da lievi esplosioni a significativi eventi di particelle energetiche solari, che possono essere letali per l'uomo nello spazio. Si verificano quando materiale carico di protoni esce dal sole, generalmente associato a grandi brillamenti solari ed espulsioni di massa coronale (CME). Le particelle vengono accelerate dai bagliori e dalle CME e questo è ciò che le rende così letali. Per gli astronauti nello spazio, la migliore protezione è trovarsi dietro le pareti protettive nelle loro capsule e negli habitat. Ma, se si scopre che le persone in missione sono esposte alle radiazioni, è importante avere procedure mediche per aiutare gli astronauti a riprendersi.

Vale la pena ricordare che c'è stata almeno una "chiamata ravvicinata" con esploratori lunari e potenziale attività solare. Nel 1972, tempeste solari sono esplose oltre la Terra e la luna. Hanno interrotto le comunicazioni satellitari e i sistemi di comunicazione a terra sulla Terra. Fortunatamente, nessuna missione Apollo è stata colpita, sebbene le tempeste si siano verificate tra le missioni Apollo 16 e 17. Se fossero esplosi durante quelle missioni, le cose sarebbero andate male per gli astronauti, che sarebbero rimasti seduti a papere sulla strada per la luna o mentre erano in superficie.

Gli studi sulle radiazioni di Artemis 1

Fortunatamente, c'è una missione per studiare l'ambiente di radiazione oltre la Terra:Artemis 1. È importante durante questo periodo mentre ci dirigiamo verso il massimo solare. Quando vola, le radiazioni e la ricerca medica saranno al centro di quella missione. La capsula Orion ha a bordo monitor delle radiazioni della NASA e dell'ESA, insieme a manichini di prova specializzati. Ci sono anche CubeSat con esperimenti (come il lievito geneticamente modificato che rappresenta le reazioni umane alle radiazioni). Questi sono stati tutti progettati per studiare l'ambiente di radiazione che gli astronauti dovranno affrontare durante il viaggio verso la luna.

Orion ha una schermatura dalle radiazioni, ovviamente, per proteggere gli esseri umani e la tecnologia. I futuri velivoli come il sistema di atterraggio umano di SpaceX saranno ben schermati per proteggere gli astronauti in viaggio verso la luna e ritorno al previsto Lunar Gateway. In caso di tempesta molto violenta, gli astronauti potrebbero nascondersi nei rifugi a bordo fino a quando non sarà al sicuro. Questo è ciò che hanno fatto gli equipaggi della ISS quando il sole ha scatenato un'esplosione particolarmente violenta nel settembre 2017.

Pericoli di radiazioni oltre la Terra

Vale la pena ricordare, tuttavia, che la ISS si trova all'interno della bolla protettiva della magnetosfera terrestre. Gli astronauti che si avventurano al di fuori della magnetosfera in Orion o in altri veicoli spaziali saranno a rischio. Così faranno le persone che vivono e lavorano sulla luna. Non esiste una tale protezione magnetosferica disponibile "là fuori". In una forte tempesta solare, le persone nello spazio verranno esplose molto rapidamente con quantità letali di radiazioni.

"Lasciare la magnetosfera è come lasciare un porto sicuro e avventurarsi in mare aperto", ha affermato Melanie Heil, coordinatrice di segmento dell'Ufficio meteorologico spaziale dell'Agenzia spaziale europea. "L'esposizione alle radiazioni per gli astronauti sulla Luna può essere di un ordine di grandezza superiore a quella sulla Stazione Spaziale e di diversi ordini di grandezza superiore a quella sulla superficie terrestre. I futuri astronauti dovranno affrontare rischi maggiori dovuti agli eventi delle particelle solari:è molto importante studiare il ambiente radiante oltre la magnetosfera e migliorare la nostra capacità di prevedere e prepararci alle tempeste solari."

Da parte sua, l'ESA sta lavorando al progetto European Radiation Sensor Array (ERSA). Si tratta di una serie di sensori per monitorare le radiazioni in tempo reale a bordo della futura stazione spaziale lunare Gateway con equipaggio. L'idea è di ottenere misurazioni sia dall'interno che dall'esterno delle capsule dell'equipaggio e degli habitat per comprendere i rischi di radiazioni e le perdite. È anche possibile includere sensori di radiazione su orbitanti lunari senza equipaggio come Lunar Pathfinder. Un'altra possibilità è mettere sensori sui futuri satelliti per telecomunicazioni lunari.

Previsione dell'attività solare

Oltre a proteggere i nostri astronauti ed esploratori lunari, è importante esplorare l'ambiente di radiazione tra la Terra e la luna come farà Artemis. Ma abbiamo bisogno di maggiori informazioni sulle esplosioni solari stesse. Sebbene gli astronomi sappiano molto sull'attività solare, abbiamo ancora bisogno di un solido "sistema di allerta precoce" per le tempeste solari. Potrebbe aiutare ad avvisare gli astronauti e gli esploratori lunari in tempo per adottare misure di sicurezza.

Questo è l'obiettivo dei ricercatori sulla meteorologia spaziale di tutto il mondo. L'osservazione precoce delle regioni attive sul disco solare è uno degli obiettivi principali della missione Vigil del 2029 dell'ESA. Fornirà avvisi anticipati per eventi meteorologici spaziali potenzialmente pericolosi che potrebbero mettere in pericolo astronauti ed esploratori. Altre missioni, come SOHO, STEREO, Solar Dynamics Observatory e Parker Solar Probe, forniscono preziosi dati a lungo termine sull'attività solare. + Esplora ulteriormente

Proteggere Artemide e gli esploratori lunari dalle radiazioni spaziali