martedì 22 gennaio 2013

Vele solari, Nube di Oort e Buchi neri: la scienza di "Tecniche di volo a vento solare"





http://ebrooks.it/tecniche-di-voloa-vento-solare/"Tecniche di volo a vento solare" è un racconto di Massimo Mongai, pubblicato da ebrooks  e disponibile in kindle su amazon
Si tratta di un e-libro di fantascienza "hard" in quanto basato e strutturato su premesse relativamente realistiche che naturalmente vengono sviluppate e portate agli estremi.
In questi casi è quindi possibile discutere dove arrivi la scienza, dove parta la fantascienza e dove  ci siano implausibilità, giocando con la pignoleria sapendo che comunque non inficia la godibilità del racconto. 
In questo spirito sono stato invitato da Leo Sorge a partecipare ad un incontro-scontro con l'Autore (qui il link) tra scienza  e fantascienza. Di seguito alcuni spunti e pignole puntualizzazioni sui  temi toccati dal racconto. 

Vele solari

Ikaros
Le vele solari sono  in grado di catturare la tenue ma costante pressione della radiazione elettromagnetica della nostra stella.  Le prime idee su questo mezzo di propulsione, reminiscente degli antichi viaggiatori che salpavano verso l’ingoto, risale ai primi decenni del XX secolo, ma il primo prototipo, IKAROS, fu realizzato dalla JAXA, l’agenzia spaziale giapponese solo nel 2010. 
La luce del sole è pressoché  costante in tutte le condizioni ed epoche, a parte minuscole variazioni legate alle macchie solari ed altre a lunghissimo termine in grado però di contribuire a cambiamenti climatici. La propulsione con vele solari dovrebbe è dunque una delle più tranquille e costanti, ma l'autore  la intreccia con quella a  vento solare, aggiungendo tempeste e perturbazioni degne di ogni vascello navale o spaziale. 

Il vento solare  è infatti costituito da protoni ed elettroniche lasciano la superficie solare con velocità di qualche centinaio   e talvolta migliaia di km al secondo. Questo flusso continuo di particelle è sempre mutevole, e della forma di una spirale di Archimede  a causa della rotazione di 27 giorni del sole attorno al proprio asse. I campi magnetici ed il flusso di particelle cariche - un vero e proprio gas superconduttore nello spazio -  si espandono nel sistema solare, dando luogo a zone calme, agitate, piccole e grandi onde d’urto. Vi sono poi gigantesche tempeste dovute alle eruzioni solari che emettono - tra l’altro- bolle di massa coronale in grado di  creare splendide aurore sui pianeti ma costituiscono un pericolo per i satelliti  e gli astronauti. 

La nube di Oort e la fascia di Kuiper


La fascia di Kuiper è composta da oggetti siti oltre Nettuno: si tratta di pianetini, rocce e comete. Tra questi è stato declassato (ingiustamente)  Plutone, una volta nono pianeta del sistema solare ed ora semplice oggetto  tra i circa 100,000  - di dimensioni superiori ai 100 km - che compongono questa fascia. Si ritiene che le comete di breve periodo, tra cui quella di Halley, abbiano origine da qui.
I rischi per il nostro sistema solare potrebbero un giorno venire da qui piuttosto che dalla nube di Oort, mille volte più lontana ed altrettanto più immensa. Si tratta di una nube sferica la cui esistenza non è stata ancora  provata,  di corpi celesti che si estendono presumibilmente per più di un anno luce. Da qui dovrebbero aver origine le comete di più lungo periodo come la Hyakutake.

Buchi neri e stelle di neutroni

Schwarzschild black hole
Lente gravitazionale di un buco nero
da qui

Questi sono da considerarsi dei cugini (piuttosto che l'uno discendente dall'altro) ognuno dei quali  si forma nell'esplosione di una supernova, quando una stella ha bruciato tutto il suo carburante nucleare. Se la massa è tra 1.4 e 2.32 masse solari si ha la formazione di una stella di neutroni mentre  sopra 2.32 masse solari si crea un buco nero. Sotto 1.4 masse solari abbiamo la formazione di una nana bianca, fato che attende il nostro sole tra quattro miliardi di anni circa.