Aggiornamento su Kepler

Con diversi post ci siamo occupati della ricerca degli esopianeti:

– A caccia di vita sugli Esopianeti

– Nuovi esopianeti. Questa volta ci siamo?

– Esopianeti che non dovrebbero esserci

– Ancora sugli esopianeti

Come sapete, questa speciale ricerca, volta ad individuare pianeti potenzialmente simili alla Terra ma fuori dal sistema solare, rappresenta una sfida molto importante per la scienza. Tra l’altro, ricerche di questo tipo, hanno da sempre stimolato anche la curiosita’ delle persone comuni, da sempre interessate a valutare se ci sono o meno le condizioni affinche’ la vita possa essersi sviluppata anche fuori dal nostro pianeta.

Ruolo fondamentale in questa ricerca era ovviamente riservato al telescopio della NASA Kepler. Questa missione era stata lanciata in orbita proprio con lo scopo di identificare pianeti in orbita intorno alle stelle, cosi’ come avviene nel nostro sistema solare. Si tratta di una missione estremamente complessa e che rappresentava una sfida al tempo del lancio nel 2009. Prima di Kepler infatti, non si sapeva se esopianeti simili alla Terra potessero esistere e quanto potevano essere abbondanti nella nostra Galassia.

Una delle rotelle di retroazione di Kepler

In 4 anni di osservazioni, Kepler ha individuato circa 3500 possibili esopianeti, di cui diversi gia’ sono stati confermati. Ha raccolto una mole impressionante di dati che, in gran parte, ancora devono essere analizzati.

Perche’ stiamo riparlando di esopianeti e di Kepler?

Qualche settimana fa, avevamo dato un aggiornamento non felice su questo telescopio:

– Se si rompe la sonda?

Come visto, nel luglio di quest’anno, si era registrata una nuova rottura ad una delle rotelle del sistema di giroscopi del satellite. Sempre nel post, avevamo detto che gli ingegneri della NASA erano gia’ al lavoro per cercare di capire come ripristinare questo fondamentale sistema per la ricerca degli esopianeti.

E ora?

Purtroppo, potremmo dire che proprio il giorno di ferragosto, la NASA ha celebrato la messa mortuaria per Kepler. Vi riporto una frase molto importante presa dal sito del telescopio:

Two of Kepler’s four gyroscope-like reaction wheels, which are used to precisely point the spacecraft, have failed. The first was lost in July 2012, and the second in May [2013]. Engineers’ efforts to restore at least one of the wheels have been unsuccessful. … the spacecraft needs three functioning wheels to continue its search for Earth-sized exoplanets

Come potete leggere, purtroppo gli ingegneri della NASA hanno rinunciato alla possibilita’ di ripristinare almeno una delle rotelle rotte del giroscopio. Il telescopio necessita’ di almeno 3 rotelle per assicurare un corretto puntamento e per proseguire la sua ricerca.

Perche’ servono almeno 3 rotelle?

Come visto in precedenza, il sistema di giroscopi del satellite e’ una delle parti piu’ importanti della missione ed e’ quella che caratterizzava l’estrema precisione della ricerca. Sappiamo che la ricerca degli esopianeti veniva effettuata con il metodo dei transiti, in cui si fissava una stella lontana misurandone la luminosita’. A questo punto, si registrava ogni minima variazione di luminosita’ che poteva indicare il passaggio di un pianeta tra la stella e il satellite. Capite bene che, affinche’ questa ricerca potesse funzionare, era necessario puntare con precisione e stabilmente la stella. Il sistema di giroscopi serviva proprio a questo, azionando piccoli stabilizzatori in grado di tenere in posizione il telescopio.

Ora cosa succedera’?

La NASA sta valutando la situazione e ha anche aperto una chiamata agli scienziati degli altri paesi per verificare se esistono altre ricerche possibili utilizzando solo due rotelle. Tra le idee lanciate c’e’ la ricerca di comete e asteroidi o anche una modifica dl software per correggere, ovviamente con precisione minore rispetto a quella iniziale, la luminosita’ osservata delle stelle.

La situazione non e’ assolutamente semplice. Prima di decidere, si deve considerare che il costo annuo della missione e’ di circa 18 milioni di dollari. Con cifre di questa portata, o si trova una missione utile e in grado di giustificare la spesa, oppure la NASA preferirebbe rigirare il budget per la costruzione di una nuova sonda da mettere in orbita.

Per la fine di quest’anno ci si aspetta una decisione da parte della NASA che per il momento ha lasciato in stand-by il telescopio in modo da risparmiare carburante.

Ovviamente, trovandosi Kepler a circa 65 milioni di kilometri dalla Terra, il costo di una missione di riparazione sarebbe proibitivo.

Come valutare la missione Kepler?

Il guasto che ha colpito il sistema di giroscopi, anche se ha interrotto molto prima di quanto preventivato la missione, non deve farci pensare che Kepler sia stato un fiasco. Come detto nel precedente articolo, la legge di Murphy e’ sempre in agguato. Per funzionare servono 3 rotelle, la NASA ne ha previste 4. Purtroppo, se ne sono rotte addirittura 2, rottura con una probabilita’ bassissima.

Nonostante questo, Kepler ha raccolto tantissimi dati ancora da analizzare. Prima di questa missione, nessuno sapeva quanto fossero abbondanti, o addirittura se esistevano, pianeti fuori dal sistema solare candidabili ad ospitare la vita. Ci vorranno ancora molti anni prima di analizzare tutti i dati per cui il numero di esopianeti e’ destinato solo a crescere. Per cui, sentiremo ancora parlare a lungo di pianeti scoperti da Kepler!

 

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

Se si rompe la sonda?

Solo poche settimane fa, avevamo parlato della scoperta di molti esopianeti al di fuori del nostro sistema solare:

– A caccia di vita sugli Esopianeti

– Nuovi esopianeti. Questa volta ci siamo?

Come visto, la ricerca di questi corpi e’ di fondamentale importanza, in primis, dal punto di vista scientifico per lo studio e la comprensione dell’origine del nostro universo, ma anche per la ricerca di pianeti nella cosiddetta “fascia di abitabiita’”. Con questo si intendono quei pianeti che, ruotando intorno ad una stella centrale, occupano una distanza tale da poter sviluppare la vita.

Di pianeti di questo tipo, ne sono stati individuati diversi, come visto nei precedenti post. Oltre ai tanti sostenitori dell’esistenza aliena, l’individuazione di questi corpi ha acceso la fantasia anche di molti astronomi e di persone interessate al cosmo. Quando parliamo di “possibilita’ di vita”, non intendiamo certo che ci sia la certezza di questo, ma solo che a quelle distanze potrebbe eeserci acqua in forma liquida, una delle condizioni piu’ facili per l’inizio della vita sul pianeta.

Immagine artistica del telescopio Kepler

Parlando di questi concetti, abbiamo presentato anche la sonda Kepler della NASA, un potente telescopio in orbita, autore proprio delle ultime scoperte. Questo strumento, grazie alla sua notevole precisione, ha consentito l’individuazione di diversi esopianeti dando una notevole spinta alla ricerca in questo settore.

In particolare, parlando proprio egli ultimi esopianeti trovati in fascia abitabile, Kepler-62e e Kepler-62f, ci eravamo lasciati fantasticando sul futuro della missione e sul numero elevato di esopianeti che la sonda avrebbe potuto individuare con le prossime osservazioni.

Invece?

Notizia proprio delle ultime ore, sembrerebbe che il telescopio Kepler abbia un serio problema, tale da compromettere la continuazione della missione.

Di cosa si tratta?

Come evidenziato dai tecnici della NASA, sembrerebbe che il giroscopio della missione abbia smesso di funzionare. Questo sistema e’ di fondamentale importanza per il puntamento di precisione del telescopio verso lo spazio esterno. Come visto negli articoli precedenti, l’individuazione degli esopianti viene fatta sfruttando il metodo dei transiti. Osservando per lungo tempo stelle lontane, Kepler e’ in grado di misurare le minime variazioni di luminosita’ dovute al passaggio di pianeti di fronte alla stella.

Come potete facilmente capire, affinche’ questo metodo sia applicabile, e’ necessario puntare in una direzione ben precisa per diverso tempo, aspettando appunto il transito dell’esopianeta. Oltre a questo, come vuole il metodo scientifico, la misura deve essere ripetibile anche a distanza di tempo. Per questo, il corretto puntamento, sia assoluto in una direzione che relativo rispetto ad un’altra, deve essere estremamente preciso.

Compito dei giroscopi e’ proprio quello di garantire il corretto puntamento.

Bene, anzi male, nelle ultime ore, una delle ruote dei giroscopi di Kepler non sta rispondendo ai comandi e sembra girare in modo continuo. Per un corretto funzionamento del sistema, sono necessari 3 giroscopi. Se uno di questi non risponde, il sistema di puntamento non sara’ assolutamente ne’ corretto ne’ stabile.

Possibile che non abbia un giroscopio di riserva?

Qualsiasi missione spaziale ha sempre dei sistemi di recupero da utilizzare in caso di guasto. In questa ottica, Kepler era dotato di tre rotelle per i giroscopi, piu’ una di riserva. Perche’ non utilizziamo quella di scorta? Semplice, era gia’ stata utilizzata per sostituire uno dei giroscopi che si era danneggiato a luglio del 2012.

Sfortuna? Legge di Murphy? Chiamatela come volete, ma la situazione attuale non e’ assolutamente rosea. Attualmente, dei 4 sistemi inseriti nel telescopio, 2 sono danneggiati e 2 sono funzionanti. Peccato che, per un corretto puntamento, siano richieste 3 rotelle di puntamento.

Trovandosi la missione a circa 65 milioni di kilometri da noi, capite bene che organizzare una spedizione di riparazione e’ assolutamente non fattibile.

Dunque? Cosa fare?

Per il momento, i tecnici della NASA hanno messo Kepler in modalita’ “safe”, cioe’ per il massimo risparmio di carburante. Ovviamente, in queste ore si sta cercando di valutare quanto sia possibile recuperare il sistema o comunque continuare ad utilizzare Kepler. Come detto, con un sistema di puntamento non affidabile e non ripetibile, e’ assolutamente impensabile continuare ad utilizzare Kepler per la ricerca di esopianeti fuori dal nostro sistema solare.

Purtroppo, quando si progettano sistemi di questo tipo, si cerca sempre, nei limiti degli ingombri e del funzionamento, di prevedere diverse soluzioni alternative in caso di guasto. Per quanto puo’ essere minimizzata, la probabilita’ di guasto non e’ assolutamente nulla.

Concludendo, il guasto registrato in queste ore su Kepler, lo rende probabilmente del tutto inutilizzabile per la ricerca di esopianeti al di fuori del nostro sistema solare. Purtroppo, questo comporterebbe uno stop ad una missione che stava portando ottimi risultati e che lasciava intravedere un futuro molto importante dal punto di vista della ricerca.

L’eventuale messa fuori servizio di Kepler, lascerebbe una lacuna in questo settore della ricerca. Lato NASA e’ infatti previsto per il 2017 il lancio di una nuova missione migliorata rispetto a Kepler, cosi’ come l’ESA pensa di poter lanciare nel giro di qualche anno una sua missione per la ricerca di esopianeti abitabili.

Concludendo, dopo le fantastiche prime osservazioni, Kepler era stato in grado di individuare diversi esopianeti, aluni dei quali anche nella fascia abitabile della propria stella. Purtroppo, a causa di un guasto, difficilmente sara’ possibile continuare ad utilizzare questa missione. Ovviamente, i tecnici sono al lavoro e speriamo possano riuscire a risolvere il problema prolungando ancora per diversi anni questa missione.

 

”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 Muos di Niscemi

Diversi lettori del blog mi hanno scritto per chiedere il mio punto di vista sul sistema MUOS la cui costruzione era prevista a Niscemi in Sicilia.

Per chi fosse completamente a digiuno, il MUOS e’ un sistema di comunicazione satellitare che prevede 4 satelliti in orbita e 4 stazioni di terra. Questo sistema e’ direttamente gestito e voluto dal Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti e servira’ per gestire, comandare e controllare in ogni parte del globo, le unita’ marine, aeree e di terra. Il sistema prevede diversi servizi tra cui la comunicazione vocale, lo scambio dati e la connessione di rete, tutto ad accesso riservato per scopi militari e di coordinamento. Le stazioni di terra verranno utilizzate per comunicare direttamente con i satelliti in orbita e la costruzione era prevista nelle Hawaii, in Australia, in Virginia e, come anticipato, a Niscemi a circa 60 Km dalla base militare di Sigonella.

Le stazioni di terra prevedono la costruzione di antenne operanti ad altissima frequenza e a banda stretta. Ecco una foto dell’installazione nelle isole Hawaii:

MUOS: stazione di terra nelle Hawaii

Perche’ stiamo parlando di questo sistema? Per quanto riguarda la costruzione della stazione di Niscemi, per diverso tempo ci sono stati dibattiti e scontri circa l’eventuale pericolo che queste antenne avrebbero costituito per la popolazione del posto. Nel corso degli anni, si sono formati comitati cittadini creati per impedire la costruzione di questa stazione e il dibattito ha riempito le pagine di molti quotidiani anche a livello nazionale. Ovviamente non e’ mancata la discussione politica. Diverse volte l’aministrazione regionale ha tentato di bloccare i lavori causando una discussione tra Parlamento Italiano, regione Sicilia e governo degli Stati Uniti. Come forse avrete letto, solo pochi giorni fa, l’amministrazione Crocetta ha bloccato definitivamente la costruzione della stazione ma, almeno a mio avviso, la discussione durera’ ancora per molto tempo.

Detto questo, non voglio assolutamente entrare in discussioni politiche sul MUOS e sulla regione Sicilia. Quello che molti utenti mi hanno richiesto e’ solo un parere scientifico sull’inquinamento elettromagnetico della stazione MUOS. Ovviamente, non entrero’ nel merito della discussione politica, degli accordi bilaterali tra Italia e USA ne tantomeno sull’eventuale valutazione di impatto ambientale che una stazione del genere sicuramente comporta sul panorama della zona.

A questo punto, la domanda su cui vorrei aprire una discussione e’: il MUOS e’ dannoso per la salute della popolazione?

A livello scientifico, ci sono due voci principali che si sono mosse parlando del MUOS. Da un lato Antonino Zichichi sostiene che l’installazione non e’ assolutamente dannosa per la popolazione vista la bassa potenza in gioco, dall’altro il Prof. Massimo Zucchetti del politecnico di Torino afferma che questa installazione potrebbe comportare seri rischi per la salute dei cittadini.

Come vedete, l’inizio non e’ dei migliori. Siamo di fronte a due punti di vista completamente opposti.

Ora, mentre Zichichi si e’ limitato a rilasciare interviste a diversi quotidiani, Zucchetti ha preparato una relazione tecnica sull’installazione che potete leggere a questo indirizzo:

– Zucchetti, relazione MUOS

Come vedete anche dalla pagina, la relazione di Zucchetti viene pubblicizzata proprio da uno dei comitati cittadini nati per impedire l’installazione del MUOS a Niscemi, il comitato NoMuos.

Detto questo, proviamo a commentare la relazione di Zucchetti per cercare di capire se e come il MUOS potrebbe rappresentare un pericolo per la popolazione.

Prima di tutto, ci tengo a sottolineare che Zucchetti e’ esperto di radioprotezione ma e’ importante ragionare su quanto scritto per capire le motivazioni che spingono questa relazione nella direzione di considerare il MUOS come pericoloso.

Per prima cosa, dove doveva sorgere il nuovo impianto e’ gia’ presente un sistema radar detto NRTF le cui antenne sono in funzione dal 1991. Le analisi quantitative presentate nella relazione di Zucchetti riguardano proprio questo esistente impianto e vengono fatte considerazioni circa l’eventuale aggiunta del MUOS alle emissioni del NRTF.

Nella relazione vengono mostrate misure di campo elettrico fatte in diverse zone dell’impianto e che possiamo riassumere in questa tabella:

5,9 ± 0,6 V/m in località Ulmo (centralina 3)
4,0 ± 0,4 V/m in località Ulmo (centralina 8)
2 ± 0,2 V/m in località Martelluzzo (centralina 1)
1 ± 0,1 V/m in località del fico (centralina 7)

Come potete leggere nella relazione, queste misure, fatte dall’ARPA della Sicilia, potrebbero essere affette da un’incertezza al livello del 10%. Ora, per chi non lo sapesse, i limiti per la legislazione italiana impongono un campo inferiore a 6 V/m. Come potete vedere, anche considerando un’incertezza del 10%, solo il primo valore, se l’incertezza tendesse ad amentare la misura, sarebbe leggermente superiore al limite.

Cosa comporterebbe superare i 6 V/m? In realta’ assolutamente nulla. Cerchiamo di capire bene questo punto. Ad oggi, vi sono molte voci anche molto discordi sui reali effetti dell’inquinamento elettromagnetico. Mentre ci sono particolari frequenze ed esposizioni per cui e’ stato accertato un reale rischio per la salute, in moltissimi altri casi il discorso e’ ancora aperto e non si e’ giunti ad una conclusione. Pensate solo un attimo al discorso cellulari: fanno male? Non fanno male? Causano problemi al cervello? Tutte domande su cui spesso viene posta l’attenzione e su cui non esistono ancora dati certi. Con questo non voglio assolutamente tranquillizzare nessuno, ma solo far capire l’enorme confusione ancora presente su queste tematiche.

Tornando al discorso limiti di legge, superare di poco i 6 V/m non comporta assolutamente nulla. Perche’? Come detto siamo di fronte a fenomeni non ancora capiti dal punto di vista medico. Proprio per questo motivo esiste il “principio di precauzione”, cioe’ in caso di fenomeni scientificamente controversi si deve puntare ad una precauzione maggiore. Detto in altri termini, se non sappiamo se una determinata cosa fa male o meno, meglio mettere limiti molto stringenti.

Nel caso dei campi elettrici, il limite dei 6 V/m e’ nettamente inferiore a quello di altre nazioni europee, anche se, ad esempio, nel Canton Ticino il limite e’ di 3 V/m, e circa 500 volte inferiore al valore in cui ci si dovrebbero aspettare effetti diretti. Detto questo, se invece di 6 V/m, ne abbiamo 6,5 V/m, non succede assolutamente nulla. Non siamo ovviamente in presenza di un effetto a soglia, sotto il limite non succede nulla, appena sopra ci sono effetti disastrosi. Fermo restando che stiamo pensando l’incertezza del 10% sulla misura tutta nel verso di aumentarne il valore.

Detto questo, nella relazione da cui siamo partiti, si afferma pero’ che queste misure potrebbero essere sottistimate perche’ la strumentazione utilizzata non era sensibile alle emissioni a bassa frequenza intorno ai 45 KHz. In realta’, su questo punto non possono essere assolutamente d’accordo. La legge italiana stabilisce i limiti di cui abbiamo parlato per frequenze sopra i 100 KHz. Sotto questo valore, le onde elettromagnetiche sono assorbite pochissimo dal corpo umano per cui la loro emissione non viene neanche regolamentata. Questo solo per dire come le misure riportate nella relazione e fatte dall’ARPA della Sicilia sono del tutto attendibili e assolutamente non sottostimate.

Fin qui dunque, i valori misurati per l’installazione gia’ in funzione non mostrano nessun superamento dei limiti di legge italiani e potrebbero dunque essere considerati sicuri.

Andiamo ora invece, sempre seguendo la relazione da cui siamo partiti, al MUOS vero e proprio.

Per come dovrebbero essere fatte le antenne, e se la fisica non e’ un’opinione, il campo prodotto da un’antenna parabolica ha una forma cilindrica con una divergenza molto bassa. Detto in altri termini, il campo e’ all’interno dell’area della parabola e tende molto poco ad allargarsi appunto per non disperdere potenza. Detto questo, al di fuori del cilindro prodotto delle antenne, il campo e’ praticamente nullo e non comporta nessun problema nelle vicinanze.

Proviamo a fare due calcoli. Alla potenza di 1600 W, cioe’ la massima prevista per le antenne, il campo all’interno del cilindro sarebbe di circa 50 W/m^2. Questo valore e’ abbondantemente al di sopra dei limiti di legge di 1 W/m^2, ma per l’esposizione delle persone. Come potete facilmente immaginare, le antenne devono essere puntate verso il cielo per poter funzionare e per comunicare con i satelliti. Da quanto detto per la dispersione angolare fuori-cilindro, lontano dalle antenne il campo e’ praticamente nullo, diminuendo molto rapidamente.

Da questi numeri, e’ ovvio che se le antenne venissero puntate verso l’abitato, l’inquinamento elettromagnetico sarebbe elevatissimo, ma antenne di questo tipo hanno dei ferma-corsa meccanici che impediscono l’avvicinarsi dell’antenna troppo vicino all’orizzonte, oltre ovviamente a limitazioni software pensate appositamente per impedire queste esposizioni.

Detto in questo senso, le antenne del MUOS non dovrebbero essere un pericolo per la popolazione.

Sempre secondo la relazione e secondo le voci del web, le antenne del MUOS entrerebbero in funzione insieme a quelle gia’ discusse del NRTF. Cosa comporta questo? Ovviamente i due contributi si sommano, ma non linearmente come qualcuno potrebbe erroneamente pensare. Premesso che il MUOS sarebbe in funzione simultaneamente al NRTF solo inizialmente per poi sostituirlo del tutto, i due sistemi, alla luce dei calcoli fatti, non dovrebbero superare il limite di legge neanche quando sono simultaneamente accesi.

Se proprio vogliamo essere pignoli, resta quella misura dell’ARPA quasi al limite di legge. Sicuramente quella zona dovrebbe essere monitorata per capire meglio se il limite viene sistematicamente superato oppure no, ma solo a scopo di precauzione. Inoltre, bisognerebbe valutare la presenza di altre installazioni minori e il loro contributo totale, anche se non possono che rappresentare una piccola aggiunta al totale, oltre ovviamente ad eventuali fluttuazioni fuori asse delle emissioni. Questo genere di problematiche necessiterebbero di un monitoraggio continuo e completo dell’intera zona al fine di costruire una mappa del campo e valutare eventuali zone di picchi anomali.

Detto questo, se ci limitiamo al puro aspetto scientifico, il MUOS non dovrebbe rappresentare un pericolo per la popolazione della zona. Ovviamente, siamo in un campo molto difficile e ancora poco noto sia della scienza ma soprattutto della medicina. Non voglio assolutamente schierarmi a favore o contro il MUOS anche perche’ restano da valutare, indipendentemente da questa installazione, eventuali danni alla salute derivanti da un’esposizione prolungata nel tempo anche a limiti inferiori a quelli di legge. Come anticipato, questa tematica e’ ancora molto discussa e non si e’ ancora giunti ad un quadro completo.

Nella discussione, ho appositamente non valutato problematiche di natura diversa da quella dei campi elettromagnetici. Perche’ dobbiamo costruire una stazione radar degli USA in Italia? E’ giusto? Non e’ giusto? Questa installazione rovina il paesaggio della zona? I valori dichiarati per il progetto saranno quelli veri di esercizio?

Concludendo, alla luce dei dati analizzati, per l’installazione MUOS i limiti di legge sarebbero ampiamente soddisfatti. L’unico problema potrebbe derivare, anche se impossibile tenendo conto dei limiti meccanici imposti, da un puntamento diretto verso le abitazioni. L’ingresso del MUOS sostituirebbe il pre-esistente NTRF sicuramente piu’ vecchio ed operante a potenze e frequenze diverse. Purtroppo, il discorso non puo’ limitarsi a queste considerazioni, ma deve necessariamente racchiudere tematiche ambientali, politiche e mediche a cui non e’ possibile dare una risposta univoca in questo momento.

 

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