Scrutare il Cielo per difendere la Terra
di Pierdomenico Memeo
- Materie coinvolte: Fisica
La difesa planetaria è un ampio campo di studi che abbraccia eventi di origine spaziale come impatti di asteroidi e comete, esplosioni di meteore e schianti di meteoriti, per prevederne e mitigarne gli effetti sulla Terra.
We're off in outer space/ Protecting mother Earth
To save the human race/ Our Star Blazers
(Sigla in inglese delle serie Uchū senkan Yamato)
La scena la conosciamo tutti. I protagonisti sono raccolti nel centro di comando, seduti alle postazioni di controllo. Tutti gli sguardi sono puntati sullo schermo gigante al centro della stanza, su cui viene mostrato in tempo reale lo schema della situazione. Tutti sono con il fiato sospeso in attesa di sapere se il piano per difendere la Terra dalla minaccia spaziale ha funzionato. Se il mondo verrà salvato. Di solito, all'ultimo minuto. Questa è la difesa planetaria: osservare il Cielo per proteggere la Terra da eventi che hanno origine nello spazio.
We're off in outer space/ Protecting mother Earth
To save the human race/ Our Star Blazers
(Sigla in inglese delle serie Uchū senkan Yamato)
La scena la conosciamo tutti. I protagonisti sono raccolti nel centro di comando, seduti alle postazioni di controllo. Tutti gli sguardi sono puntati sullo schermo gigante al centro della stanza, su cui viene mostrato in tempo reale lo schema della situazione. Tutti sono con il fiato sospeso in attesa di sapere se il piano per difendere la Terra dalla minaccia spaziale ha funzionato. Se il mondo verrà salvato. Di solito, all'ultimo minuto. Questa è la difesa planetaria: osservare il Cielo per proteggere la Terra da eventi che hanno origine nello spazio.
Scagliare montagne, come giganti
La fantascienza contemporanea non è l'unica ad aver immaginato per l'umanità il compito di difendersi dalle minacce spaziali. Oggi la scienza usa parole diverse, ma è difficile non vedere nell'impresa lo stesso spirito titanico descritto da Byron in queste parole:
“Chi sa se, qualora una cometa si avvicinasse a questo globo per distruggerlo, come sovente è avvenuto e avverrà ancora, gli Uomini non strapperanno allora le rocce dalle loro fondamenta grazie alla potenza del vapore, e scaglieranno intere montagne, come si dice abbiano fatto i Giganti, contro la massa fiammeggiante? – e allora avremo nuove leggende di Titani, e di guerre contro i Cieli.” (Thomas Medwin, Diario delle Conversazioni di Lord Byron 1821-1822)
Il pericolo rappresentato dagli oggetti celesti è stato riconosciuto da tempo dagli astronomi: bisogna però aspettare l'inizio del XX secolo perché i crateri da impatto sulla superficie della Terra venissero riconosciuti come tali, e altri 50 anni per avere le prime ricerche effettive sul tema, con studi sull'origine dei crateri e sulla frequenza degli impatti. Ma è solo negli anni '80 e '90 del secolo scorso che, con il consolidarsi dell'ipotesi che l'estinzione dei dinosauri non aviani sia stata causata dall'impatto di un corpo delle dimensioni di circa 10 km che ha generato il cratere di Chicxulub in Messico, l'idea della pericolosità degli oggetti spaziali è stata pienamente riconosciuta. Hanno aumentato la consapevolezza riguardo i pericoli spaziali anche le ricerche sull'evento di Tunguska (avvenuto nel 1908 ma studiato molto più tardi), le testimonianze della meteora di Čeljabinsk nel 2013, e le osservazioni dell'impatto della cometa Shoemaker-Levy 9 su Giove nel 1994. Da allora, molti sforzi della comunità scientifica e astronomica sono stati spesi per lo studio dei corpi minori del Sistema Solare, sulle loro orbite e composizioni, con un occhio di riguardo in particolare per quelli che transitano nei dintorni (astronomici) della Terra.
“Chi sa se, qualora una cometa si avvicinasse a questo globo per distruggerlo, come sovente è avvenuto e avverrà ancora, gli Uomini non strapperanno allora le rocce dalle loro fondamenta grazie alla potenza del vapore, e scaglieranno intere montagne, come si dice abbiano fatto i Giganti, contro la massa fiammeggiante? – e allora avremo nuove leggende di Titani, e di guerre contro i Cieli.” (Thomas Medwin, Diario delle Conversazioni di Lord Byron 1821-1822)
Il pericolo rappresentato dagli oggetti celesti è stato riconosciuto da tempo dagli astronomi: bisogna però aspettare l'inizio del XX secolo perché i crateri da impatto sulla superficie della Terra venissero riconosciuti come tali, e altri 50 anni per avere le prime ricerche effettive sul tema, con studi sull'origine dei crateri e sulla frequenza degli impatti. Ma è solo negli anni '80 e '90 del secolo scorso che, con il consolidarsi dell'ipotesi che l'estinzione dei dinosauri non aviani sia stata causata dall'impatto di un corpo delle dimensioni di circa 10 km che ha generato il cratere di Chicxulub in Messico, l'idea della pericolosità degli oggetti spaziali è stata pienamente riconosciuta. Hanno aumentato la consapevolezza riguardo i pericoli spaziali anche le ricerche sull'evento di Tunguska (avvenuto nel 1908 ma studiato molto più tardi), le testimonianze della meteora di Čeljabinsk nel 2013, e le osservazioni dell'impatto della cometa Shoemaker-Levy 9 su Giove nel 1994. Da allora, molti sforzi della comunità scientifica e astronomica sono stati spesi per lo studio dei corpi minori del Sistema Solare, sulle loro orbite e composizioni, con un occhio di riguardo in particolare per quelli che transitano nei dintorni (astronomici) della Terra.
Abbiamo un piano?
I progetti di difesa planetaria hanno come base l'osservazione sistematica del cielo alla ricerca di oggetti che si avvicinano alla Terra (Near-Earth Object, NEO); ad oggi, si stima che quelli con dimensioni superiori a 1 km siano stati scoperti quasi tutti, ma sono milioni gli oggetti più piccoli, comunque pericolosi, ancora sconosciuti. Successivamente, sono necessari calcoli estremamente precisi per tracciare l'orbita di questi oggetti, e stimare i rischi di impatto con il nostro pianeta: quelli con una probabilità più alta vengono classificati come oggetti potenzialmente pericolosi (Potentially Hazardous Objects, PHO). Per i prossimi 100 anni non abbiamo individuato oggetti con alta probabilità di impatto; al più famoso, Apophi, è stata attribuita per un periodo una probabilità di impatto del 2,7%, ma nuovi calcoli hanno escluso il rischio per alcuni secoli.
Infine, una volta individuato un oggetto pericoloso, si passa alle possibili strategie di mitigazione: frammentazione e deviazione. La frammentazione implica l'utilizzo di una esplosione per separare il corpo celeste in una quantità di frammenti di piccole dimensioni, che potrebbero mancare l'impatto con la Terra o comunque bruciare in atmosfera prima di colpire la superfici. La deviazione invece consiste in diverse possibilità, dall'uso di una sonda spaziale come “proiettile” per deviare la traiettoria del corpo celeste (impatto cinetico), a soluzioni più complesse come tecniche di rimorchio gravitazionale, l'uso di propulsori di massa sulla superficie, l'utilizzo di vele solari, laser di ablazione superficiale, e molti altri. La tecnologia di impatto cinetico è certamente la più matura, come è stato dimostrato dalla NASA il 26 settembre di quest'anno quando la sonda DART (acronimo per Double Asteroid Redirection Test), progettata specificamente per valutare la fattibilità di una missione di difesa planetaria, ha impattato con successo contro l'asteroide minore Dimorphos in orbita intorno all'asteroide maggiore Didymos, modificandone leggermente l'orbita e completando così il primo test operativo di difesa planetaria della Terra.
Infine, una volta individuato un oggetto pericoloso, si passa alle possibili strategie di mitigazione: frammentazione e deviazione. La frammentazione implica l'utilizzo di una esplosione per separare il corpo celeste in una quantità di frammenti di piccole dimensioni, che potrebbero mancare l'impatto con la Terra o comunque bruciare in atmosfera prima di colpire la superfici. La deviazione invece consiste in diverse possibilità, dall'uso di una sonda spaziale come “proiettile” per deviare la traiettoria del corpo celeste (impatto cinetico), a soluzioni più complesse come tecniche di rimorchio gravitazionale, l'uso di propulsori di massa sulla superficie, l'utilizzo di vele solari, laser di ablazione superficiale, e molti altri. La tecnologia di impatto cinetico è certamente la più matura, come è stato dimostrato dalla NASA il 26 settembre di quest'anno quando la sonda DART (acronimo per Double Asteroid Redirection Test), progettata specificamente per valutare la fattibilità di una missione di difesa planetaria, ha impattato con successo contro l'asteroide minore Dimorphos in orbita intorno all'asteroide maggiore Didymos, modificandone leggermente l'orbita e completando così il primo test operativo di difesa planetaria della Terra.
Proposta di attività per la classe: La scienza nella fantascienza
L'attività proposta ha l'obiettivo di spingere studenti e studentesse a guardare con occhio critico la scienza nei prodotti di intrattenimento, ragionare insieme su ciò che sanno, e presentare le proprie conclusioni.
La classe potrà essere divisa in gruppi, ai quali saranno assegnati film di fantascienza che trattano temi di difesa planetaria. Gli studenti e le studentesse in ogni gruppo li analizzeranno in base alle proprie competenze di fisica e astronomia, mettendo in evidenza sia gli aspetti trattati in maniera scientificamente corretta, sia quelli invece completamente sbagliati, e presenteranno le loro conclusioni alla classe con una piccola presentazione di gruppo.
Molti di questi film sono già stati analizzati su questi temi e le conclusioni si trovano facilmente online, sia in italiano che in inglese: questo non costituisce un problema per l'attività, in quanto la capacità di cercare informazioni, comprenderle, ed elaborarle in maniera personale è una competenza fondamentale nell'ambito della didattica della scienza.
Esempi di film che è possibile scegliere per l'attività:
La classe potrà essere divisa in gruppi, ai quali saranno assegnati film di fantascienza che trattano temi di difesa planetaria. Gli studenti e le studentesse in ogni gruppo li analizzeranno in base alle proprie competenze di fisica e astronomia, mettendo in evidenza sia gli aspetti trattati in maniera scientificamente corretta, sia quelli invece completamente sbagliati, e presenteranno le loro conclusioni alla classe con una piccola presentazione di gruppo.
Molti di questi film sono già stati analizzati su questi temi e le conclusioni si trovano facilmente online, sia in italiano che in inglese: questo non costituisce un problema per l'attività, in quanto la capacità di cercare informazioni, comprenderle, ed elaborarle in maniera personale è una competenza fondamentale nell'ambito della didattica della scienza.
Esempi di film che è possibile scegliere per l'attività:
- Don't Look Up (2021)
- Greenland (2020)
- Impact Earth (2015)
- Asteroid vs Earth (2014)
- Meteor Apocalypse (2010)
- Impact: Il tempo sta per scadere (2009)
- Armageddon: Giudizio finale (1998)
- Deep Impact (1998)
- Asteroid (1997)
- Meteor (1979)
Sitografia
Sorvegliati Spaziali (in italiano)
Sorvegliati Spaziali – Conoscere lo Spazio per proteggere il Pianeta è un progetto di divulgazione dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) dedicato alla Difesa Planetaria.
Space Safety at ESA (in inglese)
NASA Planetary Defence Coordination Office (in inglese)
DART (Double Asteroid Redirection Test) (in inglese)
The Asteroid Impact Hazard: Historical Perspective (in inglese)
David Morrison, NASA Ames Research Center – SSERVI
Sorvegliati Spaziali – Conoscere lo Spazio per proteggere il Pianeta è un progetto di divulgazione dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) dedicato alla Difesa Planetaria.
Space Safety at ESA (in inglese)
NASA Planetary Defence Coordination Office (in inglese)
DART (Double Asteroid Redirection Test) (in inglese)
The Asteroid Impact Hazard: Historical Perspective (in inglese)
David Morrison, NASA Ames Research Center – SSERVI
Bibliografia
Oro dagli asteroidi e asparagi da Marte
Realtà e miti dell'esplorazione dello spazio
Giovanni F. Bignami
Mondadori Università (2015)
ISBN: 9788861844186
Come acchiappare un asteroide
Viaggio alla scoperta dei corpi celesti minori che ci aiuteranno a salvare la Terra
Adrian Fartade
Rizzoli Libri (2020)
ISBN: 9788817146456
L'asteroide di Sodoma e Gomorra
Gli asteroidi e il rischio di collisione con la Terra
Albino Carbognani
In Riga Edizioni (2022)
ISBN: 9788893643870
Realtà e miti dell'esplorazione dello spazio
Giovanni F. Bignami
Mondadori Università (2015)
ISBN: 9788861844186
Come acchiappare un asteroide
Viaggio alla scoperta dei corpi celesti minori che ci aiuteranno a salvare la Terra
Adrian Fartade
Rizzoli Libri (2020)
ISBN: 9788817146456
L'asteroide di Sodoma e Gomorra
Gli asteroidi e il rischio di collisione con la Terra
Albino Carbognani
In Riga Edizioni (2022)
ISBN: 9788893643870
