I recenti voli scientifici aerei in Groenlandia stanno migliorando la comprensione della meteorologia spaziale da parte della NASA, misurando l’esposizione alle radiazioni dei viaggiatori aerei e convalidando le mappe globali delle radiazioni utilizzate nella pianificazione delle rotte di volo. Questi dati unici hanno valore anche oltre la Terra, come una tabella di marcia celeste per l’utilizzo della stessa strumentazione per monitorare i livelli di radiazione per i viaggiatori che entrano nell’atmosfera di Marte e per le prossime esplorazioni lunari. La campagna di voli aerei Space Weather Aviation Radiation (SWXRAD) della NASA si è svolta dal 25 al 28 agosto e ha condotto due voli di cinque ore a Nuuk, in Groenlandia. Con base presso il Langley Research Center della NASA a Hampton, in Virginia, la missione ha raccolto misurazioni dosimetriche, ovvero il livello di dose di radiazioni, per i viaggiatori aerei, derivanti dalle radiazioni cosmiche. Le radiazioni cosmiche sono causate da particelle ad alta energia provenienti dallo spazio che provengono dal nostro Sole durante eventi eruttivi come i brillamenti solari e da eventi più lontani, come le supernovae nella nostra galassia, la Via Lattea e oltre.
“Con le sonde spaziali e gli astronauti della NASA che esplorano la Luna, Marte e oltre, sosteniamo una ricerca fondamentale per comprendere – e in ultima analisi prevedere – gli impatti del meteo spaziale sul sistema solare”, ha affermato Jamie Favors, direttore del Programma Meteorologico Spaziale della NASA presso la sede centrale della NASA a Washington. “Sebbene questo progetto sia focalizzato sulle applicazioni aeronautiche sulla Terra, NAIRAS potrebbe far parte della prossima generazione di strumenti a supporto delle missioni Artemis sulla Luna e, in futuro, delle missioni umane su Marte”.
Il Nowcast of Aerospace Ionizing Radiation System ( NAIRAS ) della NASA è il sistema di modellizzazione potenziato dai voli scientifici aerei SWXRAD. Il modello fornisce mappe globali in tempo reale delle radiazioni pericolose nell’atmosfera e genera previsioni di esposizione per aerei e veicoli spaziali.
“L’esposizione alle radiazioni è massima ai poli e minima all’equatore a causa dell’effetto del campo magnetico terrestre. Nelle regioni polari, le linee del campo magnetico sono dirette verso l’interno o verso l’esterno della Terra, quindi non c’è alcuna deflessione o schermatura da parte dei campi dell’ambiente di radiazioni che si osserva ovunque”, ha spiegato Chris Mertens, ricercatore principale di SWXRAD presso la NASA di Langley. “La Groenlandia è una regione in cui la schermatura delle radiazioni cosmiche da parte del campo magnetico terrestre è nulla”.
Ciò significa che gli equipaggi di volo e i viaggiatori che effettuano voli polari dagli Stati Uniti all’Asia o dagli Stati Uniti all’Europa sono esposti a livelli di radiazioni più elevati.
I dati raccolti in Groenlandia saranno confrontati con la modellazione NAIRAS, che basa il suo calcolo su fonti sparse in tutto il mondo, tra cui monitor di neutroni e strumenti che misurano i parametri del vento solare e del campo magnetico, insieme a dati spaziali provenienti da strumenti come la serie di satelliti NOAA GOES.
“Se i nuovi dati non concordano, dobbiamo tornare indietro e capire perché”, ha detto Mertens. “Nell’ambiente delle radiazioni, una delle maggiori incertezze è l’effetto del campo magnetico terrestre. Quindi, questa missione elimina questa variabile dal modello e ci permette di concentrarci su altri aspetti, come la caratterizzazione delle particelle che provengono dallo spazio e si riversano nell’atmosfera, e poi il trasporto e le interazioni con l’atmosfera”.
Il team scientifico SWXRAD ha volato a bordo del B200 King Air della NASA con cinque ricercatori e membri dell’equipaggio. Nei prossimi mesi, il team si concentrerà sui controlli di qualità dei dati di misurazione, sui confronti di modelli quantitativi e su uno studio di convalida tra gli attuali dati NAIRAS e le nuove misurazioni del dosimetro dell’aereo.
Tutte queste informazioni mirano a proteggere i piloti e i passeggeri sulla Terra dai rischi per la salute associati all’esposizione alle radiazioni, sfruttando al contempo le capacità scientifiche esistenti della NASA per portare in sicurezza gli astronauti sulla Luna e su Marte.
“Una volta arrivati su Marte e persino durante il transito, ci saranno momenti in cui non avremo a disposizione alcun set di dati per comprendere appieno l’ambiente circostante”, ha affermato Favors. “Quindi stiamo iniziando a pensare non solo a come prepararci per l’arrivo degli esseri umani su Marte, ma anche a quali dati dovremo portare con noi. Stiamo quindi inserendo questi dati in modelli esattamente come il NAIRAS. Questo modello considera Marte nello stesso modo in cui considera la Terra”.
La missione di volo SWXRAD è finanziata dalla Divisione di Eliofisica del Science Mission Directorate della NASA. L’ufficio del programma meteorologico spaziale della NASA ha sede presso la NASA Langley e supporta i ricercatori nella creazione di nuovi strumenti per prevedere il meteo spaziale e comprenderne gli effetti sulle infrastrutture, sulla tecnologia e sulla società della Terra.
Per maggiori informazioni sulla modellazione NASA Heliophysics e NAIRAS visita:
Nowcast della NASA sul sistema di radiazioni ionizzanti aerospaziali
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