0471. Rifiuti sul Sole?

SOLE RIFIUTIÈ possibile inviare i nostri rifiuti sul Sole? Possiamo considerare il Sole un grande inceneritore naturale? (Antonio)

sem esperto giallo

Chi di noi terrebbe la spazzatura in casa, spostandola di stanza in stanza senza mai buttarla? La terra, tutta quanta, è come una casa: casa nostra. E allora come eliminare la stanza dei rifiuti, le discariche?
E’ possibile distruggere i rifiuti, annichilirli, bruciarli completamente, senza residui, senza diossina, senza scorie? Si, si può fare: come? impacchettiamo tutti i rifiuti, tutti quelli destinati alla discarica, tutti quelli pericolosi, li mettiamo su un vettore spaziale, e li spariamo nel Sole. Arrivati sul Sole, grande inceneritore naturale, le temperature sono tali da bruciare contenitore e contenuto.
La temperatura alla superficie del Sole è attorno ai 5000 °C, quindi tale da bruciare e fondere tutto quanto. L’acciaio fonde a 1500 gradi circa, l’oro a 1000, l’iridio a 2500, il tungsteno, il metallo con il più alto punto di fusione, a 3500.

 

MATERIALE GRADI CELSIUS
ACCIAIO 1435
ARGENTO 960.5
ALLUMINIO 659.7
CADMIO 320.9
GHISA 1100
FERRO PURO 1535
GHIACCIO 0
IRIDIO 2454
TUNGSTENO 3422
MERCURIO SOLIDO -38.7
NICHEL 1455
ORO 1063
PLATINO 1774
CROMO 1907
VANADIO 1910
RAME 1083
STAGNO 231.9
SALE COMUNE 801
STAGNO 231.9
PIOMBO 327.5
Temperature di fusione di diversi materiali

All’esterno del Sole, la corona solare, che si estende per diversi raggi solari, ha una temperatura che va dai 2 ai 4 milioni di gradi e forse più. Maggiore che sulla superfice stessa del Sole; non si sa esattamente come sia possibile: probabilmente da brillamenti e micro brillamenti sulla parte superficiale tra fotosfera, cromosfera, zona di transizione e corona. Sulla superfice solare ci sono movimenti turbolenti e giganteschi: macchie, brillamenti, anelli coronali, esplosioni ed eruzioni solari che proiettano nello spazio filamenti e protuberanze per milioni di chilometri.
Quindi già nell’atmosfera solare, quale che sia il contenuto e il contenitore, molto prima che il razzo entri nel Sole, in fase di avvicinamento, il vettore si incendia e dovrebbe bruciare completamente. E’ possibile che scoppi. Anche a brandelli la corsa dei pezzi prosegue e finisce nel Sole. Continuando il viaggio, il vettore in fiamme entra nel Sole e quello che resta verrebbe ulteriormente fuso e annichilito; all’interno, nel nucleo del Sole, le temperature arrivano a 10-15 milioni di gradi. Condizioni di pressione e temperatura tali da attivare la fusione nucleare.
Non è necessaria la precisione di un atterraggio; tutto è risucchiato dalla gravità del Sole, basta entrare nel suo intorno gravitazionale. Il Sole non possiede una superfice solida ed è grande più di un milione di volte la terra. Dista dalla terra circa 150 milioni di chilometri: 8,33 minuti alla velocità della luce. Uno Space Shuttle raggiunge una velocità massima di 28.000 Km/h e quindi, a tutta velocità, impiegherebbe circa 8 mesi per raggiungere il Sole.  
E’ complicato? Si. E’ costoso? Si: è complicato ed è costoso. Ma è pulito, ecologico, sostenibile a lungo termine. E’ un gradino evolutivo che oggi è alla portata della nostra tecnologia.
La terra è sporca dappertutto: strade, piste ciclabili, fiumi, in ogni continente e persino nell’oceano. Nell’oceano pacifico c’è il Great Pacific Garbage Patch; una chiazza di rifiuti ammucchiata dalle correnti, più grande dell’Italia, centinaia di chilometri, prevalentemente plastica, che galleggia sull’oceano. Oltre a questa, enorme e spaventosa, c’è ne sono tante altre piccole e non tanto piccole, dappertutto, come ben sa chi va per mare. Anche nell’acqua del rubinetto si è rilevata la presenza di invisibili fibre di plastica: in tutti e 5 i continenti. Questo materiale ha invaso ormai tutto il ciclo dell’acqua, non solo mari, fiumi e laghi. I rischi emergenti dall’ eccessivo consumo di plastica, non sono soltanto per l’ambiente, ma anche per la salute. Non avere discariche sulla terra significa un abbattimento significativo dell’inquinamento complessivo: navigare i rifiuti fuori dalla terra porterebbe a un miglioramento della qualità dell’aria, del suolo e dell’acqua; e della vita di tutti. Una riduzione di tutte le malattie veicolate dalla sporcizia.

Lo shuttle (verso la stazione spaziale ISS) è costato circa 500 milioni di dollari per lancio. Molto più economica SpaceX, società Californiana fondata nel 2002, che lancia i Falcon 9 e Falcon 1, con un costo di circa 50 milioni di dollari a lancio. I Falcon, equivalenti allo Shuttle, possono trasportare 10-20 tonnellate di materiale. Ma sono pensati per le missioni spaziali, non per arrivare al Sole.
Un solo lancio, un prototipo, uno studio di fattibilità, un esperimento; in cui si valuti, oltre al costo, l’impatto sul Sole e le sue eventuali conseguenze anche sulla terra. Ripercussioni come quelle tipiche delle tempeste solari: malfunzionamenti nelle reti elettriche, nei sistemi GPS, nelle telecomunicazioni, nella telefonia cellulare, effetti aurorali, ecc. E’ questo il punto centrale: la verifica sperimentale che buttando qualsiasi materiale in tonnellate o milioni di tonnellate non ci sia nessuna ripercussione né sulla luce del Sole né sul Sole né sulla terra.
E’ troppo costoso anche un solo lancio? Possiamo comunque provare se il Sole è veramente un grande inceneritore naturale: con i rottami spaziali. O ancora con un satellite solare, alla fine della missione.

 
SOLE RIFIUTI

Anelli coronali del Sole osservati dal satellite TRACE. Credit: TRACE / NASA. Sono enormi: possono formare archi grandi 8-10 volte la terra.


Sono due i principali satelliti dedicati allo studio del Sole, entrambi della NASA, lo SDO, Solar Dynamics Observatory, in orbita dal 2010 e il Parker Solar Probe programmato per il lancio nell’estate 2018. Quest’ultimo è stato realizzato con i meccanismi e le orbite proposte 40 anni fa da Giuseppe Colombo. Potrebbe essere il candidato ideale per il tuffo nel Sole, naturalmente monitorato dallo SDO al momento dell’impatto.
Questo materiale potrebbe danneggiare o sporcare il Sole? Il Sole non ha una superficie solida e anche la rotazione non è uniforme: all’equatore è più veloce, circa 25 giorni, diminuisce spostandosi verso i poli; alle medie latitudini dura circa 28 giorni. La rotazione differenziale è probabilmente un fattore cruciale per attivare la dinamo che alimenta il campo magnetico solare, migliaia di volte quello terrestre. Il magnetismo è l’attore protagonista dei cicli solari: il ciclo solare dura 11 anni ed è la metà di un ciclo completo di 22 anni, in cui la polarità complessiva si inverte due volte e torna alla situazione di partenza. Dopo alcune rotazioni la zona superficiale si rimescola. Anche le linee di forza del campo magnetico si aggrovigliano formando dei cappi che si proiettano anche fuori dalla superficie. Il plasma zampilla dentro i tubi di flusso magnetico generando i caratteristici anelli coronali. Questi anelli si formano in genere attorno alle macchie solari, si protendono verso l’esterno e si richiudono ad anello sulla corona. All’arrivo sul Sole tutto è ridotto a fluido incandescente: è quindi ragionevole pensare che questo fluido girerà assieme al resto della materia solare come le gigantesche onde di Alfvén sostenute dal magnetismo solare.

La gravità sul Sole è circa 30 volte quella terrestre: questo significa che se ipoteticamente un uomo di 70 kg potesse passeggiare sulla superficie del Sole peserebbe 700x3, più di 2 tonnellate; resterebbe schiacciato dal suo stesso peso. La massa del Sole è circa 330.000 masse terrestri: anche se buttassimo spazzatura per un massa equivalente a quella di tutta la terra sarà sempre una goccia nell’oceano.
Nel nucleo del Sole avviene la fusione dell’idrogeno in elio. Questa reazione termonucleare produce energia ed è la fonte principale dell’energia irradiata nel sistema solare. Anche se elio e idrogeno sono gli elementi principali ci sono comunque altri elementi, sempre allo stato di plasma, Litio, Silicio, Magnesio, Ossigeno, Ferro, Nichel, ecc. per un totale dell’1,6%. Altri studiosi ritengono che le impurità, in particolare il ferro sia molto di più.
Tutta la terra rappresenta lo 0,0003 % della massa solare. Anche se buttassimo tutta la terra, le “impurità” varierebbero di qualche decimillesimo. E’ importante soprattutto la certezza sperimentale di non inaugurare, dopo quello terrestre, un inquinamento solare.

Il singolo ciclo solare ha dei periodi di massima attività che corrispondono a una superficie piena di macchie, spesso a grappoli, per poi scendere a periodi di minima che corrispondono a una superficie liscia, uniforme, quasi senza macchie. L’attività solare è caratterizzata oltre che da macchie anche da eruzioni, brillamenti, espulsione di massa coronale, ecc; ma l’indicatore di riferimento è il numero delle macchie solari. I cicli, classificati e numerati a partire dal 1500, sono molto variabili fra di loro: tra il 1645 il 1715 ci sono stati cicli poco intensi con una carenza prolungata di macchie solari: questo periodo è chiamato minimo di Maunder.  Nel 2018/2019 siamo alla fine del 24/o ciclo solare. A seguire il 25/o ciclo solare dovrebbe raggiungere il suo massimo nel 2025 per finire attorno al 2030.

Sembra una buona idea ma è di fatto irrealizzabile. Costa troppo. Si calcola che il mondo produce 1015 tonnellate di rifiuti l’anno e occorrerebbero 168 milioni di razzi di tipo Ariane V per portarla nello spazio. E se anche il costo dei lanci diminuisse drasticamente, le stazioni di lancio sono in grado di gestire una decina di lanci l’anno. Quindi, almeno per ora, meglio sviluppare e ottimizzare tecnologie terrestri di differenziazione e riciclo.



ultimo aggiornamento maggio 2018

BIBLIOGRAFIA
1.    Guardiamo i costi delle missioni spaziali in casa SpaceX. http://newsspazio.blogspot.it/2011/05/guardiamo-i-costi-delle-missioni.html
Ultima consultazione giugno 2017
2.    Falcon9. http://www.spacex.com/falcon9
Ultima consultazione agosto 2017
3.    R.Wolfson, L'attività della corona solare, Le Scienze, Marzo 1983
4.    Peter V. Foukal, La variabilità del Sole, Le Scienze, Aprile 1990
5.    Bhola N. Dwivedi and Kenneth J. H. Phillips, Il paradosso della corona solare. Le Scienze, Giugno 2001
6.    Michele Diodati, Gli spettacolari anelli coronali ripresi dal satellite TRACE.  https://spazio-tempo-luce-energia.it/gli-spettacolari-anelli-coronali-ripresi-dal-satellite-trace-981207449fb7
Ultima consultazione agosto 2017
7.    G. Colombo e Al. “An Arrow to the Sun”, pp.393-422, Atti dei convegni Lincei n. 34, Roma 1977.
8.    Why We Can’t Just Throw Our Garbage Into the Sun. 04/2018.
https://www.popularmechanics.com/space/a19666/we-cant-just-throw-our-garbage-into-the-sun/
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Ultima modifica: 28 maggio 2018

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