venerdì 29 luglio 2022

Allarme razzo cinese

Occhi puntati verso l’alto per intercettare la caduta del razzo Lunga Marcia 5B, lanciato dai cinesi il 24 luglio dalla base spaziale di Wenchang, presso l’isola di Hainan. Il 30 luglio è previsto il rientro, ma è impossibile al momento declinare ora e luogo dell’impatto. Un gigante spaziale alto 18 metri e pesante 25 tonnellate, destinato a raggiungere la stazione orbitale cinese. Trasporta il secondo modulo della Tiangong (questo il nome della futura base), undici missioni fra il 2021 e il 2023 per completare l’opera e rafforzare il lavoro della ISS (Stazione spaziale internazionale). C’è però, come è già accaduto nel 2020 e nel 2021, il problema del rientro del veicolo spaziale; che avviene in modo incontrollato. Non si vogliono sollevare inutili allarmismi, ma il mondo dell’ingegneria spaziale insorge, puntualizzando il rischio globale di vedersi cadere in testa da un momento all’altro frammenti di un razzo lanciato da Pechino. Problema di oggi, prevedibilmente di tutte le future azioni spaziali dell’impero del Dragone; e in generale dell’incredibile massa di detriti che ruota intorno alla Terra dal 1958, anno di lancio del primo satellite USA. Interpellato a riguardo, Bill Nelson, amministratore della NASA, ha detto chiaramente che “la Cina non sta rispettando gli standard di responsibilità per quanto riguarda i detriti spaziali”. Di solito i razzi per le manovre spaziali sono composti da due stadi distinti. Il primo serve a garantire il decollo del materiale da lanciare in orbita; il secondo è quello destinato a raggiungere la meta. Il primo stadio, di solito, viene guidato alla caduta in mare aperto, scongiurando qualunque pericolo. E si tratta quasi sempre di oggetti molto piccoli. Nel caso del Lunga Marcia 5B la situazione è più complessa. Un lanciatore pesante, capace di trasportare fino a 20.000 chilogrammi di materiale, ma composto da un solo stadio e da un’ogiva tale da ospitare senza problemi i grossi moduli della stazione cinese. Non si era mai presentata un’emergenza simile. Al termine dell’operazione il razzo rimarrà in orbita a circa 350 km dalla superficie terrestre. Le dinamiche gravitazionali lo faranno precipitare, dove e quando non si sa, perché non c’è possibilità di riattivare i motori. Peraltro, per via delle grandi dimensioni del lanciatore, la fisica vacilla, non si è in grado di calcolare la sezione d’urto con l’atmosfera, né la rotazione del mezzo; parametri indispensabili per comprendere la traiettoria di un corpo sparato nello spazio. “E’ fondamentale che la Cina, come tutte le nazioni impegnate nei viaggi spaziali, agiscano in modo responsabile e trasparente”, va avanti Nelson, “per garantire la sicurezza, la stabilità e la sostenibilità a lungo termine delle attività astronomiche”. Certezze? Poche, ma si possono fare previsioni. Al momento il punto di impatto dovrebbe riguardare l’area geografica dell’Oceano Pacifico settentrionale. Nessun pericolo per città e paesi. Come nel 2020, coinvolto l’Oceano al largo della coste occidentali dell’Africa; e nel 2021, quello Indiano. Parte della struttura spaziale, per via dell’attrito atmosferico, brucerà, ma destano preoccupazione una decina di tonnellate di detriti che potrebbero raggiungere il suolo. Timore che si ripresenterà puntuale in occasione del futuro lancio del terzo modulo necessario all’avvio della stazione spaziale. Percentuali di impatto in una zona densamente abitata? Comunque e per fortuna molto basse. Nel 2021, durante il rientro del Lunga Marcia 5B, furono dello 0,000000005%, vale a dire 1 su 169,8 milioni. Basterà ad assicurarci sogni tranquilli?

sabato 16 luglio 2022

Il telescopio del futuro

Parole cariche di entusiasmo quelle espresse ieri dal presidente degli USA Joe Biden, all’indomani della prima immagine dallo spazio fornita dal James Webb Space Telescope (JWST). “E’ un momento storico per la scienza e la tecnologia, per l’astronomia e l’esplorazione spaziale. Ma anche per l’America e tutta l’umanità”. Un gruppo di galassie lontanissime, brillanti e affascinanti, raccontano una nuova pagina dell’esplorazione spaziale, mondi mai osservati, i primi a essersi formati subito dopo l’esplosione del Big Bang. Con Joe Biden ci sono Kamala Harris, vicepresidente degli Stati Uniti d’America e il capo della Nasa, Bill Nelson, che aggiunge: “Saremo finalmente in grado di rispondere a domande che ancora non sappiamo formulare”. Non un gioco di parole, ma la consapevolezza che il telescopio James Webb è un miracolo dell’ingegneria, capace di indagare angoli dell’universo fino a oggi imperscrutabili. Per risalire alla vera natura dei buchi neri, ai processi che portano alla formazione dei pianeti, alle caratteristiche delle galassie nate più di tredici miliardi di anni fa. La nitidezza dei particolari, colori e profili degli ammassi stellari, che con gli altri strumenti a nostra disposizione non siamo ancora riusciti a decifrare.

Il telescopio James Webb è all’inizio del suo lavoro, e nel corso dei prossimi mesi e anni potrà rivoluzionare le conoscenze astronomiche. Perché caratterizzato da congegni mai sperimentati (o sperimentati solo in parte) dall’uomo. Innanzitutto la lettura del cosmo a raggi infrarossi, che bypassano il pulviscolo, rendendo chiare fotografie che oggi direbbero poco o nulla. Per fare un parallelismo, il telescopio Hubble, gigante dei cieli che scruta l’universo da trent’anni, punta soprattutto sulla radiazione visibile e ultravioletta, con lunghezze d’onda sempre più vicine allo spettro dei raggi x. Questione anche di specchi, qui ce n’è uno, quello primario, che misura 6,5 metri (contro i 2,4 metri dell’Hubble); e di materiali. Il James Webb Telescope pesa molto meno dell’Hubble, il vetro, di fatto, è stato sostituito da componenti modernissimi a base di berillio ultraleggero. L’avveniristico telescopio, frutto della cooperazione fra NASA ed ESA, si trova ora in corrispondenza di un’area astronomica strategica: il punto di Lagrange L2. Dove l’azione gravitazionale di due corpi (in questo caso Sole e Terra), consentono a un terzo più piccolo di mantenersi stabile lungo un’orbita, evitando dispendi energetici. Quel che accade a vari satelliti lanciati negli ultimi anni, come la sonda Gaia, che mira a ricostruire con precisione certosina le caratteristiche degli astri a noi più vicini.

Lanciato il giorno di Natale del 2021, a bordo del razzo Ariane-5, il JWST resiste alle bizzarrie solari, grazie alla presenza di un grande scudo termico. Entrato in azione qualche giorno dopo il lancio dalla base dal Centre Spatial Guyanais a Kourou, nella Guyana Francese, è rappresentato da fogli di metallo riflettente, 21 metri di lunghezza per 14 di larghezza (praticamente un campo da tennis). “Un’incredibile prova dell’ingegnosità e delle capacità ingegneristiche dell’uomo, che permetteranno al Webb di centrare i suoi obiettivi scientifici”, dice Thomas Zurbuchen, amministratore associato del direttorato della NASA per le missioni scientifiche. Il futuro, infine, anche aspetti meno romantici delle galassie primordiali o della fame dei buchi neri, ma verosimilmente più importanti dal punto di vista scientifico. Riferimento alle caratteristiche atmosferiche dei pianeti extrasolari. Oggi ne conosciamo più di 4mila, ma è molto difficile dire di cosa siano fatti. Il JWST potrà aiutarci in questo senso, anche se la scoperta della vita al di là del sistema solare rimane un’utopia. “Ci riusciranno forse i telescopi del futuro”, dice Thomas Beatty, dell’Università dell’Arizona. “Di certo il James Webb limiterà il campo di azione, indicando i pianeti con maggiori probabilità di presentare tracce biologiche”.  

martedì 12 luglio 2022

Marmolada: quando la natura impazza

Lo scorso anno l’ONU ha reso noto che, a livello mondiale, nel 2021 si è assistito a un incremento degli eventi estremi del 65%. Dati simili si registrano in Italia, per quel che riguarda fenomeni come alluvioni, frane, bombe d’acqua, valanghe di neve e di ghiaccio. L’episodio che ha contraddistinto l’altro ieri la Marmolada, di fatto, è stato preceduto da altri casi, tutti più o meno riconducibili ad effetti di natura climatica. A maggio una frana di ghiaccio ha interessato il massiccio del Monte Bianco. A 3.400 metri, sul Gran Combin, il crollo improvviso di seracchi ha provocato la morte di due alpinisti e il ferimento di nove persone. Stesso mese, nel gruppo del Brenta, versante est del Monte Daino, si è staccata una frana di eccezionali dimensioni, con blocchi rocciosi di 120 metri cubi. Il 30 luglio 2020 un evento estremo ha coinvolto una delle montagne più rappresentative d’Italia: il Cervino. Un maxi crollo della parte sud, fortunatamente opposta a quella che gli alpinisti percorrono abitualmente per raggiungere la cima del rilievo, facendo tappa alla famosa Capanna Carrel. Giorno di San Stefano 2019, sul Monviso, importante frana a 3.300 metri di quota, crollano due torrioni rocciosi della parete nord. Zona sensibile, nel 1989 ci fu un distacco di detriti in corrispondenza del ghiacciaio superiore di Coolidge, una valanga di ghiaccio del tutto assimilabile a quella della Marmolada; che, solo per caso, non provocò vittime. Nel 2007, la volta di un’anticima delle Tre Cime di Lavaredo, sessantamila metri cubi di roccia, una torre di cento metri si è polverizzata nel giro di pochi minuti. Nel 1996 una comitiva di turisti è travolta da una frana di ghiaccio in corrispondenza del Miage, un lago alpino della Val Veny. I detriti precipitano nel bacino lacustre sollevando un’onda di quasi tre metri. Eventi estremi che fanno meno notizia, ma contribuiscono a rendere i ghiacciai sempre più pericolosi, possono essere ricondotti alla cosiddetta “neve rosa”. Fenomeno dovuto alla proliferazione dell’alga Ancylonema nordenskioldii, vegetale che ha recentemente coinvolto il ghiacciaio del Presena e quello del Passo Gavia in Italia, quello del Morteratsch, in Svizzera. Cambiando colore, il ghiaccio assorbe maggiormente i raggi del sole, provocando lo scioglimento della superficie glaciale. Responsabili degli eventi estremi? Probabilmente il clima che cambia. E’ vero, si sono sempre verificati, ma il problema di oggi è che capitano troppo spesso. E l’innalzamento medie delle temperature può senz’altro favorire il loro sviluppo. I ghiacciai possiedono un equilibrio specifico e la danza secolare fra la zona di ablazione e quella di accumulo assicura la loro stabilità. Quando la colonnina del mercurio cresce questo equilibrio viene meno, provocando la formazione di crepacci e seracchi, strutture glaciali impossibili da controllare.

domenica 10 aprile 2022

Una cura per le patologie neurodegenerative

Una delle sfide più importanti della medicina moderna punta a curare il midollo spinale per poter restituire la capacità di camminare, in pazienti vittime di incidenti o patologie neurodegenerative. Un ottimo risultato è stato ottenuto in questi giorni in Svizzera, presso l’Ospedale Universitario di Losanna. Dove, una donna affetta da una rara patologia del sistema nervoso, allettata da diciotto mesi, è riuscita di nuovo a camminare. Parte del sistema nervoso centrale, il midollo spinale governa la trasmissione degli impulsi nervosi ed è fondamentale per il regolare funzionamento degli arti, braccia e gambe; per l’equilibrio e il controllo della pressione arteriosa, direttamente connessa alla capacità di reggersi in piedi. Questo sofisticato sistema fisiologico ha però smesso di funzionare in Nirina, la donna in cura nel centro elvetico, soggetta a una atrofia multisistemica di tipo parkinsoniano. Fino a pochi giorni fa. Quando, finalmente, grazie a un avveniristico intervento medico, è riuscita a deambulare dopo quasi due anni di immobilità; e a percorrere più di 250 metri. Per arrivare a questo risultato gli specialisti elvetici hanno impiantato degli elettrodi nei nervi del midollo spinale  della donna, restituendo alla massa nervosa le capacità originarie. La stessa paziente ha potuto pigiare sui tasti di un telecomando per poter regolare l’intensità dello stimolo, parafrasando un marchingegno già testato per ridurre il dolore cronico. Con la sollecitazione nervosa, anche la pressione arteriosa è tornata ai valori standard, ovviando a problemi relativi a imprevedibili crolli pressori e svenimenti. 
A febbraio la procedura era stata collaudata con successo su pazienti tetraplegici colpiti da paralisi sensomotoria, vittime di incidenti stradali. Questa è invece la prima volta che si agisce su un soggetto colpito da una malattia neurodegenerativa. Mali che affliggono milioni di persone, progressivi e senza possibilità di cura. Le patologie come quella di Nirina, oltre alle difficoltà deambulatorie, provocano rigidità nei movimenti, disordini cardiaci, movimenti rallentati. Non c’è solo il morbo di Parkinson, ma anche rare forme neurodegenerative come la paralisi sopranucleare progressiva, addirittura più grave del primo. In questo caso rigidità e deficit deambulatori insorgono prima, rendendo davvero difficile la conduzione di una vita anche solo vagamente normale. Le cure attuali sono solo dei palliativi. Si interviene con farmaci antidepressivi, e tramite la somministrazione di amantadina, principio attivo che facilita la produzione di dopamina, neurotrasmettitore di cui sono carenti i malati di Parkinson e simili. Da domani però una speranza in più: il software svizzero capace di stimolare i neuroni che hanno smesso di funzionare.  


giovedì 10 febbraio 2022

Fusione nucleare: pronti al via?

La domanda che sorge è la stessa da decenni, da quando ci siamo resi conto che petrolio e carbone hanno i giorni contati. Dove andremo a recuperare fonti energetiche in grado di sostenere miliardi di persone? Fissione nucleare, pannelli fotovoltaici, pale eoliche, hanno sì dato risultati incoraggianti, ma per un motivo o per l’altro rischiano di non poter essere impiegati su larga scala. In particolare la fissione nucleare su cui s’è puntato dal dopoguerra in poi, ha mostrato tutti i suoi limiti. Senza rievocare i disastri di Chernobyl e Fukushima, c’è un problema insormontabile che a lungo andare potrebbe seriamente compromettere la salute del pianeta: le scorie radioattive. Nessuno ha ancora capito dove e come possano essere efficacemente smaltite. Ecco perché sobilla l’immaginario collettivo la notizia divulgata ieri dai laboratori inglesi dell’Università di Oxford: la possibilità di produrre energia tramite la fusione nucleare, che obbedisce a un processo fisico opposto a quello della fissione, evitando l’accumulo di rifiuti radioattivi.

Non è la prima volta che sperimentiamo la fusione nucleare. Gli studiosi del Joint European Torus (JET), il più grande reattore al mondo per questo tipo di test, perso fra le campagne che circondano le strade fra Londra e Bristol, aveva già dato esiti incoraggianti nel 1997: 21,7 megajoule di energia prodotta fondendo fra loro gli atomi più leggeri della materia. Ma oggi siamo andati oltre e i megajoule ottenuti in cinque secondi di gloria, sono stati 59. Presupposto ottimale per poter presto battezzare ITER, da International Thermonuclear Experimental Reactor, in pratica la prima centrale nucleare basata sullo stesso principio con cui le stelle irradiano l’universo. Di fatto, la fusione nucleare è un principio conosciuto, ma che nessuno è mai stato ancora in grado di realizzare. Per un motivo molto semplice: per avviarlo occorrono milioni di gradi.

Nelle stelle tutto ciò avviene senza problemi: il cuore del sole, per esempio, possiede una temperatura intorno ai quindici milioni di gradi. Diversa la situazione sulla Terra, oggettivamente incompatibile con un calore del genere; raggiungibile solo tramite centrali nucleari come quella, appunto, che sta sorgendo a Cadarache, nel Sud della Francia e che secondo le più rosee aspettative potrebbe iniziare a erogare energia dal 2035 in poi. Come? Con un marchingegno altamente sofisticato appannaggio degli studi di fisica più avanzati testati proprio al JET: il tokamak. Basato sull’azione di potenti magneti superconduttori capaci di confinare e controllare reazioni chimiche ad altissima potenza, e con temperature superiori a quelle registrate nel nucleo stellare. Altrettanto promettente l’ipotesi di avvalersi di un stellarator, per certi versi più vantaggioso del tokamak, ma più difficile da collaudare.

In ogni caso il meccanismo per l’ottenimento dei magajoule sarebbe sempre lo stesso. L’impiego di deuterio e trizio, due forme particolari d’idrogeno, l’elemento più abbondante dell’universo alla base dell’economia stellare, consentirebbe infatti la trasformazione della materia ordinaria in plasma; atomi caratterizzati da una carica elettrica, in grado di fondersi emettendo neutroni a vita breve, innocui per l’ambiente. Anche il boro, quinto elemento della tavola periodica, di poco più pesante dell’idrogeno, promette bene. In tal caso non si avrebbe nemmeno il rilascio di neutroni (a scapito, però, di una richiesta di energia maggiore per l’avvio delle reazioni chimiche). Le prospettive? Arrivare un domani a produrre energia pulita, decarbonizzando lo sviluppo economico e risolvendo definitivamente la dipendenza dagli idrocarburi. Al momento un’utopia, ma grazie a risultati come quelli di oggi seriamente auspicabile. Come ricorda Thomas Klinger, esperto di fusione del Max Planck Institut fur Plasmaphysik (IPP) di Greifswald, in Germania: “L’atmosfera è cambiata, ormai siamo così vicini alla fusione nucleare che ne sentiamo l’odore”.

domenica 23 gennaio 2022

La complessa (e bizzarra) geologia italiana


Un mese fa la scossa improvvisa in bergamasca, ieri quella (più debole) nel bresciano. Anche la Lombardia, territorio tradizionalmente poco soggetto ad attività sismica, alla ribalta delle cronache per fenomenologie legate al movimento delle placche tettoniche. Cosa sta succedendo? Una sola e semplice risposta: Italia. Fra i paesi più sensibili al dinamismo terrestre, la nostra penisola è periodicamente interessata da eventi sismici e vulcanici. La placca africana si muove lentamente verso l’Eurasia, innescando un processo geologico specifico chiamato subduzione. In pratica il Continente nero scivola sotto l’Europa alterando irreversibilmente le geografie attuali. Il risultato, in corso da milioni di anni, determina la crescita delle Alpi, la spaccatura degli Appennini, il ristringimento dell’Adriatico. Ecco perché nessuna area del Bel Paese può davvero ritenersi estranea a terremoti ed eruzioni. Anche la Lombardia. Di fatto la Pianura Padana, da un punto di vista prettamente geologico, rappresenta l’appendice terminale del continente africano, coinvolto nello scontro con il colosso euroasiatico. I registri ci raccontano i terremoti a nord del Po’ da mille anni a oggi. Il giorno di Natale del 1222 si ebbe quello più forte, con magnitudo 5,68. Interessata l’area del bresciano e del veronese. Il 26 novembre 1396, un sisma di 5,6 colpì il monzese. Fino alle ultime note di queste settimane. Niente di nuovo, dunque, ma gli eventi tellurici più potenti sono quelli riconducibili alle regioni meridionali (di ieri una scossa importante in Calabria). Il cosiddetto arco calabro peloritano giustifica uno dei luoghi più sensibili alla sismologia locale. Può essere vagamente ricondotto all’arco giapponese, dove si registrano gli episodi sismici in assoluto più violenti del pianeta, fino a 9 gradi della scala Richter. Dal Mar Ionio alle isole Eolie è tutto un susseguirsi di processi geodinamici che trovano il loro massimo sfogo nell’attività vulcanica: Stromboli, Vulcano, Etna, Vesuvio e, certamente, quello meno conosciuto, ma forse più pericoloso, il Marsili. È un grande vulcano che sorge nel cuore del Mar Tirreno, a circa 400 metri dalla superficie del mare. Riposa da tempo ma se dovesse rimettersi in pista potrebbe creare i presupposti per lo sviluppo di un maremoto in grado di provocare gravi danni lungo gran parte delle coste meridionali, Campania, Calabria, Sicilia. Uno tsunami a tutti gli effetti. Da tempo sotto la lente degli esperti anche la zona campana. Il Vesuvio ha emesso il suo ultimo gemito nel 1944, parafrasando gli eventi bellici in corso. Ed è noto che un vulcano che non dà segni di vita, non significa che si sia addormentato per sempre. Peraltro, a differenza dell’Etna, vulcano contrassegnato da un magmatismo effusivo, il gigante campano presenta lave molto più acide che anziché eruttare, esplodono. Le esperienze di Pompei ed Ercolano ricordano l’azione di un vulcano che non uccide con la lava, ma con cenere, gas, e lapilli. Se erutta l’Etna si hanno disposizione giorni se non settimane per evacuare; per il Vesuvio poche ore potrebbero non bastare. E intorno al cono vulcanico abitano almeno 600mila persone. Infine i Campi Flegrei, ciò che resta di un antico supervulcano. Coinvolge vari comuni campani e vede l’azione di più sbocchi magmatici. Al terzo periodo flegreo è riconducibile l’ultima eruzione significativa, risalente al 1538, 3mila anni dopo l’ultimo sussulto. Vulcani e terremoti, ma da queste parti anche il bradisismo non scherza; periodica danza del suolo dovuta all’accumulo di lava in una camera magmatica superficiale. Da cui, riferendosi ad amiche fidate, l’estro poetico (e vagamente sinistro) di Donatien Alphonse Francois de Sade: “Noi somigliamo a questi vulcani e le persone virtuose alla monotona e desolata pianura piemontese”. 

domenica 12 dicembre 2021

Come nasce un tornado?

Tornado e tromba d’aria sono la stessa cosa, ma non vanno confusi con gli uragani, tutt’altra genesi e intensità. Le trombe d'aria, tipo quelle che si sono abbattute in queste ore sugli Usa, si sviluppano in seguito a eventi temporaleschi; e al movimento confuso dell’aria calda che si sposta verso l’alto condensandosi. Sollecitati da correnti d’alta quota (correnti a getto) e anomali movimenti ventosi, si formano “imbuti” di particelle gassose che vanno dalla base delle nuvole temporalesche (comulonembi) alla superficie terrestre. 
Un tornado possiede un raggio fra i 100 e i 500 metri, e altezze che vanno fino a mille metri; i venti soffiano oltre i 200 km/h devastando ciò che trovano sul loro cammino. La pressione interna dei tornado, più bassa di quella esterna, spiega l’attitudine a risucchiare il materiale incontrato, comprese automobili e case. Di solito un tornado dura pochi minuti, in casi rari fino a un’ora.

Allarme razzo cinese