Sorvegliati Spaziali: Infografiche sulla Difesa Planetaria

Aggiornato il 4 Giugno 2024

Sorvegliati Spaziali è un progetto di divulgazione dell’Istituto nazionale di astrofisica (INAF) dedicato alla Difesa Planetaria, ossia a quegli oggetti celesti e attività  spaziali che possono avere effetti negativi sull’ambiente terrestre, come asteroidi e comete che effettuano passaggi ravvicinati alla Terra, rifiuti spaziali, meteorologia spaziale, meteore e meteoriti, e delle misure di prevenzione e mitigazione.

L’obiettivo di questa scheda è l’introduzione di un argomento ampio e trasversale come la difesa planetaria all’interno di un prospettiva di didattica delle scienze. Il valore di un progetto come questo è la capacità  di unire da una parte un argomento di grande fascino e di sicuro interesse da parte degli studenti e delle studentesse come l’astronomia e l’esplorazione spaziale, e dall’altra di prestarsi a un lavoro trasversale che possa coinvolgere diverse aree disciplinari, dalle scienze alla tecnologia, attraverso la storia, l’economia, la comunicazione, e molti altri. Il progetto si presta quindi a un lavoro che possa far convergere le attività  didattiche di più docenti, eventualmente anche in una prospettiva di compresenza. Inoltre, il un periodo storico in cui la sensibilità  sui temi ambientali e globali è molto alta, il tema può ampliare la discussione su cosa costituisca “l’ambiente” e/o “la natura”, permette di approfondire gli aspetti legati al consumo di risorse “immateriali” (come lo spazio), e di introdurre concetti fondamentali nella società  di oggi come la valutazione del rischio.

Come usarle in classe

Le infografiche e i relativi approfondimenti possono essere uno strumento di formazione per i docenti, allo scopo di progettare e pianificare moduli didattici. Le infografiche in versione muta (variante 2 – scarica allegato) possono anche essere utilizzate come supporto per la lezione vera e propria, da riempire con le informazioni da parte dei docenti e degli studenti con l’utilizzo degli strumenti digitali della lavagna interattiva multimediale; le infografiche in versione da completare (variante 1 – scarica allegato) possono invece essere utilizzate come esercitazione in classe per la verifica dell’acquisizione delle competenze.

Comete e asteroidi Near-Earth

Parole chiave

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• Asteroidi – Oggetti che appartengono alla classe dei corpi minori del Sistema Solare, insieme alle comete, e sono considerati i residui dei planetesimi del disco protoplanetario che non hanno formato un pianeta o che non sono stati inglobati dagli altri pianeti.
• Cometa – Le comete sono corpi celesti molto particolari perchè, pur molto simili agli asteroidi come dimensioni e nella composizione di base (rocce, metalli, minerali), contengono anche molto ghiaccio d’acqua che ne abbassa la densità  media.
• Cratere d’impatto – Depressione circolare e dai bordi sollevati che resta dopo l’impatto di un corpo celeste sulla superficie di un altro corpo celeste più grande, come è il caso degli asteroidi che impattano sulla Terra o sulla Luna. Tipicamente, il diametro di un cratere è circa 10-20 volte il diametro dell’asteroide che lo ha generato.
• Near Earth Object (NEO) – Asteroidi, comete e loro frammenti che passano a una distanza minima dalla Terra inferiore a 0,3 unità  astronomiche ossia 45 milioni di km. Al momento sono noti circa 27.000 NEO (di cui solo un centinaio di comete). Ogni anno vengono scoperti in media 1000 nuovi NEO.
• Potentially Hazardous Object (PHO), ovvero oggetto potenzialmente pericoloso – Si tratta di asteroidi o comete NEO che passano a meno di 7,5 milioni di chilometri di distanza dall’orbita terrestre e che superano i 140 metri di diametro.
• Scala Palermo – Scala per esprimere il rischio impatto di un NEO con la Terra usata principalmente da astronomi e scienziati specialisti del settore.
• Scala Torino – Scala del rischio di impatto di un NEO con la Terra suddivisa in 10 classi di rischio numerate da 0 a 10, dove il grado 0 non comporta alcun rischio, mentre i gradi più alti (8-10) rappresentano collisioni sicure e quindi prevedono azioni di prevenzione o mitigazione.

Rifiuti spaziali

Parole chiave

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• Costellazione satellitare – Si intende un gruppo di satelliti artificialiopportunamente distribuiti su una stessa orbita, che lavorano insieme, ai fini di fornire un servizio (telecomunicazioni, telefonia, remote sensing, meteo etc.) per l’utenza a terra.

EUSST – Quadro di sostegno alla Sorveglianza dello Spazio e il Tracciamento dell’Unione Europea istituito nel 2014 per realizzare un programma di monitoraggio del traffico spaziale europeo, al fine di garantire la protezione delle infrastrutture spaziali e terrestri europee.

• Orbita geostazionaria (GEO) – àˆ una singola orbita circolare ed equatoriale a 35.786 km di quota (ovvero 42.168 km dal centro della Terra). La precisione di questo valore deriva dal fatto che è a tale altezza che i satelliti ruotano attorno alla Terra con la stessa velocità  con cui quest’ultima ruota su se stessa (rispetto alle stelle fisse): i satelliti geostazionari appaiono dunque fissi nel cielo rispetto a un osservatore a terra.
• Orbita polare – Orbita inclinata di almeno 60° rispetto al piano equatoriale, in modo che i satelliti passino approssimativamente sopra le regioni ad alte latitudini.
• Orbita terrestre bassa (LEO) – Insieme di orbite terrestri comprese tra circa 200 e la prima fascia di Van Allen, a circa 2.000 km di quota. Un oggetto spaziale in orbita LEO può viaggiare fino a una velocità  di circa 27.800 km/h compiendo un giro completo attorno alla Terra in circa 90 minuti. àˆ il caso della Stazione Spaziale Internazionale.
• Sindrome di Kessler – Dal nome dell’astrofisico americano Donald J. Kessler, autore nel 1978, assieme a Burton Cour-Palais, di un lavoro dove veniva discussa la possibilità  di collisioni di oggetti spaziali in orbita terrestre, tali da innescare una sorta di reazione a catena con la conseguente proliferazione del numero dei rifiuti spaziali prodotti dalle collisioni.

Meteorologia spaziale

Parole chiave

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• Aurora – Fenomeno dovuto all’interazione tra vento solare e atmosfera terrestre, tipicamente sopra le regioni polari, che consiste nell’emissione di radiazione a 100-400 km di quota. Essa è dovuta al rilascio di energia degli atomi della ionosfera dopo essere stati eccitati dalle particelle elettricamente cariche del vento solare.
• Brillamento – àˆ il fenomeno attivo più energetico del Sole. Si tratta di un’imponente esplosione che si origina nella cromosfera e nella bassa corona solare e rilascia radiazioni elettromagnetiche, plasma e particelle cariche nello Spazio interplanetario.
• Corona Solare – Strato più esterno dell’atmosfera solare dove la temperatura supera il milione di gradi. I gas costituenti sono pertanto altamente ionizzati. Si estende su diversi raggi solari. Diventa visibile come un alone bianco attorno al Sole solo durante le eclissi totali, oppure grazie ad appositi simulatori di eclissi che occultano il disco solare, rendendola evidente.
• Eiezioni di massa dalla corona – Fenomeno spettacolare del Sole che consiste in improvvise e violente eruzioni di grandi quantità  di gas altamente ionizzato, detto plasma, dagli strati più esterni dell’atmosfera del Sole, la corona solare, verso lo spazio interplanetario.
• Tempesta geomagnetica – Perturbazione della magnetosfera terrestre dovuta all’arrivo di un’eiezione di massa dalla corona solare, a una discontinuità  nella densità  del vento solare o di un flusso veloce di vento solare accelerato in un buco coronale. La magnetosfera terrestre risulta compressa nella direzione della congiungente Terra-Sole.
• Vento solare – Flusso di particelle elettricamente cariche emesso continuamente dal Sole in tutte le direzioni e che si diffonde attraverso tutto il Sistema Solare.

Meteore e meteoriti

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• Bolide – Meteora molto brillante con scia persistente che può essere visibile anche in pieno giorno. Infatti può apparire più luminoso del pianeta Venere, che è il corpo celeste apparentemente più brillante nel nostro cielo dopo il Sole e la Luna. Si origina da un meteoroide di almeno 10 cm di diametro.
• Meteora – Fenomeno luminoso noto popolarmente come “stella cadente” che ha luogo nell’atmosfera terrestre a partire dai 90 km fino ai 50 km di quota (mesosfera). Il fenomeno della meteora è causato da meteoroidi in caduta verso il suolo e può verificarsi su qualsiasi pianeta o luna con un’atmosfera sufficientemente densa.
• Meteorite – Residuo di un meteoroide che, dopo essere sopravvissuto al fenomeno della meteora, raggiunge il suolo terrestre (o di un altro pianeta o luna). Le meteoriti sono costituite da silicati e leghe ferro-nichel, che riflettono la composizione del meteoroide progenitore.
• Meteoroide – Frammento di asteroide o cometa con dimensioni che vanno dai grani di polvere fino a circa un metro di diametro.
• Sciame meteorico – Insieme di meteoroidi persi da una cometa lungo l’orbita attorno al Sole. Quiando cadono nell’atmosfera terrestre, questi meteoroidi viaggiano su traiettorie parallele e danno luogo a meteore apparentemente provenienti da uno stesso punto nel cielo, detto radiante.