L’esplorazione spaziale e la colonizzazione di altri mondi rappresentano uno dei sogni dell’uomo fin dagli albori della civiltà. Purtroppo, dopo la corsa alla Luna degli anni 60-70 che ha visto gli Stati Uniti trionfare sull’Unione Sovietica in quelli che furono i tempi d’oro dell’esplorazione spaziale umana, nessun uomo ha più posato piede su un corpo planetario. Eppure la scienza e la tecnologia hanno fatto enormi passi avanti e hanno permesso di inviare sonde e rover intorno o sulla superficie di molti corpi del sistema solare (pianeti, satelliti, comete, asteroidi). Perché, dunque, all’uomo è stata invece preclusa la strada verso nuovi mondi? Tenendo da parte gli enormi ostacoli economico-finanziari, il motivo per il quale non abbiamo più messo piede fuori dalla nostra orbita è un altro, ben descritto da una slide presentata ad un congresso a cui ho partecipato recentemente: “Piano di esplorazione: i posti dove andremmo – se la radiazione non ci trattenesse”

Infatti, pur non essendo noto al grande pubblico, non sono motivazioni tecniche o tecnologiche le prime cause di questo stallo, ma piuttosto la radiazione cosmica a cui sarebbero sottoposti gli astronauti durante un lungo viaggio interplanetario. Si può osservare infatti come l’aumento della dose giornaliera (da 1 mSv al giorno in orbita terrestre bassa fino a 3 mSv al giorno in un viaggio verso i pianeti esterni) combinata con la crescente durata del viaggio interplanetario porti ad una dose totale assorbita insostenibile per un essere umano.

Ma cosa è la radiazione cosmica e da cosa deriva? E come ci si può proteggere? Nei miei interventi futuri su questo neonato blog di ScientifiCast scriverò proprio dei raggi cosmici e di come vengono studiati a bordo della Stazione Spaziale e in particolare vi parlerò dell’esperimento italiano ALTEA di cui mi occupo da ormai 10 anni.

Iniziamo con una breve introduzione storica sulla scoperta dei raggi cosmici e sul contributo determinante dato dalla fisica italiana.

Già verso la fine dell’800 i fisici, studiando la conducibilità dei gas con gli elettroscopi, scoprirono che per quanto li isolassero da sorgenti di radiazione, essi si scaricavano lentamente. Nel 1901 Wilson suggerì che la ionizzazione del gas potesse essere dovuta a radiazione da sorgenti esterne all’atmosfera terrestre e dotata di un grandissimo potere di penetrazione.

Gli studi di Theodore Wulf (1907) e dell’italiano Domenico Pacini (1907-1910) mostrarono che la radiazione non diminuiva allontanandosi dalla superficie terrestre, ma in alcuni casi aumentava, rinforzando l’ipotesi dell’origine extraterrestre.

Il 12 Agosto 1912, Victor Hess misurò la radiazione con due camere di ionizzazione sigillate ermeticamente portate con un pallone a quota di 5350 m. Osservò che da 1500 m la ionizzazione aumentava fino a raddoppiare a circa 5000 m. Hess concluse che la ionizzazione era dovuta a radiazione di grande potere penetrante proveniente dal di fuori dell’atmosfera; nel 1936 gli fu assegnato il premio Nobel per la fisica per questa scoperta.

Il termine “raggi cosmici” è dovuto a Robert Millikan che nel 1925 iniziò ad interessarsi a questa radiazione: egli infatti riteneva che fossero composti principalmente da raggi gamma.

Bruno Rossi e Arthur Compton ipotizzarono, al contrario, che fossero composti da particelle cariche: successive misurazioni dimostrarono la validità di questa seconda ipotesi. La distribuzione della radiazione, infatti, variava con la latitudine magnetica, come ci si attende per le particelle cariche sotto l’influenza del campo geomagnetico terrestre. Questa misura fu effettuata nel 1927 da Clay viaggiando da Amsterdam a Java. Clay osservò che l’intensità dei RC diminuiva avvicinandosi all’equatore.

Nel 1930 il fisico italiano Bruno Rossi notò che, se la carica delle particelle era positiva, esse dovevano provenire in maniera preferenziale da est. Questo effetto fu misurato nel 1933 da due gruppi americani, T.H.Johnson e L.Alvarez con A.H.Compton.

Nel prossimo post di questa serie, andremo a vedere quali sono le caratteristiche e l’origine dei raggi cosmici presenti in orbita terrestre e oltre.

Luca Di Fino
lucadifino.wordpress.com 

SOCIALICON
RSS
Facebook
Facebook
Google+
Twitter
YouTube
Instagram
SOCIALICON