All’inizio di novembre, tre piccoli satelliti australiani del Programma Spaziale Binar della Curtin University sono andati incontro a un destino inevitabile, bruciando nell’atmosfera terrestre. Il termine Binar significa “palla di fuoco” nella lingua Noongar del popolo delle Prime Nazioni di Perth. Quando un satellite si trova in un’orbita bassa terrestre (2000 km o meno), subisce un decadimento orbitale mentre si avvicina sempre di più alla superficie, fino a bruciare. Tuttavia, i satelliti cube (CubeSats), conosciuti come Binar-2, 3 e 4, sono entrati nell’atmosfera molto prima del previsto. La loro durata è stata di soli due mesi — solo un terzo di quanto atteso. Ciò ha ridotto significativamente il tempo prezioso per la scienza e per la sperimentazione di nuovi sistemi.
La ragione della loro prematura scomparsa? Il nostro Sole ha aumentato la sua attività, e i satelliti Binar non sono certo le uniche vittime. L’attività solare intensa degli ultimi anni ha causato notevoli disagi agli operatori satellitari, e la situazione è destinata a peggiorare.
Perché il Sole è così attivo?
L’attività solare comprende fenomeni come macchie solari, brillamenti solari e vento solare — il flusso di particelle cariche che si dirige verso la Terra. Questa attività è il risultato del campo magnetico in continua evoluzione del Sole e, circa ogni 11 anni, si inverte completamente. A metà di questo ciclo, l’attività solare raggiunge il suo apice.
Sebbene questo ciclo sia noto, la previsione di specifiche attività solari è complessa — le dinamiche sono intricate e la previsione solare è ancora agli albori. Negli ultimi mesi, gli indicatori di attività solare erano oltre un e mezzo volte superiori alle previsioni per questo punto del ciclo attuale, etichettato ciclo solare 25.
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L’impatto del clima spaziale
Il clima spaziale si riferisce agli effetti ambientali che originano dall’esterno della nostra atmosfera (principalmente dal Sole). Questo influisce sulla Terra in modi sia evidenti che impercettibili. Il segnale più evidente è la presenza di aurore. Negli ultimi mesi, le aurore sono state visibili con un’intensità e una vicinanza all’equatore superiore rispetto agli ultimi vent’anni. Questo è un risultato diretto dell’aumentata attività solare.
Il clima spaziale, e in particolare l’attività solare, crea anche ulteriori sfide per i satelliti e gli operatori satellitari. Maggiore attività solare significa più brillamenti solari e vento solare più forte — risultando in un flusso maggiore di particelle cariche che possono danneggiare o interrompere i componenti elettrici dei satelliti. Significa anche un aumento della radiazione ionizzante, con un conseguente aumento della dose per gli astronauti e i piloti, e potenziali interruzioni delle comunicazioni radio a lungo raggio. Tuttavia, per i satelliti in orbita bassa terrestre, l’effetto più costante dell’attività solare è che l’energia in eccesso viene assorbita nell’atmosfera esterna, causando un aumento volumetrico.
Di conseguenza, tutti i satelliti a meno di 1000 km dalla Terra sperimentano un significativo aumento dell’attrito atmosferico. Questa è una forza che interrompe la loro orbita e li fa cadere verso la superficie del pianeta. I satelliti di rilievo in questa regione includono la Stazione Spaziale Internazionale e la costellazione Starlink. Questi satelliti hanno propulsori per contrastare questo effetto, ma tali correzioni possono essere costose.
L’orbita bassa terrestre ospita anche molti satelliti universitari, come i CubeSat Binar. I satelliti Cube sono raramente dotati di strumenti che possano regolare la loro altitudine, quindi sono completamente all’altezza del clima spaziale. La tempesta solare di ieri ha portato alcuni stupendi colori delle Luci del Nord a Stonehenge con un arco rosso stabile (SAR) che si innalzava all’orizzonte occidentale 😲😍 Credito fotografico Nick Bull 🙏#aurora #auroraborealis #northernlights #beautiful #night #october #autumn #SolarMaximum pic.twitter.com/vBF9SLsm1i11 ottobre 2024
Cosa è successo a Binar?
Il Programma Spaziale Binar è un progetto di ricerca satellitare operante presso la Curtin University. Mira ad avanzare la nostra comprensione del Sistema Solare e a ridurre le barriere per operare nello spazio. Il programma ha iniziato le sue operazioni con il suo primo satellite, Binar-1, nel settembre 2021. Questo è avvenuto meno di un anno dopo l’inizio del ciclo solare 25, quando l’attività solare era relativamente bassa.
In queste condizioni, il satellite cubico di dieci centimetri è partito da un’altitudine di 420 km e ha sopravvissuto per un intero anno in orbita. La missione di follow-up del programma — Binar-2, 3 e 4 — erano tre CubeSat di dimensioni simili. Tuttavia, si prevedeva che durassero circa sei mesi, grazie all’aumento della superficie dovuto a nuovi pannelli solari dispiegabili e all’aumento atteso dell’attività solare.
Invece, sono riusciti a resistere solo per due mesi prima di bruciare. Anche se le missioni dei CubeSat sono relativamente economiche, la conclusione prematura di una missione risulta sempre costosa. Questo è ancora più vero per i satelliti commerciali, evidenziando la necessità di previsioni meteorologiche spaziali più accurate. La buona notizia è che il Sole si calmerà nuovamente. Nonostante l’attuale attività solare inaspettatamente elevata, si prevede che rallenti entro il 2026 e che ritorni a un minimo solare nel 2030 .
Sebbene questo non fosse un obiettivo esplicito della missione, il Programma Spaziale Binar ha ora dimostrato in modo lampante gli effetti drammatici dell’attività solare sulle operazioni spaziali. Sebbene la perdita prematura di Binar-2, 3 e 4 sia stata sfortunata, sono già iniziate le operazioni per le missioni future. Si prevede che vengano lanciate in un clima spaziale molto più indulgente. Questo articolo rielaborato è ripubblicato da The Conversation sotto una licenza Creative Commons. Leggi l’articolo originale.