Le aurore polari: belle e pericolose

Credit: Marketa Stanczykova, Iceland-Reykjavik Feb. 21, 2011

di Umberto Genovese

Il 18 febbraio un nuovo gruppo di macchie solari, il numero 1161 – subito sotto al gruppo n. 1162, ha generato un altro brillamento di classe M 6,6 alle 10:11 Tempo Universale.  Quindi dopo al vivace gruppo 1158 responsabile dei grandi brillamenti dei giorni precedenti, anche questi si sono mostrati particolarmente attivi durante il periodo della loro visibilità. Ormai i gruppi 1161 e 1162 stanno per scomparire verso il bordo orientale portandosi sull’altro emisfero.

Le tempeste solari ci regalano  le magnifiche aurore polari di questi giorni, ma possono essere concretamente pericolose per la nostra civiltà che, rispetto a solo 20-30 anni fa, fa un affidamento massiccio sui satelliti artificiali per telecomunicazioni e ai sistemi di geolocalizzazione GPS nel traffico aereo e navale.

Una tempesta che è entrata nella storia fu  quella del 29 agosto 1859, che mandò in tilt nei giorni successivi  per 14 ore  la neonata tecnologia del telegrafo che all’epoca si avvaleva di impulsi elettrici su cavi aerei di rame. I cavi si comportarono come una enorme antenna ricevente, accumulando un grandissimo potenziale elettrico che li distrusse, e nei giorni successivi furono osservate aurore polari fino a Cuba.
Nel 1972 un flare solare bloccò le comunicazioni telefoniche a lunga distanza nell’Illinois e nel 1989 un’altra tempesta solare provocò un blackout in tutta la regione del Quebec in Canada. Un altro evento importante accadde il 14 luglio 2000 (1): un brillamento solare di classe X5  si sprigionò dal gruppo di macchie chiamato 9077 e il CME susseguente provocò blackout nelle radiocomunicazioni in diverse parti del pianeta e intense aurore boreali visibili fin nel sud degli Stati Uniti (2) (3). L’eccezionalità della tempesta fu registrata anche dalle sonde Voyager 1 e 2.

Immaginate adesso cosa può fare un evento simile a quello del 1859 alla nostra civiltà: lo spessore dei conduttori nei circuiti integrati delle nostre apparecchiature elettroniche si misura in micrometri, l’effetto Compton su di queste sarebbe fatale, ma anche le linee aeree dell’elettricità e i trasformatori di potenza delle centrali elettriche sarebbero seriamente in pericolo.
Ora che tutta la nostra civiltà si basa sui calcolatori e telecomunicazioni potrebbe subire danni incalcolabili, l’economia andrebbe a picco, i mercati borsistici crollerebbero, niente sarebbe più come prima: niente Internet, i computer e i cellulari  diverrebbero inutili scatole piene di cosi fusi, etc, colpiti dall’EMP naturale.
È stato stimato che ai soli Stati Uniti potrebbe costare fino a due miliardi di dollari in riparazioni nel primo anno e  che a questi potrebbero occorrere fino a 10 anni per riprendersi completamente 4

Nel 1976 un pilota di caccia russo disertò in Giappone e consegnò il suo MIG 25 Foxbat all’Occidente.  Le Forze Armate Occidentali ritenevano il Mig 25 un aereo superiore e furono sorpresi che questo  era costruito in nichel e aveva le apparecchiature di bordo a … valvole! Il caccia sovietico si dimostrò meno vulnerabile agli impulsi elettromagnetici di quanto lo fossero gli omologhi occidentali 5.

Questo aneddoto spiana la strada alle tecniche per proteggersi da una catastrofe come il flare del 1859: la gabbia di Faraday.
Le cariche elettriche si distribuiscono spazialmente sulle superfici, per questo si usano cavi di sezione più grande – e quindi di superficie maggiore – per le correnti più elevate.Una gabbia di Faraday in sostanza è una struttura di materiale conduttore – che scarica a terra -  che isola elettricamente l’ambiente che racchiude da quello esterno.
Per questo i forni a microonde hanno una griglia metallica allo sportello: per isolare l’ambiente interno saturo di microonde dall’osservatore;  così come un cavo di una antenna televisiva ha nella sezione più esterna una fitta maglia di materiale conduttore – detta calza, che serve per proteggere  il segnale di pochi millivolt che viaggia nel conduttore interno dalle interferenze elettriche esterne.
A questo punto sembrerebbe che l’unica protezione sia nell’isolare con strutture metalliche i milioni di chilometri di cavi elettrici delle linee elettriche e tutti i nodi di produzione e ridistribuzione dell’energia, gli edifici etc., potrebbe essere la soluzione ma sarebbe antieconomica. Nell’attesa che soluzioni ingegneristiche tengano conto degli effetti di un EMP  fin dalla fase di progettazione di nuove strutture che rimpiazzino quelle esistenti, per ora è possibile ridurre i rischi di sovraccarico semplicemente spegnendo le centrali di produzione elettrica e mettendo a terra i conduttori e i nodi di distribuzione, evitando così che un EMP possa danneggiarli, per il resto la soluzione potrebbe essere quella che prendiamo quando si scatena un temporale: isolare le apparecchiature elettroniche e assicurarsi della loro messa a terra. Alcuni  guasti  saranno inevitabili, ma almeno saranno evitati i più gravi.

Per questo è importante un  monitoraggio continuo del Sole e della sua attività: per darci quel minimo di preavviso per evitare che un evento come quello del 1859 metta in pericolo la nostra civiltà.

(1) Per la sua coincidenza con la festa nazionale francese è infatti ricordato come Bastille Day Event.

(2) National News Briefs – NASA Says Solar Flare Caused Radio Blackouts, New York Times, The (NY) – Friday, July 14, 2000.

(3) SOLAR FLARE BIGGEST SINCE ’89 – THE EVENT WAS FOLLOWED BY A BLAST OF MILLIONS OF RADIOACTIVE PARTICLES, WHICH WILL BE SEEN AS NORTHERN LIGHTS ON EARTH TONIGHT,Contra Costa Times (Walnut Creek, CA) – Saturday, July 15, 2000.

(4) Space weather could wreak havoc in gadget-driven world, By Kerry Sheridan (AFP).

(5) Nello specifico i  componenti più a rischio di danni da EMP sono:

1. circuiti integrati (IC), processori (CPU), componenti a base silicio in genere.
2. transistor.
3. valvole termoioniche.
4. induttanze e motori.

Pubblicato inizialmente su Il Poliedrico .

Umberto