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Il Cnr ha diffuso una nota: le possibilità che frammenti infuocati arrivino a terra è pari a uno su trecentomila

La stazione spaziale cinese Tiangong-1 sta facendo il suo rientro sulla Terra e, secondo l’Agenzia Spaziale Italiana, «alcuni frammenti infuocati potrebbero cadere sulla Terra tra il 28 marzo e il 4 aprile». C’è anche l’indicazione geografica: «Nelle regioni a sud dell’Emilia-Romagna», è quanto confermato dalla Protezione Civile, che ha diramato una circolare ai ministeri e alle regioni italiane. In realtà la probabilità che ciò accada è pari a uno su trecentomila: è di gran lunga più probabile vincere alla Lotteria Italia che veder cadere sulle nostre teste la stazione spaziale. È per questo che l’Istituto di scienza e tecnologie dell’informazione del Cnr ha inviato una nota per fare chiarezza sul tema ed evitare qualsivoglia forma di allarme sociale. 

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Che cos’è Tiangong-1?  
Tiangong-1 è stata la prima stazione spaziale cinese, lanciata il 29 settembre 2011 su un’orbita approssimativamente circolare, a circa 350 chilometri di altezza. Nel novembre dello stesso anno è stata raggiunta e agganciata dalla navicella Shenzhou-8 senza equipaggio, mentre i primi tre astronauti vi sono saliti a bordo, trasportati da Shenzhou-9, nel giugno 2012. Il secondo e ultimo equipaggio di tre astronauti si è agganciato alla stazione, con Shenzhou-10, nel giugno 2013: trascorrendovi poco più di undici giorni. Da allora Tiangong-1 ha continuato a essere utilizzata, disabitata, per condurre una serie di test tecnologici, con l’obiettivo di guidarla a fine missione in una sorta di cimitero dei satelliti in una zona deserta dell’Oceano Pacifico meridionale. Il 16 marzo 2016, però, il centro di controllo a terra ha perso la capacità di comunicare e impartire comandi al veicolo spaziale. Nei due anni trascorsi, Tiangong-1 ha perso progressivamente quota. Questo processo naturale farà precipitare la stazione spaziale sulla terra senza controllo.  

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Quali sono le dimensioni di Tiangong-1?  
Tiangong-1 consiste di due moduli cilindrici montati uno sull’altro: uno di servizio, l’altro abitabile. La lunghezza complessiva è di 10,5 metri. Su lati opposti del modulo di servizio sono anche attaccati, perpendicolarmente all’asse di simmetria dei cilindri, due pannelli solari rettangolari. Al momento della partenza, aveva una massa di 8500 chilogrammi, che è però diminuita nel corso della missione per due ragioni: una parte significativa del propellente è stata consumata per le manovre orbitali e le scorte di cibo, acqua e ossigeno stipate a bordo sono state in buona parte consumate dall’equipaggio. Al momento la massa attuale di Tiangong-1 dovrebbe aggirarsi sui 7500 chilogrammi.  

GUARDA Il Virtual Telescope saluta Tiangong-1 , la diretta il 28 marzo dalle 14  

La sua caduta può essere definita eccezionale?  
No, perché di rientri senza controllo di stadi o satelliti con una massa superiore alle cinque tonnellate ne avvengono, in media, uno due all’anno. Il 27 gennaio uno stadio russo-ucraino di circa 8500 chili, quindi con una massa superiore a quella di Tiangong-1, è rientrato sul Perù e dei componenti sono precipitati nella regione del lago Titicaca. Mentre il 10 marzo uno stadio del lanciatore cinese Lunga Marcia 3B è rientrato sul Paraguay e un serbatoio è stato recuperato nei pressi della città di Canindeyú, vicino al confine con il Brasile. 

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Quanto è grande il rischio rappresentato da un rientro incontrollato?  
La soglia di attenzione comunemente adottata a livello internazionale corrisponde a un rischio estremamente ridotto per un singolo individuo che risiede in un’area sorvolata dal satellite. La probabilità corrispondente di essere colpiti da un frammento è infatti un numero piccolissimo, dell’ordine di uno su centomila miliardi. Confrontata con i rischi cui andiamo incontro nella vita di tutti i giorni, si tratta di una soglia bassissima. La probabilità di essere colpiti da un fulmine è 130mila volte maggiore, mentre quella di rimanere vittima di un incidente domestico, nei Paesi sviluppati, è più grande di tre milioni di volte. In oltre sessant’anni di attività spaziali, nessuno è mai rimasto ferito per il rientro incontrollato di un oggetto artificiale dall’orbita terrestre.  

Si puo quantificare il rischio rappresentato dal rientro di Tiangong-1?  
Al momento gli esperti non sono al corrente di stime quantitative ufficiali di fonte cinese. Per analogia con casi precedenti, si può però affermare che la soglia di attenzione adottata a livello internazionale sarà superata, anche se il rischio individuale resterà comunque bassissimo. La probabilità di una collisione con un aereo in volo è almeno duecento volte più piccola di quella che sia colpita una persona all’aperto.  

Che cosa succede durante il rientro?  
In un caso come quello di Tiangong-1, si parla di rientro nell’atmosfera quando l’oggetto scende a 120 chilometri di quota. Da quel punto in avanti, l’attrito dell’aria diventa sempre più significativo e le strutture esposte di grande area e massa contenuta, come i pannelli solari e le antenne sporgenti, possono staccarsi tra i 110 e i 90 chilometri di altezza. Il corpo del satellite, dove è concentrata gran parte della massa, rimane però generalmente intatto fino a 80 chilometri di quota. Soltanto in seguito, a causa dell’azione combinata delle forze aerodinamiche e del riscaldamento prodotti dall’attrito dell’aria, la struttura principale si disintegra e i singoli componenti si trovano a loro volta esposti alle condizioni proibitive dell’ambiente circostante. Il destino dei vari pezzi dipende dalla composizione, dalla forma, dalla struttura, dal rapporto area su massa, e dal momento in cui vengono rilasciati durante la discesa. Gran parte della massa si vaporizza ad alta quota. Ma se il satellite è sufficientemente massiccio, la caduta al suolo di frammenti solidi a elevata velocità, fino a qualche centinaio di chilometri orari, è possibile. 

Come si distribuiscono i frammenti?  
I frammenti in grado di sopravvivere alle proibitive condizioni del rientro precipitano su un’area di forma approssimativamente rettangolare, lunga dagli 800 ai 2000 chilometri (nella direzione del moto) e larga circa 70 (perpendicolarmente alla direzione del moto). Poiché i frammenti macroscopici sarebbero al massimo poche decine, e con proprietà assai diverse, colpirebbero il suolo molto sparpagliati, a distanze di decine o centinaia di chilometri gli uni dagli altri. Quelli più pesanti tenderebbero, in genere, ad allontanarsi di più dal punto di rientro: nel giro di 6-7 minuti, e a una velocità confrontabile con quella di un’auto di Formula 1 in rettilineo. Mentre i frammenti più leggeri cadrebbero più vicini, ma ci metterebbero una ventina di minuti e colpirebbero il suolo a una cinquantina di chilometri orari. 

Qual è la natura del rischio?  
Per Tiangong-1 i rischi potenziali sono di due tipi: meccanico e chimico. Il rischio meccanico è quello derivante dall’urto di frammenti massicci a elevata velocità con veicoli in movimento, strutture vulnerabili e persone all’aperto. Quello chimico dipende dal fatto che, sulla base delle stime degli esperti del Cnr, a bordo dovrebbero trovarsi ancora circa 230 chili di tetrossido di azoto e 120 di monometilidrazina, sostanze tossiche. È difficile che ne arrivi a terra anche una piccola frazione, ma una contaminazione residua di alcuni frammenti non può essere completamente esclusa a priori. Nel caso qualcuno si imbattesse in uno di essi, sarebbe prudente non avvicinarsi, evitare qualsiasi contatto e limitarsi ad avvertire le autorità.  

Dove può avvenire il rientro?  
In linea di principio, il rientro potrebbe avvenire in qualunque località del pianeta compresa tra i 43 gradi di latitudine sud e i 43 gradi di latitudine nord. Tuttavia, tenendo conto che i frammenti, a causa di un’eventuale esplosione ad alta quota, potrebbero allontanarsi rispetto alla traiettoria originaria, le zone potenzialmente a rischio per la caduta di detriti devono essere estese di un grado di latitudine. L’Italia è quindi divisa in due: con le località a nord del 44° parallelo escluse a priori da qualunque conseguenza e quelle a sud potenzialmente a rischio.  

Perché non è possibile prevedere il rientro con largo anticipo?  
Gran parte dei satelliti che rientrano nell’atmosfera lo fanno da orbite basse quasi circolari, si muovono cioè quasi tangenzialmente rispetto agli strati atmosferici di densità crescente. Piccole variazioni di questo angolo, già vicino allo zero, possono produrre delle traiettorie ben diverse, un po’ come succede quando tiriamo un sasso nell’acqua di uno stagno. Se l’angolo di incidenza è poco più che radente, il sasso si inabissa nel punto di contatto con l’acqua, ma se il sasso colpisce la superficie di striscio, può rimbalzare una o più volte e non è facile prevedere a priori dove potrà alla fine immergersi. A parte questo effetto, che dipende dalla particolare geometria della traiettoria, esistono diverse altre sorgenti di incertezza, quali: l’orbita di partenza, l’orientazione nello spazio dell’oggetto, gli errori dei modelli di atmosfera e le incertezze delle previsioni dell’attività solare e geomagnetica. Tenendo conto di tutte queste variabili, non è possibile calcolare dove e quando il satellite precipiterà sulla Terra. 

Twitter @fabioditodaro  

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