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La bomba più potente mai creata!

20 Ott

Eccoci di nuovo qui. Scusate, come al solito, la mia latitanza ma, in questi giorni, sono un po’ lontano dall’Italia e con qualche problema di fuso orario, oltre ai sempre presenti impegni lavorativi.

Detto questo, dopo questi due post:

Il suono del vinile

Il suono più forte mai udito

c’è un’ultima domanda che mi è stata rivolta via mail e che vorrei condividere con tutti perchè, a mio avviso, potrebbe essere molto interessante. La domanda fatta è, se vogliamo, molto semplice: qual è la bomba atomica più potente mai creata dall’uomo?

Premetto subito che il mio post non vuole urtare il pensiero di nessuno. Non è questa la sede per discutere tra chi è a favore dell’energia atomica e chi no, chi pensa una cosa e chi un’altra, ecc.. Lo scopo di questo post vuole essere puramente scientifico o, lasciatemi dire, nonostante l’argomento, di curiosità.

Bene, la bomba atomica più potente, e vedremo cosa significa, mai realizzata dall’uomo è la Bomba Zar, nome in codice Big Ivan, sviluppata in unione sovietica. Premetto subito che non si è trattato di un ordigno di offesa ma solo di un test militare. Anzi, come molti storici sotengono, più che un test militare, la costruzione e il seguente utilizzo della bomba è stato più che altro un messaggio di propaganda dell’ex-URSS per dimostrare ai suoi cittadini, e al mondo intero, cosa la nazione fosse in grado di realizzare.

Dal punto di vista tecnico, la bomba Zar, nella sua concezione iniziale, era una bomba a 3 stadi. Nel nucleo più interno il processo di fissione veniva fatto partire per fornire energia al secondo stadio in cui si aveva un’amplificazione grazie alla fusione di atomi di idrogeno, energia che serviva a sua volta per innescare una seconda fusione nel terzo e più esterno strato della bomba.

A livello progettuale, la bomba Zar era in grado di sviluppare una potenza di 100 Mt, cioè 100 milioni di tonnellate di TNT equivalente. A quanto equivale questa energia? Per farvi un esempio noto a tutti, l’atomica sganciata dagli USA su Hiroshima, Little Boy, aveva una potenza 3125 volte inferiore. Se potessimo far esplodere simultaneamente tutti gli esplosivi convenzionali utilizzati nella seconda guerra mondiale, l’esplosione sarebbe ancora 10 volte inferiore a quella della Bomba Zar.

Questo potentissimo ordigno venne sviluppato dall’Unione Sovietica da un team di fisici capeggiati da Andrej Sacharov, una delle menti più brillanti del XX secolo. Dopo aver contribuito in modo fondamentale allo sviluppo della bomba a idrogeno, Sacharov iniziò una lunga battaglia a favore dei diritti civili e contro l’uso dell’energia nucleare negli armamenti. Proprio questa sua attività gli valse il premio nobel per la pace.

Tornando a parlare dell’ordigno, per motivi di sicurezza, nell’unico test condotto, venne realizzata una versione depotenziata della Bomba Zar. A differenza del progetto iniziale, il terzo stadio venne sostituito da piombo, materiale in grado di rallentare e schermare le radiazioni prodotte dalla bomba. Questa versione poteva però raggiungere la sempre impressionante energia di 50 Mt. Il test venne poi eseguito il 30 Ottobre 1961, sull’isola di Novaja Zemlja, una località sperduta a nord del Circolo Polare.

Nonostante l’enorme potenza, la sostituzione del terzo stadio con piombo diminuì notevolmente la radiazione emessa attraverso il fallout successivo alla detonazione. Proprio per questo motivo, considerando il rapporto potenza/radiazione, la bomba Zar è anche stata l’ordigno nucleare più “pulito”.

Quali sono gli effetti di una detonazione del genere? Prima di tutto, consideriamo che la bomba venne fatta esplodere a 4000 metri dal suolo. Nonostante questo, la successiva onda sismica provocata dalla deflagrazione fece 3 volte il giro del pianeta. Testimoni a 1000 Km di distanza dal punto, poterono vedere chiaramente il lampo anche se il cielo era notevolmente nuvoloso. Altri testimoni riportarono di aver percepito il calore dell’onda sulla pelle fino a 270 Km di distanza. Praticamente tutto quello che era presente fino a 35 Km dal centro venne completamente spazzato via. Se ancora non vi basta, a 900 Km di distanza, in Finlandia, alcune case riportarono danni a porte e finestre provocati dall’onda d’urto dell’esplosione.

Ripeto, questa era la versione depotenziata di un un fattore 2 rispetto al reale progetto.

Spero che quanto raccontato sia sufficiente a far capire le potenzialità di questi ordigni. Ripeto, non voglio discutere se è giusto o meno costruire, o saper realizzare, bombe di questo tipo. Permettetemi però di dire, senza offesa per nessuno, che dal punto di vista tecnico è straordinario pensare a quanta energia possa essere sviluppata da un sistema di questo tipo.

 

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Asteroidi: sappiamo difenderci?

10 Gen

Nei nostri articoli, molte volte ci siamo trovati a discutere di asteroidi che qualcuno voleva in rotta di collisione con la Terra. In particolare, abbiamo parlato di Toutatis, di 2012 DA14, dell’asteroide Nibiru, di Apophis:

Tutto liscio fino al 21/12?

2012 DA14: c.v.d.

E alla fine Nibiru e’ un asteroide!

Attenzione, tra poche ore passa Apophis!

Fino ad oggi, le presunte voci su un impatto con la Terra, si sono fortunatamente rivelate infondate.

Ma se un giorno o l’altro dovesse accadere questo?

Illustrazione di un impatto con un asteroide di grandi dimensioni

Illustrazione di un impatto con un asteroide di grandi dimensioni

In diversi articoli, ho gia’ espresso le mie considerazioni a riguardo. La nostra Terra e’ un solo una pallina nell’immenso universo in cui sfrecciano un numero enorme di “sassi” piu’ o meno grandi. E’ inutile nascondersi dietro un dito, esiste la probabilita’ che prima o poi uno di questi corpi ci colpisca in pieno. Per essere ancora piu’ realisti, il nostro pianeta e’ ricco di crateri lasciati dall’impatto con asteroidi piu’ o meno grandi. Un esempio molto famoso di queste “testimonianze” e’, ad esempio, il cratere Barringer in Arizona:

Il cratere Barringer in Arizona

Il cratere Barringer in Arizona

Per non passare per il catastrofista di turno, come piu’ volte detto, esistono diversi programmi di controllo creati per identificare e monitorare gli oggetti vicini alla Terra e potenzialmente pericolosi. Anche in questo blog, in piu’ occasioni abbiamo citato il programma NEO della NASA:

NASA NEO program

Solo per darvi qualche numero, da una stima della NASA, si pensa che ci siano circa 20000 asteroidi di diametro compreso tra 100 metri ed 1 Km, orbitanti intorno alla Terra. A questi dobbiamo poi sommare quelli di dimensioni superiori al Km, e dunque potenzialmente molto pericolosi, il cui numero sarebbe intorno al migliaio.

Ci tengo a ribadire il fatto che, come piu’ volte dichiarato e fatto vedere dai database, non esiste ad oggi la probabilita’ certa che uno degli oggetti conosciuti possa impattare il nostro pianeta nei prossimi anni.

Di cosa comporterebbe un impatto con un oggetto di grandi dimensioni, ne abbiamo parlato in dettaglio in questo post:

Effetti di un impatto con Nibiru

Come visto, il potenziale danno alla Terra, e agli esseri umani, e’ determinato di molti fattori tra i quali: la massa del proiettile, l’angolo di urto, la superficie su cui avverra’ la collisione, ecc. Nonostante questo, per potenziali asteroidi molto grandi, oltre il Km di raggio, un impatto sarebbe comunque catastrofico.

Ora, sappiamo che nonostante le tante voci catastrofiste, non ci sono asteroidi in rotta di collisione con la Terra. Abbiamo pero’ detto che non escludiamo che questo possa avvenire prima o poi. Dunque? Se un giorno venisse scoperto un proiettile di grandi dimensioni in rotta di collisione con la Terra, cosa potremmo fare? Metterci seduti e aspettare che arrivi o abbiamo delle idee per cercare di evitare lo scontro?

Lo scopo di questo articolo, e’ proprio quello di cercare di dare una risposta a domande di questo tipo. Ripeto, non voglio fare il catastrofista, ma siamo realisti e consapevoli che un potenziale pericolo potrebbe arrivare dallo spazio.

In realta’, non siamo solo noi a parlare di potenziale pericolo, ma molti governi, istituti di ricerca, agenzie e singoli ricercatori, condividendo queste considerazioni, hanno sviluppato diversi programmi di salvaguardia spaziale da utilizzare in caso di pericolo.

Cerchiamo di vedere quali sono queste potenziali idee, ma soprattutto l’applicabilita’ delle stesse.

Tutti voi ricorderete il famoso film Armageddon, in cui per poter distruggere un asteroide in rotta di collisione con la Terra, un team di esperti trivellatori petroliferi viene inviato sul luogo per trivellare e piazzare testate nucleari. Non pensate che questa idea sia del tutto strampalata, anche perche’ non e’ la scienza che ha copiato il cinema, bensi’ il contrario. A partire dagli anni ’80, si e’ cominciato a ragionare su questo problema e quella delle armi nucleari e’ stata una delle prime idee buttate giu’. In questo caso, l’idea e’ molto semplice, si lancia una testa di grandi dimensioni, o una serie di testate minori, che andrebbero ad esplodere sulla superficie dell’asteroide, al fine di vaporizzarlo. I punti deboli di questa tecnica sono in realta’ molti. Prima di tutto, per poter lanciare testate da Terra, il corpo deve gia’ essere molto vicino, secondo, un lancio di testate da Terra, presenterebbe “forse” qualche problema di sicurezza in caso di incidente nelle fasi di partenza del vettore. Il vantaggio maggiore di questo metodo e’ ovviamente quello di avere un riscontro diretto sullo scampato o meno pericolo. Detto in altri termini, se fate centro e distruggete l’asteroide sapete subito di essere salvi.

Idea alternativa a quella delle testate nucleari, e’ ovviamente quella di utilizzare missili non nucleari. In questo caso, si risolverebbero diversi problemi di sicurezza, ma non quello della piccola distanza di aggancio del bersaglio, che spaventerebbe molto in caso di fallimento della missione. Tenete anche conto del fatto che il potere distruttivo di una testata nucleare e’ quasi sicuramente piu’ grande di quello di un missile normale.

Questi metodi, come detto tra i primi ad essere pensati, sono detti ad “energia cinetica”, dal momento che sfruttano un trasferimento diretto di energia da un’esplosione all’asteroide.

Sulla falsa riga di questi metodi, vi e’ poi il progetto “Don Quijote” dell’ESA. In questo caso, l’idea di base e’ essenzialmente la stessa, ma cambiano le modalita’ di trasferimento dell’energia. In parole povere, in questa formulazione, un primo velivolo spaziale, chiamato “Sancho”, verrebbe inviato in direzione del corpo e messo in rotazione rispetto ad esso. Compito di Sancho sarebbe quello di monitorare per diversi mesi i parametri fisici e orbitali dell’asteroide al fine di avere un quadro molto preciso della dinamica del moto. Successivamente, un secondo velivolo, chiamato Hidalgo, verrebbe lanciato nello spazio in rotta di collisione con l’asteroide. Grazie ai parametri raccolti per mesi, l’urto dell’impattatore Hidalgo verrebbe calibrato per ottimizzare l’effetto dell’urto e riuscendo in questo modo a deviare l’oggetto fuori dalla linea di collisione con la Terra.

Pro e contro del progetto “Don Quijote”? Prima di tutto, servirebbero mesi per studiare l’asteroide e determinare i parametri dell’urto da utilizzare. Inoltre, il costo sia del progetto che di un eventuale lancio dei vettori, sarebbe enorme. Attualmente infatti, proprio per mancanza di fondi, gli unici studi di fattibilita’ del progetto sono su carta. Per chi volesse approfondire o verificare, vi riporto anche il link dell’ESA su Don Quijote:

ESA Don Quijote Project

Mettendo da parte la violenza di un urto, esistono anche molti altri metodi “soft” pensati per deviare un ipotetico asteroide in rotta di collisione.

Di questa tipologia, il piu’ studiato e’ certamente il metodo del “Trattore Gravitazionale”. Il nome e’ esattamente quello di un nostro precedente articolo:

Nibiru: la prova del trattore gravitazionale

in cui abbiamo analizzato l’ipotizzato aumento di asteroidi verso la Terra spinti gravitazionalmente da Nibiru all’interno del nostro Sistema Solare.

Come in questo caso, il principio di funzionamento e’ appunto basato sull’attrazione gravitazionale che si esercita tra due masse secondo la legge di Newton. Cosa significa? In questo metodo, un vettore spaziale di grandi dimensioni viene inviato nello spazio e posizionato in prossimita’ dell’asteroide. L’attrazione gravitazionale esercitata dalla sonda spinge verso di essa il corpo facendolo uscire dalla linea di collisione con la Terra.

Le obiezioni principali principali al trattore gravitazionale, arrivano ovviamente dai lunghissimi tempi necessari per ottenere una variazione significativa, dovuti alla piccola intensita’ della forza gravitazionale con le masse in gioco. Inoltre, come negli altri casi, il costo della missione sarebbe molto elevato e difficilmente sostenibile da una sola nazione.

Effetto simile a quello del trattore, ma in tempi piu’ rapidi, si potrebbe ottenere posizionando un vettore spaziale sulla superficie dell’asteroide e spingendolo utilizzando motori. Anche in questo caso il progetto avrebbe notevoli difficolta’ legate allo sbarco sulla superficie del corpo. Inoltre, il metodo non sarebbe applicabile qualora l’asteroide ruotasse su se stesso molto velocemente.

Il sistema della vela spaziale per deviare l'esteroide

Il sistema della vela spaziale per deviare l’esteroide

Un’ultima variazione possibile del trattore gravitazionale e’ stata invece proposta da due fisici spagnoli, che ipotizzano l’utilizzo di un fascio di ioni sparato da un vettore spaziale verso l’asteroide per deviarne la corsa. In questo caso, l’impulso del fascio agirebbe come una spinta continua e ridurrebbe molto il peso del vettore ipotizzato nella soluzione vista prima. Oltre al costo della missione, in questo caso ci si dovrebbe preoccupare anche di poter disporre di un fascio di ioni operante in continuo per lunghi periodi.

Una possibile soluzione diversa per vaporizzare l’asteroide e’ stata invece proposta dalla NASA pensando ad una vela spaziale da posizionare vicino al corpo. In questo caso, la vela servirebbe per convogliare la radiazione solare e collimarla sulla superficie dell’asteroide, causando la vaporizzazione totale o parziale del materiale che lo compone. Su questa ipotesi, esistono diversi studi a riguardo, fatti anche considerando le possibili variazioni dell’orbita apportate dall’emissione di protoni da parte dell’asteroide quando soggetto all’azione della radiazione solare.

Oltre a questi visti, esistono tantissimi altri potenziali metodi studiati per deviare un asteroide in rotta di collisione con la Terra: verniciatura dell’asteroide per aumentare l’effetto della radiazione solare, incartamento con fogli di alluminio, deviazione di un secondo asteroide piu’ piccolo da lanciare contro il primo, ecc.

Come abbiamo visto, non possiamo certo dire che le idee manchino su questo argomento o che la scienza non si stia preoccupando della cosa. Ognuna di queste ipotesi presenta pro e contro diversi legati al principio fisico da sfruttare. Sperimentalmente, fino ad oggi e’ stato impossibile fare test sul campo su piccoli asteroidi, visto anche il costo proibitivo di missioni di questo tipo. Piu’ volte, abbiamo richiamato anche l’aspetto economico dietro programmi di ricerca di questo tipo. Stiamo pur certi pero’ che, in caso di asteroide in rotta di collisione con la Terra, non sara’ certo il problema economico a fermare una possibile missione di salvezza.

Molti dei programmi visti, sono ancora in fase di studio e la ricerca continua a ritmi molto alti. Questo proprio perche’, come detto in precedenza, dobbiamo convivere con il fatto che esiste la probabilita’ che un oggetto piu’ o meno esteso, prima o poi, possa puntare dritto verso la Terra. L’importante e’ ovviamente non farsi trovare senza idee.

 

 

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