Oggi siamo nel mezzo Ciclo solare 25, che è iniziato nel 2019 e durerà all'incirca fino al 2030, attraversando alti e bassi ciclici di brillamenti solari, espulsioni di massa coronale e tempeste solari che raggiungeranno il picco questo o il prossimo anno, rendendo questo un periodo di tempo cruciale per investire nelle capacità di monitoraggio della meteorologia solare. . 

Perché è importante studiare l'attività solare

Non è esagerato affermare che i brillamenti solari e le tempeste geomagnetiche che possono causare hanno un impatto significativo sulla vita di tutti. Possono causare guasti nel funzionamento dei satelliti che sono cruciali per il mantenimento delle comunicazioni e dei sistemi di navigazione sulla Terra. Possono anche danneggiare le reti elettriche, portando a massicci blackout e comportare rischi di radiazioni per gli astronauti, nonché per i piloti e i passeggeri dei voli ad alta quota. I cicli solari attivi aumentano la frequenza e l’intensità dei brillamenti solari e rappresentano un pericolo per tutta la tecnologia e i servizi interessati dalla meteorologia spaziale.

Tali interruzioni delle infrastrutture critiche possono essere molto costose per l’economia dei paesi sviluppati. Interruzioni di corrente causate dall'attività solare costo decine di miliardi di dollari ogni anno. Il potenziale impatto economico globale degli eventi meteorologici spaziali, come una grave tempesta geomagnetica, è significativo potrebbe incorrere perdite per un totale di 38.4 miliardi di euro (41.1 miliardi di dollari) al giorno. Più della metà di queste perdite sono causate da costi indiretti legati alle interruzioni delle catene di approvvigionamento. I danni derivanti dagli eventi solari possono portare a ritardi logistici, tempi di inattività della produzione, aumento dei costi operativi, carenza di merci e altri problemi nel commercio internazionale. 

Anche le previsioni meteorologiche solari svolgono un ruolo cruciale nell’esplorazione spaziale sicura ed efficace. Senza previsioni accurate e analisi predittive, le missioni spaziali e gli astronauti coinvolti sarebbero a rischio di esposizione a radiazioni e malfunzionamenti delle apparecchiature. 

Soluzioni esistenti ed esigenze future

Nel 2024, il monitoraggio e l’analisi della meteorologia spaziale verranno condotti principalmente attraverso agenzie governative e organizzazioni scientifiche. Due dei principali fornitori di informazioni sono la National Oceanic and Atmospheric Administration negli Stati Uniti e l’Agenzia spaziale europea. Queste organizzazioni gestiscono dati provenienti da varie fonti che includono missioni satellitari e osservatori a terra, al fine di creare un quadro completo dell'attività solare.

Inoltre, queste organizzazioni utilizzano spesso modelli di previsione empirici basati su dati storici. Questi modelli aiutano a identificare modelli e correlazioni nei fenomeni meteorologici spaziali, che possono poi essere utilizzati per prevedere eventi futuri. Tuttavia, queste informazioni non sono sempre accurate o aggiornate, il che riduce significativamente la pertinenza e l’efficienza della previsione.

Nel marzo 1989, quando ancora non erano disponibili metodi moderni per le previsioni meteorologiche spaziali, si scatenò una potente tempesta geomagnetica causata da un brillamento solare sconvolgimenti tecnologici su larga scala e interruzioni nella rete elettrica canadese. Milioni di residenti e aziende nella provincia del Quebec sono rimasti senza elettricità per nove ore. Un'altra eruzione solare nell'agosto dello stesso anno causò l'arresto del Toronto Financial Exchange per tre ore.

La mancanza di informazioni sulla meteorologia spaziale può anche causare danni significativi ai satelliti e ad altri sistemi spaziali. Ad esempio, una tempesta geomagnetica nel febbraio 2022 ha interferito con il lancio di Starlink, facendo perdere alla società 38 satelliti su 49. Starlink faceva affidamento su modelli empirici per prevedere le condizioni atmosferiche, ma questi modelli avevano dati insufficienti e non riuscivano a fare una stima accurata dell'aumento della densità atmosferica durante una tempesta. Ciò ha portato ad una resistenza atmosferica maggiore del previsto e ha causato il malfunzionamento dei satelliti.

Tali eventi evidenziano la necessità di sviluppare sistemi efficienti in grado di fornire dati accurati e pertinenti sul tempo solare. A differenza del clima terrestre, il clima spaziale è un fenomeno globale che colpisce l’intero pianeta. Pertanto, previsioni di alta qualità richiedono la raccolta e l’analisi di dati provenienti da tutto il mondo, cosa che può essere ottenuta solo attraverso un approccio globale e una cooperazione internazionale globale.

Per far sì che ciò accada, il primo passo essenziale sarebbe la creazione di un unico archivio globale per i dati meteorologici spaziali: un data lake. Ciò comporterebbe la raccolta e l’archiviazione di una grande quantità di informazioni sull’attività solare da varie fonti, come veicoli spaziali, osservatori terrestri e centri di ricerca in diversi paesi. Ciò contribuirebbe a evitare la frammentazione dei dati, a colmare le lacune nelle previsioni e a fornire una comprensione completa dello stato del tempo meteorologico spaziale a chiunque ne abbia bisogno.

Un altro passo importante verso lo sviluppo del monitoraggio e dell’analisi meteorologica solare è l’integrazione di soluzioni innovative nelle infrastrutture spaziali. Al momento, la maggior parte delle informazioni sulla meteorologia spaziale provengono da grandi sistemi governativi e gruppi satellitari che forniscono dati frammentati con grandi ritardi. Allo stesso tempo, il mantenimento di questi sistemi rappresenta un grosso costo per le economie nazionali e comporta una notevole quantità di burocrazia. Questo problema può essere risolto introducendo piccoli gruppi di satelliti lanciati nell'orbita terrestre bassa. Fungerebbero da supporto affidabile per costose missioni scientifiche e semplificherebbero significativamente il processo di monitoraggio del tempo solare e ridurrebbero i costi, garantendo una raccolta continua di dati e prevenendo la perdita di informazioni cruciali sulla radiazione cosmica in caso di guasto dei satelliti principali. Oggi noi di Mission Space stiamo lavorando attivamente a questa iniziativa, così come i team di Spire Global e Millennium Space Systems.

Una nuova era di sicurezza e scoperta

Il monitoraggio e l’analisi della meteorologia spaziale non sono solo una questione di ricerca scientifica: si tratta di un’esigenza essenziale che potrebbe trasformare il futuro dell’umanità nello spazio e sulla Terra. I progressi in questo campo porteranno a molte nuove opportunità per la civiltà umana nel suo complesso.

Le spedizioni oltre lo spazio vicino alla Terra diventeranno più sicure e accessibili. Previsioni meteorologiche spaziali accurate consentiranno alle agenzie spaziali di pianificare missioni nello spazio profondo con un rischio minimo per gli astronauti e le attrezzature, aprendo la strada all’esplorazione di esopianeti e asteroidi, compresa la colonizzazione della Luna e di Marte. Tali missioni lo sono previsto diventare un’attività regolare entro il 2030.

La protezione delle infrastrutture della Terra sarà rafforzata. Comprendendo quando e come le tempeste solari possono influenzare il nostro pianeta, saremo in grado di prevenire blackout che potrebbero lasciare le aree residenziali senza elettricità e riscaldamento, garantire comunicazioni mobili stabili e accesso a Internet, nonché garantire viaggi aerei sicuri proteggendo i voli dagli effetti delle radiazioni. tempeste solari. Ciò aiuterà l’umanità a proteggersi sia da piccoli inconvenienti che da gravi minacce alla salute e alla sicurezza.

Verrà incentivato lo sviluppo dell’economia spaziale. Una protezione affidabile dagli effetti del clima solare renderà il turismo spaziale, l’estrazione di risorse e la costruzione di impianti di produzione extraterrestri la nuova realtà. 

In quanto tali, i piani di SpaceX per la colonizzazione di Marte riflettono una visione a lungo termine per lo sviluppo dell’economia spaziale. La creazione di insediamenti umani sul Pianeta Rosso comporterebbe non solo la ricerca e nuovi ambienti per la sistemazione spaziale, ma anche la creazione di nuovi modelli economici per l’estrazione e la produzione di risorse da fonti extraterrestri. Il potenziale, la fattibilità e la sicurezza di questi progetti dipendono in gran parte da un’analisi e previsione di alta qualità delle condizioni meteorologiche solari.

Alexey Shirobokov è un imprenditore tecnologico seriale e un angel investor che ha cofondato Mission Space, una società di analisi e dati meteorologici spaziali con sede in Lussemburgo. L'azienda è membro a pieno titolo della Federazione Astronautica Internazionale e di molte altre comunità scientifiche e industriali spaziali.

Alex Pospekhov è un imprenditore tecnologico seriale e mentore di startup con oltre 18 anni di esperienza nel settore tecnologico. Alex è il co-fondatore di Mission Space. È anche editorialista e relatore presso Forbes, Silicon Luxembourg, Delano, Sifted, SpaceTech Gulf e numerose conferenze ed eventi.

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