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Deep Blue Dot

19 Lug

Diverse volte abbiamo parlato di esopianeti, indicando quei corpi esterni al nostro sistema solare ma che, come avviene per la Terra, ruotano intorno ad una stella madre:

A caccia di vita sugli Esopianeti

Nuovi esopianeti. Questa volta ci siamo?

Esopianeti che non dovrebbero esserci

Ad oggi, moltissimi pianeti extrasolari sono stati individuati e studiati. Purtroppo, la grande distanza che ci separa, consente di fare importanti studi, ma di ricavare molti parametri attraverso misure indirette.

come evidenziato nei post precedenti, lo studio di questi pianeti appare molto interessante anche per la ricerca di ipotetiche forme di vita al di fuori della Terra. In questo senso, notevole importanza viene data ai pianeti orbitanti nella cosiddetta “fascia abitabile”. Come visto in passato, questa altro non e’ che la regione di spazio intorno alla stella madre dove, per implicazioni puramente meccaniche, il pianeta potrebbe essere potenzialmente in grado di ospitare la vita.

Negli ultimi anni, grazie anche ai tanti telescopi in orbita, sono stati individuati moltissimi pianeti nella fascia abitabile delle proprie stelle. Come discusso in precedenza, questo non significa affatto aver trovato la vita su altri pianeti. Se volete, in termini matematici, avere un pianeta in questa fascia e’ una condizione necessaria ma non sufficiente alla vita.

Perche’ torniamo a palrare di esopianeti?

Come potete immaginare, ogni qual volta viene pubblicata una nuova notizia inedita o interessante, facciamo un po’ il punto della situazione per capire lo stato di questa importante ricerca.

Proprio pochi giorni fa, e’ stato pubblicato un articolo che parla di HD189733B. Come ormai abbiamo imparato, questo pianeta, di dimensioni simili a Giove, ruota intorno ad una stella madre chiamata HD189733.

La stella madre e’ una nana arancione e forma un sistema planetario distante circa 63 anni luce dalla Terra.

Ricostruzione artistica di Deep Blue Dot

Ricostruzione artistica di Deep Blue Dot

Vi dico subito che il pianeta in questione non si trova nella fascia abitabile della stella ed e’ stato scoperto con la solita tecnica dei transiti, cioe’ osservando il puntino nelle immagini quando il pianeta passa di fronte alla stella madre.

Cosa ha di interessante questo pianeta?

La scoperta risale al 2005 ma, negli ultimi anni, questo pianeta ha fatto parlare di se diverse volte. Nel 2007, mediante analisi spettrometriche delle emissioni, e’ stata evidenziata la presenza di vapore acqueo nell’atmosfera del pianeta. Ad oggi, questa caratteristica e’ stata trovata soltanto in due pianeti extrasolari.

Riuscire ad individuare il vapore e’ molto importante per lo studio degli esopianeti. Come potete immaginare, questa e’ un’altra importante condizione per assicurare la vita sul pianeta.

Perche’ abbiamo detto che HD 189733B non e’ pero’ in fascia abitabile?

Questo pianeta si trova ad una distanza troppo breve dalla sua stella madre. La temperatura media in questo caso sarebbe dell’ordine dei 1000 gradi centigradi. Ovviamente, troppo alta per pensare a forme di vita.

Oltre al vapore acque, nel 2008 e’ stato pubblicato un altro articolo sempre su questo pianeta in cui, studiando le immagini catturate da Hubble, sarebbe presente metano. Cosi’ come il vapore, anche questo gas e’ molto importante per la ricerca della vita sui pianeti. Ripeto nuovamente che questo particolare pianeta non si trova nella zona abitabile della sua stella ma, nonostante questo, affinare le tecniche di analisi ci consente di avere strumenti adeguati da utilizzare anche nello studio di altri pianeti extrasolari.

Ora, proprio in questi giorni, e’ stato pubblicato un nuovo articolo su questo pianeta. Per la prima volta, e’ stata ricostruita la mappa cromatica del corpo, riuscendo dunque a ricostruire il colore del pianeta.

Cosa e’ uscito fuori?

HD 189733 apparirebbe di un bel colore blu scuro. Proprio per questo motivo, il pianeta e’ stata subito ribattezzato “Deep Blue Dot”, cioe’ punto blu scuro.

Come sappiamo bene, nel nostro sistema solare, la Terra e Nettuno godono di questa proprieta’. In particolare, per il nostro pianeta, il colore dominante e’ dovuto agli oceani.

Attenzione, qui trovate qualche ipotesi complottista in giro per la rete. C’e’ vapore, c’e’ metano, e’ blu come la Terra, qui ci stano nascondendo qualcosa e il pianeta e’ abitato.

Niente di tutto questo e’ reale ovviamente. Il blu scuro, caratteristico del pianeta, e’ dovuto, con buona probabilita’, alla presenza di silicio nell’atmosfera. Inoltre, dalle analisi fatte, si e’ evidenziato come il clima su Deep Blue non e’ affatto accogliente, con violente tempeste con venti fino a migliaia di kilometri all’ora e le temperature di cui abbiamo parlato.  Detto questo, il colore blu e’ solo dovuto al silicio in atmosfera, che riflette la luce proveniente dallla stella madre in questo intervallo di lunghezze d’onda. Dunque, assolutamente nessun oceano di acqua.

Concludendo, la ricerca sugli esopianeti continua ad andare avanti e, molto di frequente, ci riserva delle sorprese o dei notevoli passi avanti. Nel caso visto di HD 189733, e’ stato evidenziato non solo il colore blu scuro del pianeta, che ricorda molto la nostra Terra, ma soprattutto la presenza di vapore d’acqua e metano. Purtroppo, con temperature di 1000 gradi dovute alla vicinanza alla stella madre, Deep Blue non si trova assolutamente nella fascia abitabile e dunque non e’ un candidato per la ricerca di vita al di fuori del nostro sistema Solare.

Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.

Il futuro dell’eolico?

22 Apr

In questo articolo, vorrei tornare nuovamente a parlare di energie rinnovabili. Come sappiamo bene, il continuo aumento della richiesta di energia unita ovviamente al mantenimento e alla conservazione del nostro pianeta, impongono l’utilizzo anche di sorgenti rinnovabili. Quello che pero’ non dobbiamo mai dimenticare e’ che il nostro attuale stato dell’arte non rappresenta assolutamente un punto di arrivo. Le soluzioni disponibili oggi per lo sfruttamento delle sorgenti verdi, non sono ancora sufficienti e non consentono l’autosostentamento che sarebbe richiesto.

Di energie rinnovabili abbiamo parlato, ad esempio, in questi post:

Elezioni, promesse verdi e protocollo di Kyoto

Il futuro verde comincia da Masdar

Energia solare nel deserto

Pannelli, pannelli e pannelli

Mentre negli articoli precedenti ci siamo occupati principalmente di energia solare, in questo post vorrei parlare della seconda fonte per disponibilita’ che siamo in grado di sfruttare, l’energia eolica.

Come tutti sanno, lo sfruttamento dell’energia eolica avviene mediante delle enormi pale che vengono messe in moto dal vento e questa energia meccanica viene poi convertita in energia elettrica. Anche in Italia, abbiamo diverse installazioni di pale eoliche, soprattutto in quelle regioni dove la forza del vento e’ maggiore.

Quali sono i problemi principali delle pale eoliche?

Prima di tutto, come detto, si tratta di turbine molto grandi e che vengono installate su piloni molto alti. Come sostenuto anche da molti esperti, l’impatto ambientale di queste soluzioni e’ molto elevato. Detto in altri termini, le pale eoliche, secondo molti, “sono brutte”. Se ci pensate bene, molto spesso, infatti, queste pale rovinano il paesaggio, soprattutto perche’ vengono installate in vallate o comunque in zone isolate dove la natura e’ ancora dominante. Sapete perche’ vengono installate in questi punti e non all’interno dei centri abitati? Perche’ le pale, durante il normale funzionamento, hanno dei livelli di rumorosita’ molto elevati. Qualsiasi mezzo meccanico messo in movimento, produce necessariamente un rumore di fondo che, nel caso delle pale, e’ anche molto elevato. Proprio questo problema, rende inutilizzabili le pale all’interno dei centri abitati.

Dunque? Esiste una soluzione alternativa?

In questi ultimi tempi, e’ in fase di studio una soluzione alternativa che prevede lo sfruttamento dell’energia eolica senza apparentemente nessuna parte meccanica in movimento. Questa soluzione, chiamata Ewicon, sfrutta infatti una variazione del campo elettrico indotto dal vento per creare energia elettrica. Se volete, invece di convertire energia meccanica in elettrica, il nuovo sistema e’ direttamente basato su una vairazione di energia in forma elettrica per produrre corrente.

Come funziona Ewicon?

Anche se il discorso non e’ semplicissimo, cerchero’ di essere divulgativo mostrando il concetto di base sfruttato in questa soluzione.

Immaginate di avere due conduttori elettrici posti ad una certa distanza e caricati con segno opposto. In altre parole, potete vedere il sistema come le armature di un condensatore. Ora, nella regione di spazio tra i due conduttori si crea un campo elettrico. Se adesso mettete una carica singola all’interno del volume, dove si spostera’ questa? Se la carica e’ positiva, questa ovviamente si muovera’ verso l’elettrodo negativo, spinta dal campo elettrico. Bene, fin qui tutto normale. Se adesso pero’, la forza del vento spinge la carica in verso opposto, cioe’ porta la carica verso l’elettrodo dello stesso segno. L’accumulo di cariche sull’elettrodo provochera’ dunque una variazione della tensione che puo’ essere convertita in energia elettrica.

Questo e’ proprio il principio sfruttato da Ewicon.

Il sistema eolico, prevede due file di elettrodi di segno opposto distanti circa 40 cm tra loro. Nel sistema sono presenti una serie di ugelli che vaporizzano goccioline d’acqua caricate positivamente. Il vento spinge le goccioline di carica positiva verso l’elettrodo dello stesso segno, creando la variazione di campo elettrico. Questa tecnica e’ anche nota come Electrospraying ed in realta’ e’ stata proposta gia’ nel 1975. Ewicon, che sta per Electrostatic Wind Energy Converter, sfrutta proprio questo principio fisico per creare energia dal vento, ma senza mezzi meccanici in movimento.

Per meglio comprendere il principio di base, vi riporto anche un video del sistema:

come vedete, il tutto si basa sulla forza del vento in grado di spingere le gocce d’acqua  in verso opposto a quello determinato dal campo elettrico degli elettrodi.

Il primo prototipo di Ewicon e’ stato realizzato e posto di fronte alla facolta di ingegneria della Delft University:

Prototipo del sistema eolico davanti alla Delft University of Technology

Prototipo del sistema eolico davanti alla Delft University of Technology

Quali sono i vantaggi di questa soluzione? Prima di tutto, come visto, eliminando le parti in movimento, il sistema non soffre piu’ della rumorosita’ delle pale eoliche. In questo modo, il sistema Ewicon puo’ anche essere installato, come nel caso del prototipo, all’interno dei centri abitati. Inoltre, le diverse forme realizzabili consentono di integrare il sistema anche nelle architetture dei piu’ moderni centri urbani. Ad oggi, gia’ diverse soluzioni di design sono state proposte e pensate per adattarsi a molte capitali europee.

Quali sono gli svantaggi? Come potete capire, si tratta ancora di un sistema in forma di prototipo. Prima di tutto, per elettrizzare le goccioline d’acqua e’ necessaria un’energia di partenza. Al momento, questo problema e’ risolto integrando delle batteria all’interno di Ewicon. Se pero’ vogliamo pensare questi sistemi utilizzabili anche “off shore”, cioe’ in mare aperto, e’ impensabile andare di volta in volta a cambiare le batterie dei generatori.

Inoltre, l’acqua necessaria per il funzionamento, viene prelevata dall’umidita’ dell’aria. Questo rende il sistema non utilizzabile in luoghi dove l’umidita’ e’ troppo bassa. Come visto in uno degli articoli precedentemente riportati, uno degli sviluppi futuri, non solo per il solare ma anche per l’eolico, e’ la costruzione di impianti di grandi dimensioni in zone desertiche. In questo caso, il sistema non sarebbe utilizzabile a meno di collegare Ewicon ad una fonte idrica, cosa ugualmente non realizzabile in zone desertiche.

Altro problema non da poco e’ la miscela utilizzata. Nel prototipo visto, non viene utilizzata soltanto acqua, ma una miscela al 70% di acqua demineralizzata e 30% di etanolo.

Ovviamente, si tratta di problemi normali in un sistema in fase di prototipo. Per poter risolvere questi punti, sara’ ovviamente necessario lavorare ancora molto sul progetto e altresi’ investire capitali in questo genere di studi. Come detto all’inizio, ad oggi gia’ disponiamo di metodi per lo sfruttamento delle sorgenti rinnovabili, e proprio per questo dobbiamo utilizzarli. Questo pero’ non preclude lo studio di soluzioni alternative, come Ewicon o come il solare termodinamico, che in un futuro non troppo lontano potranno migliorare notevolmente l’efficienza di produzione energetica e risolvere anche gli altri problemi che ancora affliggono le attuali soluzioni.

 

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