sabato 31 ottobre 2015

4/4 - Viaggio attraverso l'atmosfera: fenomeni naturali e ingegno umano




Eccoci giunti all'ultimo post di questa serie sull'atmosfera terrestre, il 4°. Se desiderate andare a rivedere gli altri post:

1/4 visione d'insieme
2/4 bassa atmosfera
3/4 alta atmosfera

Parliamo della foto di copertina, sembra un fotomontaggio vero?
Eppure non lo è, è uno dei fenomeni naturali incredibili che avvengono nella nostra atmosfera, che trattiamo in questo ultimo post. Trattiamo anche di quello che ho chiamato "ingegno umano", che rappresenta una selezione di invenzioni umane che ci hanno consentito non solo di studiare l'atmosfera terrestre ma anche di sfruttarla, esplorarla, viaggiarci attraverso per proseguire oltre.

Considerate che il materiale su cui lavorare è veramente tanto, quindi per necessità ho dovuto operare una selezione concentrandomi su alcune cose principali e trascurandone molte altre, per ciascuna delle quali servirebbe un post apposito. Per formare il post mi sono ispirato alle sequenze del post 1/4 visione d'insieme anche se poi ho aggiunto qua e là altri elementi utili, quindi per riferimento quando volete tornate pure a quel post.

Questo post finale sarà più leggero in quanto a complessità di argomenti, anche se non mancherà di spiegazioni su ciò che vedete. L'ideale sarebbe di seguirlo dopo aver già affrontato gli altri 3 post precedenti, così tutto sarà logicamente consequenziale e alle conoscenze che avete acquisito si aggiungeranno utili e curiose informazioni che saprete già dove piazzare. Se invece dovesse essere il primo post della serie che affrontate, poco male, spero che la sua visione stimoli in voi le domande che vi porteranno a cercare altre informazioni negli altri post, per conoscere meglio l'atmosfera terrestre.

Per facilitare la percezione della quota e l'identificazione dello strato in cui ci si trova metto un costante riferimento molto chiaro a lato, così sarà più facile seguire gli sviluppi durante la salita. Ogni tanto troverete anche delle finestre che spiegano argomenti particolari.


Pronti per partire? Pronti per la lunga salita?
Allora indossate la vostra tuta speciale e tenetevi pronti a:

- aprire la valvola dell'ossigeno
- verificare la resistenza termica dei super microstrati della vostra tuta
- azionare il comando del riscaldamento interno e della climatizzazione anti vapore acqueo
- verificare il buon funzionamento delle alette per poter sfruttare al meglio i jet stream
- oscurare il vetro del casco della vostra tuta speciale anti raggi cosmici
- verificare la super-resistenza della tuta alla possibilità di essere colpita da micro-meteoriti
- azionare i micro-razzi per correggere l'assetto e dare la spinta necessaria a raggiungere e mantenere l'orbita
- verificare l'efficienza degli strati più esterni della tuta in modalità "scudo termico" studiati apposta in materiali che sopportano la resistenza ad alte temperature che altrimenti vi brucerebbero all'istante
- assicurarvi che il vostro altimetro funzioni bene in modo da aiutarvi a realizzare che state cadendo a 1.300 km/h cioé 360 metri/sec e non, come vi sembra invece di percepire, che siete assolutamente fermi causa rarefazione dell'aria


Litosfera -1,4 km

Muoni e Neutrini secondari

Ma come, si parla di atmosfera e si parte da sotto-terra, c'è uno sbaglio?
No, nessuno sbaglio. Muoni e Neutrini secondari sono la parte dei Raggi Cosmici Secondari (prodotti dalla collisione dei R.C. Primari a contatto con l'atmosfera a circa 20 km di quota) che non solo entra in atmosfera e scende fino alla superficie, ma attraversa pure tutto il pianeta (post 3/4 alta atmosfera).

Per raggi cosmici di energia elevata si usano esperimenti sulla superficie terrestre o in laboratori sotterranei, ma questi ultimi possono rivelare appunto solo i muoni e i neutrini secondari, in quanto queste sono le uniche particelle che possono arrivare in profondità sottoterra o sotto una montagna.

Ma allora perché andare sotto terra?
Ci sono molti aspetti importanti della fisica delle particelle e dell’astrofisica che non possono essere studiati in superficie proprio a causa dei raggi cosmici.

Sono in generale processi fisici rari: si cercano pochi eventi al giorno o in qualche caso pochi eventi all’anno.
Studi impossibili in presenza di flusso intenso di raggi cosmici sono ad esempio:
- la rivelazione di neutrini solari o atmosferici per lo studio dei neutrini e del Sole
- lo studio dei neutrini prodotti da un acceleratore lontano (CERN)
- la ricerca della materia oscura che permea l’Universo
- la ricerca di processi nucleari rari, per la misura della massa del neutrino o per l’astrofisica

Nel caso della 1^ immagine sopra, che rappresenta i laboratori del Gran Sasso, la schermatura soprastante di circa 1.400 metri di roccia (come avere circa 3,5 km d’acqua) riduce il flusso dei raggi cosmici di circa un fattore 1 milione, poiché muoni e pioni (le particelle prodotte dai raggi cosmici primari) sono assorbite dai materiali.
Nel “silenzio cosmico” così ricavato e’ possibile trovare il segnale di:
- Neutrini provenienti dal centro del Sole, eventualmente da stelle in esplosione (supernovae), dal CERN o prodotti dalla radioattivita’ naturale nelle roccie terrestri
- Cercare la presenza della cosiddetta “materia oscura”, una forma di materia non nota che quasi certamente forma il 30% della massa dell’Universo ma di cui per ora non si sa quasi nulla

(NB: in realtà i laboratori del Gran Sasso non si trovano a 1.300 metri nel sottosuolo, bensì a 1.000 metri sul livello del mare, poi qualche centinaio di metri per arrivare alla superficie e infine la grande schermatura rappresentata dal massiccio soprastante)


T r o p o s f e r a 
(0 - 7/17)


Troposfera 0 km

Cominciamo da quota 0, perché in realtà la causa viene dallo spazio profondo, infatti alzandoci poi di quota vedremo anche Bolidi e meteore. Sono le ferite che la Terra si porta dietro nel tempo, ma ferite come queste ci auguriamo di non vederne mai noi esseri umani.

Cratere di origine meteoritica.
Questo cratere ha un diametro di 1.186 metri ed una profondità di 200 metri, dovuto all'impatto di un meteorite di natura metallica e con un diametro di 40/50 metri, avvenuto circa 49.000 anni fa. La certezza che non è di origine vulcanica è data dall'assenza di lava solida e la presenza di minerali che si sono formati dopo l'elevatissima temperatura dell'impatto.

Cratere di Chicxulub

Rappresenta la cicatrice più grande presente sul nostro pianeta, nella penisola dello Yucatan, Golfo del Messico. Si ritiene si sia formato a seguito dell'impatto al suolo di un Asteroide con una massa di 10 Km, avvenuto 65 milioni di anni fa e che decretò la scomparsa dei dinosauri. Il cratere fu scoperto per caso da una compagnia petrolifera a causa delle anomalie del campo gravitazionale della zona e soprattutto dalla presenza di una enorme quantità di Iridio, un minerale che soltanto un visitatore venuto dallo Spazio poteva portare. Le conseguenze dell'impatto sconvolsero il clima su tutto il pianeta a causa delle polveri sollevate nell'Atmosfera Terrestre dopo l'impatto al suolo, interrompendo la radiazione solare sulla Terra per alcuni anni e, quindi, il processo della fotosintesi, probabile scomparsa dei dinosauri. A completare l'opera distruttiva contribuirono un numero elevato di Tsunami che distrussero tutto nel raggio di migliaia di chilometri.


                                                 
                                                                                                                                                                        Sorgenti di Radiazioni Ionizzanti (nocive, Ioni+)
                                                                                                                                Siamo ancora alla superficie, a 0 metri sul livello del mare, parliamo quindi subito dell'argomento salute.                                                                                                                                                                                                                     Nell'immagine sono rappresentate le varie sorgenti di radiazioni ionizzanti che contribuiscono alla dose media ricevuta in 1 anno da ciascun italiano, espresse nell'unità di misura appropriata, il "Sievert".                                                                          
A partire dalla striscia più sottile e chiara e andando in senso antiorario:                     1- attività industriali                                                                                               2- radiazioni cosmiche                                                                                             3- radiazioni telluriche                                                                                               4- esposizione di origine medica                                                                                 5- inalazioni (radon) o ingestioni di elementi radioattivi                                                                                                                                                                             Punto 4- L'esposizione legata a esami radiodiagnostici è chiaramente un valore medio su tutto il campione, è assai diversa a seconda delle vicende personali, e rappresenta comunque una grossa parte della dose totale.
Va notato però che anche la componente di origine naturale non è uniforme tra la popolazione, ma presenta ampia variabilità in base a molti fattori:                                      
- la latitudine di residenza
- la composizione geologica del suolo (punto 3)
- i materiali di costruzione delle abitazioni e dei luoghi di lavoro (punto 1)
- l'altitudine sul livello del mare (punto 2)
                                                                                                                                           
                                                     
Punto 2- quest'ultima variabile è particolarmente rilevante nel caso dei Raggi Cosmici, che rappresentano circa il 10% del totale.                                                                                                                                                                             Considerate comunque che non è assolutamente una novità, la vita convive da sempre con le radiazioni cosmiche. L'altitudine di certo fa la differenza:                                      
- per gli astronauti nella ISS (400 km) la radiazione prodotta da raggi cosmici è 5 volte superiore a quella dei passeggeri delle linee aeree
- per i passeggeri delle linee aeree (13 km) è significativamente superiore a quella dei pescatori
- al livello del mare (Tropo 0 km), ciascuno di noi è attraversato da un centinaio di particelle al secondo, per lo più muoni e, in minor misura, elettroni e positroni. Ci attraversano anche i neutrini, un numero sterminato di neutrini: il Sole ne produce qualcosa come 1.038 al secondo, e sulla Terra ne arrivano quasi 100 miliardi al secondo, per ogni cm quadrato.                                                                                                                                                                                                  Tranquillizzatevi però, fortunatamente per noi le loro interazioni con la materia sono estremamente rare (attraversano senza alcun problema il pianeta Terra): per i neutrini, siamo "trasparenti" e non ci creano alcun problema di salute.                                                                                                                                                                                                                         Ecco poi in un'immagine, un riassunto schematico della posizione, all'interno della radiazione elettromagnetica, di alcuni principali oggetti di uso quotidiano. Una piccola parte di Raggi Ultravioletti non è nociva, se vengono usate le giuste accortezze e cautele. Spostandosi da lì verso destra, verso le radiazioni nocive, la pericolosità aumenta, trovandosi in zona X, gamma (nucleare), cosmici.                                                                                                                                     
                                          


Troposfera 0-12 km

Nuvole

Una panoramica dei tipi di nuvole che si possono formare nella Troposfera.
Alcuni tipi li conosciamo bene, altri sono meno noti, in ogni caso da terra possiamo capire a che altezza si trovano le varie formazioni.



































Troposfera 0-2,5 km

Nuvole basse



Strati
















Nembostrati















Troposfera 0-2,5 km

Nuvole basse a sviluppo verticale



Stratocumuli















Cumuli
















Cumuli del bel tempo














Troposfera 1,6 km

Scuola in rifugio: a caccia di Raggi Cosmici

Un'interessante e "diversa" esperienza scolastica di una classe del Liceo classico "V. Gioberti" di Torino, che si è recata in montagna per studiare i raggi cosmici da un rifugio a quota 1.600 metri.

Tutte le misurazioni sono state effettuate sulle 24 ore per 2 giorni consecutivi, dalle ore 14.00 del giorno 3 alle ore 14.00 del giorno 5 giugno 2009 e le apparecchiature si trovavano al piano terra del rifugio in cui alloggiavano gli studenti (il set-up nell'immagine qui sopra).

Per misurare il flusso di raggi cosmici hanno usato un rivelatore a scintillatore, la "cosmic box", gentilmente prestata dall'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, sezione di Torino.

Le misure sono state aggiornate ogni 10 minuti e si sono protratte per 48 ore; contemporaneamente si sono registrati i valori di pressione atmosferica.  I dati venivano acquisiti automaticamente da un computer.

Gli studenti hanno infine prodotto una Tesina in cui viene presentato il lavoro svolto "per valutare le variazioni del flusso dei raggi cosmici durante l'arco della giornata e come esso sia influenzato dall'altitudine a cui si effettuano le misure" (il link al pdf)


Troposfera 0-2,5 km

Nuvole basse a sviluppo verticale


Cumuli-nembi
















Troposfera 2,5-6 km

Nuvole medie


Altostrati















Altocumuli













Troposfera 8 km

"Death zone"

la "zona della morte": a partire dai 5.000 metri cominciano seri problemi di salute, nonostante la capacità di acclimatazione del corpo umano, ma raggiunti gli 8.000 non è più possibile sopravvivere se non tramite ausilio di maschera d'ossigeno e isolanti termici.





A questa quota o anche a volte un po' sopra nella Stratosfera capita di assistere ad improvvisi corpi luminosi che attraversano il cielo di giorno e di notte. Meteore più brillanti che sfrecciano nel cielo serale sono dette Bolidi e, se raggiungono una massa oltre 1 tonnellata, sono detti Superbolidi. I Bolidi ed i Superbolidi iniziano ad arroventarsi nella bassa Termosfera (post 3/4) e nella Mesosfera (post 2/4) a contatto con lo strato dell'Ozono, e impiegano più tempo a bruciare nella Mesosfera; il più delle volte esplodono a pochi km dal suolo emettendo un suono elettrofonico prolungato ed un enorme boato simile ad un tuono.




Quando l'esplosione di questi corpi celesti avviene negli strati bassi dell'Atmosfera (Stratosfera, Troposfera) genera un'onda d'urto che crea seri danni a persone e cose, così come avvenuto il 15 Febbraio 2013 sulla città di Cheljabinsk – Russia, dove un Superbolide di circa 10.000 tonnellate è esploso in Atmosfera provocando oltre 1.500 feriti e seri danni alle strutture.


Un evento di questo genere sarebbe già avvenuto anche il 30 Giugno 1908 nella zona del Tunguska - Altopiano Siberiano. Poco dopo le 7 del mattino, un enorme Superbolide esplose a circa 8 Km dal suolo (alta troposfera). Il boato dell'esplosione fu udito oltre i 1.500 Km di distanza, seguito da un'onda d'urto registrata dai sismografi di Irkutsk, Tashkent, Tblisi e Jena, pari ad un terremoto di magnitudo 5,2 della scala Richter e con una energia pari a 12,5 Megatoni di potenza. L'onda termica procurò circa 2.150 Km2 di devastazione della foresta siberiana, carbonizzando gli alberi di betulle della taiga ed abbattendo alti fusti secolari; alcuni abitanti dei kolchoz circostanti morirono o rimasero gravemente ustionati e nei giorni successivi furono notati bagliori notturni diffusi nell'Atmosfera dovuti al surriscaldamento degli strati atmosferici.




Troposfera 9 km


La circolazione nell'alta Troposfera assume caratteri diversi da quella nella zona bassa dello strato, perché viene a mancare l'azione frenante dell'attrito e degli ostacoli sulla superficie terrestre; di conseguenza la velocità dei venti tende ad aumentare con l'altezza.
Qui i jet stream possono raggiungere i 300-500 km/h.


Jet Stream o "Correnti a getto" della bassa Troposfera lambiscono il monte Everest, in una splendida giornata soleggiata (post 2/4 bassa atmosfera).

Oggi sappiamo che i jet stream trasportano calore ed energia, costituiscono uno dei fattori principali della circolazione generale dell'atmosfera e influiscono in maniera determinante sulle condizioni meteo delle zone temperate. La loro origine è da mettere in relazione con l'incontro tra masse d'aria calde e umide di provenienza tropicale e masse d'aria fredde e asciutte di provenienza polare; un ruolo importante dovrebbe essere poi sostenuto dalla rotazione terrestre, che contribuirebbe ad imprimere ad esse la grande velocità.


Troposfera 0-11 km


Cumuli-nembi 

Nuvole basse ma con sviluppo verticale che possono arrivare fino a 8-11 km: a questa quota si abbandona la troposfera per passare, attraverso la tropopausa, allo strato successivo; l'aria inizia a farsi più calda mano a mano che si sale e il vapore acqueo non riesce più a condensarsi: il cumulonembo inizia ad espandersi orizzontalmente generando una forma "a incudine"



Troposfera 6-12 km

Nuvole alte 



Cirrostrati






















Cirrostrati
(alone intorno al sole)














Cirrocumuli













Cirri

















Troposfera 11 km


Stealth
dall'inglese, "furtivo", velivolo invisibile al radar, un aeroplano realizzato con tecnologie che lo rendono scarsamente percettibile ai radar o ad altri dispositivi di localizzazione (o persino alla vista). L'uso di tecnologie stealth, applicato innanzitutto e con più successo agli aerei, è anche diffuso come concetto costruttivo di hovercraft, unità navali, elicotteri





















Troposfera 12 km

Il giro del mondo in aerostato o mongolfiera

Nel 2002 Steve Fossett lo ha compiuto in solitaria; nel 1999 invece i due protagonisti della storica impresa (nella foto) sono stati l’inglese Brian Jones e lo psichiatra svizzero Bertrand Piccard. Da notare che il nonno del 41enne Bertrand è quel famoso Auguste "conquistatore della stratosfera" (nel 1932 era salito a 16.201 metri di altezza con un pallone) e inventore del batiscafo Trieste, a bordo del quale, nel 1960, il figlio Jacques (padre di Bertrand) raggiunse gli 11.490 metri di profondità della Fossa delle Marianne, nell’Oceano Pacifico.


La circumnavigazione del globo terrestre in mongolfiera di Piccard si è conclusa il 20 marzo 1999 in meno di 20 giorni: per l’esattezza i due piloti hanno impiegato 19 giorni, 21 ore e 55 minuti per percorrere 42.810 chilometri.





Come potete vedere la mongolfiera non sostiene una semplice seppur robusta cesta, come di solito avviene nelle mongolfiere tradizionali, ma una capsula ben attrezzata ed isolata per le temperature e la pressione proibitive che si incontrano a questa quota nell'alta Troposfera e nella Tropopausa (post 2/4).






Troposfera 12 km

Aerei di linea commerciali subsonici

Gli aerei di linea volano ad alta quota perchè la densità dell’aria è minore e quindi la resistenza generata dall’aria si riduce. Come risulta chiaro da questi post sull'atmosfera, più l’aria è densa maggiore è la resistenza (si può provarlo facilmente mettendo la mano fuori dal finestrino della macchina e sentendo come l’aria ci sbatta contro e la spinga in direzione opposta al senso di marcia). Quindi, anche in aereo la resistenza avrà direzione opposta al senso di marcia (anche se non possiamo mettere fuori la mano dal finestrino per problemi di pressione e temperatura post 1/4 visione d'insieme).

Maggiore è la resistenza dell'aria, maggiore sarà la spinta dei motori per mantenere la velocità, ma in questo modo aumentano i consumi. C’è però un modo per ridurre la resistenza e cioè volare ad alta quota dove la densità dell’aria è molto più bassa. I motori a jet hanno l’abilità di poter dare molta spinta anche quando la densità dell’aria è bassa (come a 10.000 metri).

I voli di linea, che hanno motori a jet (con turbina), volano tra 8,5 e 12 km e la quota dipende dal tipo di volo che si effettua. In linea di massima:
- sopra gli oceani 9,5 - 12 km
- continenti e centri abitati 5,9 - 12 km
- nazionali italiani 8,9 km

Il tipo di volo dipende anche dalla distanza
- nei voli a corto raggio non conviene salire troppo in alto perchè si consuma molto nella fase di salita dove i motori spingono al massimo.
- nei voli a lungo raggio conviene salire il più possibile per consumare di meno


























Per aiutarvi ad averne un'idea: accuratamente studiata, guardando da terra gli aerei di linea, la reale quota a cui corrisponde la sagoma che stiamo osservando.


























TropoPausa 7-17 km

TropoPausa

Segue di conseguenza la quota variabile della sottostante Troposfera (post 2/4 bassa atmosfera) ed è caratterizzata da parecchie "inversioni" termiche (dove il gradiente termico inverte il segno) ed anche delle "sacche isoterme" (= a temperatura costante) sovrapposte, continuamente disperse e rinnovate dai movimenti verticali dell'aria e dalla presenza di forti correnti orizzontali di grande intensità dette "correnti a getto" (jet stream).





S t r a t o s f e r a - O z o n o s f e r a
(7/17 - 50)


Stratosfera 13-14 km


Il gigantesco flusso dei venti occidentali è particolarmente intenso sopra le zone temperate della Terra, in corrispondenza delle quali si hanno dei veri e propri "fiumi d'aria" profondi alcuni km e larghi non meno di 500 km, che circolano sinuosamente intorno al globo arrivando a velocità fino a 500 km/h.
Essi presentano comunque variazioni stagionali in latitudine, altitudine e velocità, e oltre a queste variazioni, anche oscillazioni cicliche delle correnti nell'ordine di una settimana o poco più.

Jet Stream o Correnti a getto della bassa Stratosfera.

"I primi incontri con questi venti li ebbero i piloti degli aerei da bombardamento americani, durante la 2^ guerra mondiale; volando ad alta quota dalle isole del Pacifico al Giappone, essi incontravano, in determinate circostanze, delle correnti contrarie la cui elevata velocità non era mai prevista dai servizi meteorologici ed impediva od ostacolava il compimento delle loro missioni." 

Ancora oggi le correnti a getto (post 2/4) mettono in difficoltà le linee aeree e gli esperti di previsioni meteo: a volte trasportano un aeroplano attraverso continenti ed oceani a velocità di primato, favorendone il volo con forti venti di coda; altre volte, invece, per vincere i potenti venti di prua, occorre trasportare abbondanti riserve di carburante, a spese di prezioso carico utile.


Stratosfera 17 km

Concorde

aereo da trasporto supersonico che grazie alla grande velocità era in grado di ridurre drasticamente i tempi di volo.

Curiosità 1: 
generalmente le cabine degli aerei di linea sono pressurizzate alla pressione equivalente ad una quota di 1,8 - 2,4 km di altezza, mentre il Concorde volava molto più alto. La pressurizzazione del Concorde era impostata alla quota equivalente inferiore rispetto agli altri jet commerciali, quindi con una pressione interna più elevata, per creare una maggiore scorta d'aria all'interno dell'aereo.
Questo in quanto alla quota di volo tipica del Concorde di 17 km (quindi maggiore rispetto a quella degli aerei subsonici solitamente inferiore a 12 km) una eventuale depressurizzazione della fusoliera partendo da pressioni in cabina usuali sarebbe così rapida da rendere inutili le maschere ad ossigeno, in quanto l'ipossia (mancanza d'ossigeno) giungerebbe verosimilmente prima del tempo necessario a mettersi la maschera. Oltre i 15 km infatti la carenza di ossigeno può causare la perdita di conoscenza, anche ad un atleta allenato, in 10-15 secondi. Per questo motivo il Concorde aveva dei finestrini più piccoli: per limitare il tasso di diminuzione della pressione in caso di incidente. Era inoltre presente una riserva d'aria aggiuntiva erogabile per mantenere per un certo periodo in caso di perdite ridotte la pressione della cabina, dando il tempo necessario per una discesa rapida.

il gemello russo Tupolev Tu 144d
Curiosità 2: 
il flusso di radiazioni ionizzanti provenienti dallo spazio esterno (vedi post 3/4 alta atmosfera) presente alle altitudini di crociera del Concorde (l'altitudine di crociera di 15 km è più bassa rispetto alla massima quota che poteva raggiungere di 17 km) è doppio rispetto a quello a cui sono esposti i passeggeri che viaggiano su un volo convenzionale (12 km). Grazie al tempo di volo ridotto (vista la velocità supersonica) tuttavia, la dose equivalente totale di radiazione era inferiore a quella assorbita in un volo tradizionale. Sul ponte di volo era presente un radiometro e uno strumento per misurare il tasso di diminuzione delle radiazioni, cosicché in caso di occasionali aumenti dell'attività solare, se i livelli fossero divenuti eccessivi, i piloti sarebbero scesi sotto i 14 km. Tramite la lettura del tasso di diminuzione era possibile capire se era necessario scendere ulteriormente di quota, diminuendo il tempo trascorso ad altitudini non sicure.


Stratosfera 18 km

Nuvola a fungo di una 
bomba atomica

Questa foto rappresenta un triste momento della sperimentazione umana, l'era nucleare, dove si fecero test in tutto il mondo rilasciando in quantità radiazioni nocive in bassa atmosfera. Qui l'esplosione è a Mururoa. Trovate alla fine del post un link di fotografie.

Questa tremenda immagine ci ricorda purtroppo fatti avvenuti tanti anni fa ma che ancora lasciano una profonda ferita in molti di noi e le conseguenze si consumano ancora ai nostri giorni, dopo più di 70 anni, a causa delle radiazioni letali.

Durante la 2^ guerra mondiale, ad agosto del 1945, la devastazione nucleare colpì il Giappone. Il fungo della bomba atomica sganciata su Hiroshima ("Little Boy") e che spazzò via in pochi istanti tutta la cittadina causando migliaia di vittime, arrivò ad un'altezza di quasi 15 km e restò visibile per 90 minuti e fino a quando gli aerei non si trovarono a oltre 700 km di distanza, mentre quello della bomba più potente sganciata a Nagasaki solo 3 giorni dopo ("Fat Man") raggiunse i 18 km di altitudine.


Stratosfera 20 km

 "Zero gravity"
Volo in microgravità

I "voli parabolici" sono effettuati da ”aerei senza-peso", privi di allestimenti al loro interno e dotati di rivestimenti assorbenti alle pareti, oltre che di funi che corrono lungo la fusoliera per offrire un appiglio ai passeggeri “senza peso”. Essi ricreano, in una serie di traiettorie paraboliche, le stesse condizioni di microgravità esistenti nello Spazio. L'unico programma al mondo di “perdita di peso istantanea”.

Liberamente tratto da "Avamposto 42": "per darvi il benvenuto, nella fase di decollo dalla base francese il pilota dirige l’aereo alla massima velocità con una pendenza di circa 45 gradi (durante la quale siete sottoposti ad una accelerazione positiva fino a circa 2G, pari cioè al doppio della forza di gravità terrestre). Raggiunti i 20 km di quota, i motori vengono “messi al minimo”. E… indovinate. Che cosa succede a un aereo a 20 km di altezza, con i motori al minimo? Intuite la risposta? Già… precipita. Nel nostro caso, naturalmente, è una discesa controllata: con i motori così “silenziati”, l’aereo si trova a planare in caduta libera, frenato solo dall’attrito dell’atmosfera.
Nei 20 secondi di caduta, il peso – in analogia con quanto accade in una torre di caduta – viene annullato dalla forza apparente dovuta all’accelerazione dell’aereo. In altri termini: siamo quasi in assenza di peso. A causa dell’attrito dell’aria, il peso viene ridotto di circa 100 volte: galleggiate allegramente, come un astronauta, e con voi i vostri colleghi e gli esperimenti che hanno portato


A questo punto il pilota inizia la fase di richiamata per uscire dalla parabola e riportare l'aereo in volo rettilineo e durante questa fase noi ritorniamo a sperimentare un peso che però è circa il doppio rispetto a quello reale..immaginate.... 
Il completamento di un ciclo dura approssimativamente 3 minuti, di cui circa 1 trascorso lungo la traiettoria parabolica con 20-25 secondi di Gravità Zero.
Durante un volo parabolico, l’aereo percorre ben 31 parabole. Quindi preparatevi: alla fine di questa discesa ci sarà giusto il tempo di darsi una pettinata e l’aereo tornerà a risalire. Il totale del tempo passato in assenza di peso, parabola dopo parabola, è oltre 10 minuti."

Scuola Esperienze: certo non si può comprare un biglietto come si farebbe al luna park. Le campagne di voli parabolici Fly your thesis” organizzate dall’ESA sono indirizzate soprattutto agli studenti universitari. Questo permette loro di avere un primo accesso allo spazio: circa 10 minuti di assenza di gravità, permette agli studenti di familiarizzare con i concetti base, con i problemi e con le tecnologie spaziali.

Curiosità: qualcuno non sta benissimo durante il volo – “comete del vomito” non è un soprannome immeritato – ma si tratta di malesseri passeggeri; i partecipanti hanno sempre tratto soprattutto un gran divertimento dallo sperimentare l’assenza di gravità. Per prevenire i malesseri ciascun gruppo può sperimentare 5 voli parabolici prima della campagna vera e propria, durante i quali si rimane legati ai propri sedili, in modo da dare una certa gradualità all’esperienza. In ogni caso è possibile prendere alcuni medicinali prima del volo.


                                                                                             
                                                                                          Assenza totale di gravità o Microgravità?
                                                                                                                                       La condizione di totale assenza di gravità o di microgravità può essere solo simulata, attraverso sistemi di terra creati appositamente.                                                                                  
"La microgravità è una condizione di equilibrio di forze che si traduce in un’apparente assenza di peso. L’assenza di gravità non esiste.
                                                                                                                             Un corpo si dice in microgravità quando la sua accelerazione è uguale alla accelerazione di gravità g. In altre parole quando si trova in CADUTA LIBERA.
La microgravità non è dipendente dalla distanza dalla Terra.
                                                                                                                                                                  Effetti sul corpo umano
Il corpo umano è fatto per funzionare in presenza di gravità. In microgravità insorgono problemi fisici:
Effetti a breve termine
- Il sistema vestibolare dell’orecchio responsabile dell’equilibrio riceve “informazioni
insolite”, provocando nausea (il cosiddetto mal di spazio)
- L’apparato circolatorio funziona in modo differente e si ha una ridistribuzione dei
liquidi corporei
Effetti a medio e lungo termine
- Le ossa tendono a decalcificare
- I muscoli, che non devono più sostenere il peso corporeo, si atrofizzano e quindi
devono essere mantenuti in costante allenamento (da qui l'impegno quotidiano di ore a fare ginnastica)
                                                                                                                                                              Come si ottiene la microgravità?
E’ possibile portarsi in condizioni di caduta libera, e quindi di microgravità, in vari modi e per periodi di tempo diversi:
- Torri di Caduta
- Missili balistici
- Voli Parabolici
- ISS                                                                                                                                                                

Stratosfera 20-25 km

Raggi Cosmici Secondari

Detti anche Astroparticelle, i raggi cosmici secondari sono prodotti nell’interazione del raggio primario con gli atomi dell'aria (post 3/4 alta atmosfera). Dalle caratteristiche di questa ramificazione detta “shower” (doccia di particelle) si può ricavare l’energia e la direzione del raggio cosmico primario.



La radiazione che ci attraversa continuamente in ogni istante, dovunque noi siamo, è costituita da sciami di particelle (come vedete artisticamente rappresentati nell'immagine sopra) che sono composti da un numero crescente di particelle che si sviluppa dalla collisione a questa quota di un protone o di un nucleo con l'aria.

Qui a fianco una comoda legenda per tradurre i simboli in nomi più comprensibili.

Man mano che penetrano nell'atmosfera, le astroparticelle raggiungono un massimo intorno ai 10 km per poi affievolirsi in prossimità della superficie terrestre. 

Come già detto, la dose ricevuta dal personale di volo delle compagnie aeree, infatti, è significativamente superiore a quella dei pescatori.












Stratosfera 21 km

Aerei a reazione

Possono arrivare fino a questa altitudine, anche se normalmente la quota di volo è più bassa.









































Stratosfera 21 km

Mongolfiera

Record di altitudine di 21.290 metri con equipaggio stabilito da Vijaypat Singhania il 26 novembre del 2005, in India, all'età di 67 anni.







Stratosfera 21 km















U2

Aereo spia o spy plane













Stratosfera 24 km

Eruzione di vulcano 

Puyehue in Cile a fianco, in basso Mt Cleveland



































Stratosfera-Ozonosfera 10-50 km

Ozonosfera

Con un massimo di intensità verso i 25 km di quota, questo strato (di cui abbiamo abbondantemente parlato nel post 2/4 bassa atmosfera) ha un'importanza fondamentale dovuta principalmente a 3 motivi:
1 - effetto di Schermo della radiazione solare nell'Ultravioletto (raggi UVA e UVB)
2 - influenza sull'effetto Serra
3 - segnalatore di inquinamento troposferico



Stratosfera 15 - 30 km

Nubi Polari Stratosferiche PSC, Polar Stratosferic Cloud (post 2/4 bassa atmosfera), conosciute anche come Nubi Madreperlacee.

La stratosfera è molto secca e, a differenza della troposfera, raramente consente la formazione di nubi. Tuttavia nel freddo estremo delle regioni polari si possono formare nubi stratosferiche di vario tipo, che sono classificate a seconda del loro stato fisico e della composizione chimica.

A causa della loro altitudine e della curvatura della Terra queste nubi ricevono la luce solare da sotto l'orizzonte e sono osservabili in particolare prima dell'alba o dopo il tramonto. Si formano con temperature sotto −78 °C, valori che si raggiungono nella bassa stratosfera durante l'inverno polare.

























Stratosfera 20 - 50 km

TLE - Eventi Luminosi Transienti

Misteriosi fenomeni dell'alta atmosfera. I TLE sono fenomeni ottici velocissimi dell'alta atmosfera associati a forti temporali.

I primi indizi sull'esistenza di questi fenomeni è stato dato dai fisici scozzesi nel 1920, ma solo 70 anni dopo questi fenomeni sono stati registrati. Da allora ormai abbiamo migliaia di osservazioni di diversi tipi di TLE fatti da aerei, space shuttle e satelliti. Ce ne sono vari
tipi, come i nomi che vedete nella figura a fianco: spettri (sprites) rossi, getti blu, elfi, aloni e trolls, tutti associati con l'attività temporalesca e con natura elettromagnetica.
Ai TLE si associano anche i TGE (Terrestrial Gamma Event). Gli eventi luminosi transitori sono associati a scambi di energia intensi tra i diversi strati atmosferici.


Blue Jets: i "Getti blu"

Sono un fenomeno ottico della stratosfera osservato durante forti tempeste. Sono considerati come delle espulsioni ottiche dalla cima delle regioni elettricamente più attive delle tempeste. Nella parte superiore della loro uscita dalla nube temporalesca, si propagano verso l'alto in una struttura stretta in forma di cono di circa 15 gradi di ampiezza e con velocità verticali di circa 100 km/s (Mach 300): si aprono a ventaglio e scompaiono ad altezze di circa 40 -50 km. I giganteschi getti blu possono raggiungere le altezze della ionosfera.
I blue jets sono eventi piuttosto rari e la loro comparsa è meno probabile rispetto agli sprites rossi (fenomeni tle d'alta quota). I blu jets non sono allineati con il campo magnetico locale. Sono robusti eventi elettromagnetici e la loro attività può avere un'influenza anche diretta sulle condizioni nella ionosfera.





















Stratosfera 27 km

Blackbird Lockheed Sr 71

Aereo spia, spy plane













Stratosfera 35 km

Palloni sonda o meteorologici (weather balloon)

Quelli usati spesso per giustificare la presenza di presunti Ufo (oggetti volanti non identificati). I materiali principalmente usati sono il latex ed il neoprene ed il gas usato è l’elio ma a volte è usato anche l’idrogeno.

Esistono diversi tipi di palloni sonda e, soprattutto, il numero che ogni giorno viene liberato nella nostra atmosfera è molto elevato: solo negli Stati Uniti si calcola che ogni anno siano lanciati almeno 75.000 palloni.

Scuola, esperienze
può essere utile sapere che questo tipo di esperimento è stato anche usato in sede di maturità: nella provincia di Brescia Emanuele Balduzzi, nel 2012, ha deciso di costruire la sua tesina attraverso un vero e proprio esperimento scientifico, cioè il lancio di un pallone aerostatico dotato di telecamere e rilevatori di altitudine nella stratosfera (la sua esperienza).


Normalmente i palloni meteorologici hanno a terra un diametro di circa 1,8 m che può aumentare di anche 3 volte a seconda dell’altezza che viene raggiunta. La vita del pallone sonda solitamente è molto breve e in media essi restano in volo per circa 2 – 3 ore.

Da notare inoltre che i palloni meteorologici lanciati durante il giorno non hanno nessun dispositivo che emette luce, anzi i materiali usati per costruirlo sono molto opachi. Il discorso cambia di molto per i palloni stratosferici usati per esperimenti scientifici ad altissime quote e per testare apparecchiature per i satelliti (nel post 1/4 visione d'insieme, trovate le varie serie di panoramiche dell'atmosfera dove si possono distinguere i palloni).







Stratosfera 37 km

Mig 25 (E-266M «FoxBat»)

Pilotato dal russo Aleksandr Fedotov il 31/8/1977 riuscì a toccare quota 37.650 metri




Stratosfera 41 km


Record di altezza maggiore di un lancio da pallone aerostatico

Il 24 ottobre 2014 il è stato battuto da Alan Eustace, vicepresidente di google che si è lanciato da una altezza di 41.419 metri. L'evento è stato molto poco pubblicizzato e Alan è salito solo con la tuta, senza alcuna capsula.

Le foto a lato si riferiscono invece all'impresa di Felix Baumgartner nell'ottobre del 2012, cioè il precedente record. Ecco i dati del lancio:

- quota oltre 39
- supera la velocità del suono arrivando ad una velocità massima di oltre 1.300 km/h (Mach 1,24)
- specialissima tuta piena di sensori, sviluppata ad hoc partendo da quelle NASA per gli astronauti
- speciale capsula di 1.315 kg, piccola e ipertecnologica
- oltre 2 ore di ascesa
- salto di 9 minuti (4 in caduta libera)

Per capire i rischi che si corrono a queste altezze, occorre tenere presente che le onde d'urto che appaiono a quella velocità possono uccidere senza problemi se solo si perde il controllo o la tuta si danneggia in qualche modo, oppure possono far bollire il sangue o, per la differenza di pressione, far quasi "esplodere". Solo una preparazione metodica accurata e intelligente da parte dell'atleta, nella cura dell'attrezzatura e di tutto il team possono mettere al riparo da questi rischi che hanno già causato disgrazie in passato.
Inoltre Eustace ha spiegato alcuni particolari tecnici emersi durante questi anni di ricerca: ha scoperto, per esempio, che per controllare gli spostamenti del suo corpo dall’interno della tuta avrebbe dovuto compiere movimenti opposti a quelli che farebbe convenzionalmente un paracadutista in circostanza normali (doveva muoversi a sinistra per spostarsi a destra, muoversi in alto per puntare verso il basso).



Il record di durata di una caduta libera è rimasto a Joe Kittinger, che lo stava guidando da terra.





Gustatevi queste due immagini d'epoca, dalle quali si nota il "salto tecnologico" di materiali, conoscenze ed esperienze che nel frattempo c'è stato.









Alcune affascinanti immagini del salto di Felix (avrete notato che questa immagine è già presente nel post 1/4 visione d'insieme, quando si parla di "aria rarefatta")





Si vedono spesso sul web queste immagini del salto, ma è più difficile trovare quelle che danno l'idea della dimensione del pallone, come quella sottostante:
- la capsula di Felix era infatti attaccata ad un pallone enorme, riempito di Elio e sottilissimo (3 mm di spessore), di cui avete qui sotto una efficace immagine. Nonostante l'estrema leggerezza della capsula, il pallone che la porta su deve avere proporzionalmente una certa dimensione.
Non perdetevi il video completo di cui vi metto il link in fondo al post.






















                                                                                                                                                                                Ma perché                                       questi lanci così rischiosi dalla stratosfera?
                                                                                                                                       In realtà a monte ci sono dei motivi scientifici di tutto rispetto. Tuffarsi dallo spazio potrebbe sembrare un nuovo sport estremo (anche piuttosto costoso) ma soprattutto è una via di salvezza per gli astronauti in difficoltà, ricordiamoci infatti della tragedia avvenuta in fase di rientro dello Shuttle Columbia. La sfida a cui si sta lavorando è quella di rendere possibile all'uomo la caduta libera da 100 km di altezza, e per garantire la sopravvivenza all'astronauta occorre mettere a punto una tecnologia a prova di sbalzi termici, dotata di ossigeno e super resistente.                                                                                                                                                     La tuta deve essere pressurizzata perché ad alte quote, se l'aria è quasi assente (pressione minima), l'acqua nel sangue evapora all'istante.                                     Cadendo ad una velocità superiore a quella del suono (nota: nell'aria, la velocità del suono dipende dalla temperatura per cui è di 331 m/s a 0 °C - pari a 1.191,60 km/h - e di 343,8 m/s - pari a 1.237,68 km/h - a 20 °C; inoltre la velocità del suono decresce con la quota, a causa dell'abbassamento della temperatura che avviene fino a 25 km; ad altezze superiori, poiché la temperatura ricomincia a salire, la velocità del suono aumenta di conseguenza), un avvitamento potrebbe essere mortale, ma un paracadute ausiliario e mini-jet sui guanti stabilizzerebbero la caduta.                                                                                                                                                        Scendendo poi di quota, la temperatura passa di colpo da - 40°C a + 240°C per l'attrito dell'atmosfera e quindi il materiale speciale della tuta, il Nomex, e un sistema di raffreddamento a liquido consentiranno l'isolamento termico.                                                                                                                                                                      Infine a 1 o 2 km di altezza l'astronauta in fuga da una navicella in panne o dalla Stazione Spaziale aprirà il paracadute per arrivare a terra dopo una ventina di minuti di volo dall'alta mesosfera.                                                                                                                  
                                                   
                                                                                                                                                                                                                               


Stratosfera 42 km

Palloni stratosferici

Anch'essi, come i palloni sonda o meteorologici, usati spesso per giustificare la presenza di presunti Ufo (oggetti volanti non identificati).

I materiali principalmente usati sono il latex ed il neoprene ed il gas usato è l’elio ma a volte è usato anche l’idrogeno
La superficie del materiale utilizzato per la realizzazione dei palloni stratosferici è in grado di riflettere la luce solare e di conseguenza assumere delle colorazioni particolari a secondo sia delle condizioni meteorologiche che dell’altezza a cui si trova.

I palloni stratosferici (post 2/4) hanno tempi di “sopravvivenza” molto più lunghi, ma si parla sempre massimo di 24 ore; i lanci di questo tipo di palloni viene effettuato, nella stragrande maggioranza dei casi, in zone a bassissima densità di popolazione. Dobbiamo però anche ricordare che il diametro dei palloni stratosferici è molto superiore rispetto a quello dei palloni meteorologici. Il diametro del pallone varia, infatti, con le dimensioni ed il peso delle attrezzature scientifiche che debbono essere trasportate e anche in base all’altezza da raggiungere. Un’altra caratteristica dei palloni sonda è che il materiale con cui sono costruiti non riflette le onde Radar e pertanto quasi impossibili da essere visualizzati durante i loro tragitti nell’atmosfera. Data l’altezza quindi, a cui essi vengono portati dalle correnti ascensionali il diametro e la forma possono assumere dimensioni diverse da quelle originali.


StratoPausa 50 km


StratoPausa

Grazie alla presenza dello strato d'Ozono la temperatura si stabilizza raggiungendo i 0°C (post 2/4).

Qui vengono assorbiti i raggi Ultravioletti letali per ogni forma di vita.








M e s o s f e r a
(50 - 90 km)


Mesosfera 50 km

E' lo strato dove noi vediamo le cosiddette "stelle cadenti", meteore che cadono sulla terra e bruciano al contatto con l'atmosfera.


La maggior parte delle meteore, nel momento in cui risultano visibili a noi, si trovano nella bassa termosfera o nella mesosfera (post fasce asteroidi e post 2/4 bassa atmosfera e 3/4 alta atmosfera)

Nell'immagine qui sotto, perché ho messo una foto dell'aurora tra le meteore?
Beh, perché dovete sapere che la meteorologia moderna classifica le aurore (post) come "particolari elettro-meteore che scaturiscono dalle interazioni magneto – elettriche fra il campo magnetico terrestre ed il plasma del vento solare".
                                                                                                                                                    L’emissione luminosa avviene su tutto lo spettro visibile:                                              
- le molecole d’ossigeno generano il rosso oltre i 250 km di altitudine                            ed il verde al disotto
- l’azoto genera il blu, il viola ed il rosa ad altezze non inferiori ai 95 km                                                                                                         

                                                                                                                                           Da dove vengono le stelle cadenti?                                                                                                                                                             3 sono le sorgenti da cui hanno origine: gli asteroidi, le comete e la polvere interstellare. Ci interessa qui analizzare le Comete, cioè palle di neve sporca ovvero un conglomerato di roccia, ghiaccio, ammoniaca, metano e diossido di carbonio, impastato di polvere protostellare, formata da silicio e materiale carbonaceo, dove il ghiaccio fa da collante.                                                                                                                                                                                                          
        Il loro “parcheggio” si trova ai confini del Sistema Solare, nella Nube di Oort (post fasce di asteroidi), formata da materiale roccioso ricoperto da enormi quantità di ghiaccio; e poiché il campo magnetico del Sole raggiunge quelle latitudini, spesso accade che un pezzo di quel materiale ghiacciato venga attratto e inizi a viaggiare verso il disco solare. All'inizio appare come un puntino luminoso che viaggia nello Spazio; però man mano che si avvicina al Sole, il ghiaccio sublima per effetto di surriscaldamento, liberando anche la polvere stellare.                                                                                                                      
                                                                                                                              Si forma, così, la chioma a forma di coda di rondine; dove quella più lunga è formata da vapore acqueo e quella più corta è formata da polvere stellare; una figura simile alla cometa che adorna l'albero di Natale.                                                                                                                                                                                                             Qui però arriva la parte per noi interessante. Avvicinandosi sempre di più al Sole, il Nucleo Cometario, formato di materiale roccioso, libera anche enormi pezzi di roccia tenuti insieme dal ghiaccio, lasciando questa “spazzatura” su tutta la sua orbita ellittica intorno al Sole. Poi succede che, quando la Terra, nel corso del suo Movimento di Rivoluzione intorno al Sole, attraversa le varie Costellazioni dello Zodiaco ed incontra i residui della chioma cometaria, questi bruciano nell'Atmosfera Terrestre, dando luogo al fenomeno degli Sciami Meteorici, i quali, a loro volta, prendono il nome della Costellazione dove, in quel periodo dell'anno, transita la Terra.                                                                                                 Ad esempio, se pensiamo alle famose “Lacrime di San Lorenzo” del 10 Agosto, astronomicamente è più corretto dire “Lo Sciame Meteorico delle Perseidi”, perchè, in quella data, la Terra si trova a transitare nella Costellazione di Perseo, e, quindi, lo sciame, cioè il Radiante, ha origine proprio dalla Costellazione di Perseo. E poiché la Terra impiega 365 giorni, un anno solare, per completare la sua orbita intorno al Sole (Movimento di Rivoluzione) è facile dedurre che, transitando in altre Costellazioni, incontrerà altri sciami meteorici (ad esempio le Leonidi nella Costellazione del Leone, le Piscidi nella Costellazione dei Pesci, le Cancridi nella Costellazione del Cancro, le Geminidi nella Costellazione dei Gemelli e via di seguito).
                                                                                                                                          Di questo calendario meteorico sono a conoscenza anche i Radioamatori che effettuano collegamenti via Meteorscatter: puntando le antenne direzionali con una buona elevazione, riescono ad effettuare collegamenti a lunga distanza in VHF sfruttando il condotto ionizzato dove è avvenuta l'evaporazione della Meteora in atmosfera. Infatti, a seguito dell'ingresso in Atmosfera, e dopo aver raggiunta la Mesosfera, a causa del forte attrito con l'Ozono, la massa meteorica si arroventa e brucia (processo di Ablazione) liberando i gas dei minerali che la compongono che si ionizzano, rendendo possibile la riflessione dei segnali radio a lunga distanza (post 3/4 alta atmosfera, finestra "radiazione elettromagnetica").  Il Meteorscatter si verifica però ad una quota più elevata, tra gli 80 e i 120 km, comprendendo quindi non solo la Mesosfera ma anche la parte più bassa della Termosfera.                                                                                                                                                                                                                                                                    
                                                                                                                                                                                                             
                                                                                 


Mesosfera 53 km

BU60-1 

Questo il nome di un pallone ultra-thin-film realizzato in film di polietilene che è stato lanciato in Giappone il 23 maggio del 2002. Il pallone salendo ad una velocità di 260 metri al minuto ha raggiunto con successo la quota di 53 km, arrivando quindi in Mesosfera (2/4).






Stratosfera-Mesosfera 40 - 90 km

TLE - Eventi Luminosi TransientiMisteriosi fenomeni dell'alta atmosfera. I TLE sono fenomeni ottici velocissimi dell'alta atmosfera associati a forti temporali.








Red Sprites, o "spettri rossi", generalmente rossi, sono associati a giganteschi cumulonembi a grosso sviluppo verticale tali da produrre forti campi elettrici nella mesosfera.
La regione più luminosa si trova nella fascia 65-75 km di altitudine, sopra il quale vi è spesso una struttura a più debole bagliore rosso che si estende fino a circa 90 km di altezza. Sotto la regione rosso brillante possono esserci strutture filamentose blu/violacee e che possono estendersi verso il basso fino ai 40 km di altezza.

Gli Sprites sono enormi ma hanno deboli lampi luminosi e appaiono ad altitudini di 40-90 km.


Gli Sprites raramente appaiono da soli e di solito sono in gruppi di due, tre o più (vedi foto di copertina).

La durata degli sprites è dell'ordine di millisecondi, perciò si chiamano fenomeni luminosi transienti...cioè velocissimi!
La loro intensità ottica è paragonabile ad un arco aurorale moderatamente luminoso. Le foto di sprites ottenuti da terra e da aerei hanno dimostrato che possono avere strutture complesse che assumono una varietà di forme.



Questa fotografia splendida, scattata dalla Stazione Spaziale Internazionale - ISS, la notte del 10 agosto 2015, mostra da una vista orbitale i temporali sopra le città illuminate nella parte meridionale del Messico. Ma c’è di più: lungo il bordo destro della foto sono presenti un gruppo di strie filanti rosse e viola, molto brillanti, che si innalzano sopra il lampo bianco-blu di fulmine: è un enorme sprite rosso catturato dalla macchina fotografica. Fotografati per la prima volta nel 1989, i red sprites o folletti rossi, sono dei brevissimi lampi di attività ottica che sono associati a fulmini molto potenti. La causa della loro natura sfuggente, deriva dal fatto che gli sprites in genere appaiono come ramificazioni di colore rosso violetto che si diramano al di sopra della regione da cui scaturisce un fulmine eccezionalmente forte. Queste scariche elettriche possono estendersi in alto fino a 90 chilometri nell’atmosfera, con la regione più luminosa che di solito si attesta intorno ad un altitudine di 65-75 km.

Gli sprites rossi (detti anche folletti)  non durano molto a lungo, dai  3 ai 10 millisecondi al massimo, quindi catturarne uno (tecnicamente qui si tratta di un gruppo di loro) come in questa immagine è davvero un' impresa o un gran colpo di fortuna.



Sono stati fotografati per primi dalla ISS (è un luogo ideale da cui osservare questi fenomeni, che sono spesso oscurati da terra dalle nuvole temporalesche), ma questa è una delle migliori immagini mai viste finora.



Mesosfera-Ionosfera 60 km

Strato "D" - Ionosfera

La Ionosfera (post 3/4 alta atmosfera) è importante per la propagazione delle onde radio in modulazione di ampiezza (AM).
Questo strato riflette le onde lunghe (low frequency - LF) solo di giorno, perché la notte, mancando il Sole, scompare a causa della diminuzione di Ioni+.
Le onde AM interessano solo le trasmissioni radio e hanno una frequenza minore, quindi la ionosfera le riflette così da arrivare a punti di ricezione anche molto distanti dalla fonte di emissione.

L'AM è stato il primo metodo usato per trasmettere programmi radio.


Oltre che per le trasmissioni radio commerciali, l'AM è impiegata nelle trasmissioni radio a onde corte su lunghe distanze e nelle trasmissioni della parte video dei programmi televisivi.


Le onde AM attraversano qualsiasi superficie senza difficoltà, anche l’acqua del mare













Mesosfera 75-85 km

Nubi Polari Mesosferiche 
PMC,
Polar Mesospheric Clouds (post 2/4 bassa atmosfera) conosciute anche come nubi nottilucenti.

Sono le nuvole più alte dell'atmosfera terrestre.
Si sa che queste nubi appaiono più frequentemente in estate a latitudini comprese tra i 50° e il 70° in entrambi gli emisferi, e sono inoltre correlate con il ciclo delle macchie solari: esse aumentano quando il numero delle macchie solari diminuisce.


Sono chiamate nottilucenti proprio perché illuminate pur essendo ancora notte. In realtà appaiono al crepuscolo (twilight), quando il Sole è ancora ben sotto l’orizzonte. Merito delle grandi altitudini alle quali persistono, anche oltre 80 km.


E’ un fenomeno ancora oggetto di studio, le normali nubi infatti non possono sopravvivere a quelle quote e con quelle condizioni di pressione.
Da recenti rilevazioni effettuate sia dalla terra che direttamente in quota con l’utilizzo di razzi sonda, sappiamo che le nubi nottilucenti sono formate per lo più da cristalli di ghiaccio.

Non solo sulla Terra ma anche su Marte sono state osservate fino a 100 km di altezza formazioni simili alle nubi nottilucenti.













Le nubi nottilucenti sono osservabili dalla Terra ma anche dall’orbita: gli astronauti a bordo della ISS Stazione Spaziale Internazionale hanno fotografato questo particolarissimo fenomeno atmosferico ancora non del tutto spiegato.

La straordinaria particolarità dello scatto dalla ISS sta nella posizione della Stazione, parallela alla linea di separazione tra il giorno e la notte (terminator), così da immortalare un’immagine impossibile da vedere a livello Terra. All’orizzonte ecco le nuvole basse che sono giallo-arancioni, in alto quelle più bianche e impalpabili, aerosol.
Le nubi nottilucenti sono in alto, di un blu leggero. La ISS in quel momento si trovava sul Mar Egeo alla mezzanotte locale, assistendo a un impossibile alba. La foto è stata scattata il 16 Giugno 2012.


Mesosfera 80 km

"Ali d'astronauta", riconoscimento dell'aviazione americana.
Il distintivo viene assegnato a piloti militari e civili che hanno completato la formazione ed eseguito con successo il volo spaziale. Una variante del distintivo dell'astronauta è rilasciato ai civili che lavorano con la National Aeronautics and Space Administration (NASA) come specialisti di missioni spaziali.
Per guadagnare un distintivo astronauta, un ufficiale militare deve completare tutta la formazione necessaria e partecipare ad un volo spaziale più di 100 chilometri sopra la Terra. Questo confine, conosciuta come la linea di Kármán (post 2/4), proviene dalla Federazione Aeronautica Internazionale.

Tuttavia, nel 1960, il Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti ha assegnato distintivi astronauti per i piloti militari e civili che hanno volato su un velivolo ad una altitudine maggiore di 80 chilometri. 7 piloti qualificati USAF e NASA lo hanno ottenuto tramite volo sub-orbitale con l'X-15. I piloti collaudatori Michael Melvill e Brian Binnie si sono aggiudicati un distintivo di astronauta commerciale dalla Federal Aviation Administration (FAA), quando volavano in missioni sub-orbitali a bordo della Scaled Composites SpaceShipOne. Tutti gli altri uomini e donne ricevono il meritato distintivo astronauta con un viaggio in spazio tramite razzi non alati, la X-15, o la Space Shuttle.

Curiosità: avrete notato nell'immagine anche la presenza di una navetta chiamata Buran. Il Buran è stato un esperimento di Shuttle fatto dai sovietici, superiore tecnologicamente agli shuttle americani in quanto capace di atterraggio in automatico, tra altre cose, ma che fu abbandonato dopo un sola riuscitissima missione per i proibitivi costi di gestione.



MesoPausa 85-100 km

MesoPausa

Avviene una nuova inversione dell’andamento termico ed è etichettata come luogo più freddo a livello naturale sulla Terra, con temperature inferiori a -143°C (post 2/4).

Al confine tra mesopausa e termosfera comincia ad aver luogo il fenomeno delle Aurore Polari (post).





                                                                                          Curiosità sull'orbitare o restare in orbita
                                                                                                                            Nella Termosfera, dalla linea di Karman in su si può orbitare ovunque ma non è possibile farlo senza spinta (per lungo tempo), perché bisogna considerare la domanda  "per quanto tempo vuoi orbitare?".                                                                                                                                                                                           Così, tanto per farsi un'idea, se vuoi orbitare:
- per almeno 5 giorni (diciamo un centinaio di orbite) devi stare sopra i 220 km
- per 10 giorni devi partire da sopra i 250 km
- per 20 giorni sopra i 280 km e così via...
Chiaramente in questo discorso bisogna anche considerare la massa dell'oggetto posto in orbita, che può cambiare notevolmente i parametri.                                                                                                                                                                    
Anche se non rischiano il decadimento dell'orbita, quasi tutti i satelliti hanno necessità di effettuare delle manovre di correzione dell'orbita di tanto in tanto, anche quelli più alti come i geostazionari (che sicuramente non rischiano di decadere in tempi brevi), che lo devono fare per lo "station keeping" perchè altrimenti finirebbero per essere geostazionari ma sulla longitudine sbagliata.                                                                       



  T e r m o s f e r a  
(90-650)

I o n o s f e r a
(50-6.370 km sfera
50-2.000 km sottostrati D-E-F)



Termosfera-Ionosfera 100-150 km

Strato "E" - Ionosfera

La Ionosfera (post 3/4 alta atmosfera) è importante per la propagazione delle onde radio in modulazione di ampiezza (AM).

Questo strato riflette le onde medie (medium frequency - MF).









Termosfera 108 km

North American X-15 (NA-240)

Era un aereo razzo americano facente parte della serie di aerei X, velivoli sperimentali sviluppati per conto dell'USAF, NASA e U.S.Navy.
L' X-15 conseguì numerosi record di velocità e altezza nei primi '60, raggiungendo il confine tra l'atmosfera e lo spazio (post 3/4), ritornando con dati preziosi che sono stati usati in seguito per la progettazione di altri aerei e veicoli spaziali. Potrebbe essere considerato il primo veicolo spaziale per voli suborbitali con equipaggio.

Curiosità: nel corso del programma X-15, 13 voli (eseguiti da 8 piloti) soddisfecero il requisito dell'USAF per essere considerati voli spaziali, superando l'altitudine di 80 km. Di conseguenza ai piloti fu riconosciuto lo status di "astronauta" dall'USAF. 3 piloti di X-15 vennero in seguito anche qualificati come astronauti della NASA, tra cui Neil Armstrong (che in seguito divenne il primo uomo sulla luna) e Joseph Engle (poi divenuto comandante dello Space Shuttle).

Secondo alcuni studiosi, la regione detta "aeropausa", dove si cominciano a manifestare condizioni equivalenti a quelle nello spazio, inizierebbe a 30 km di quota. Molti piloti di X-15 viaggiarono quindi ben oltre l'aeropausa.




















Termosfera 110 km

SpaceShipTwo
(l'unità centrale)

2004, primo velivolo spaziale privato con equipaggio, progettato per turismo spaziale dalla società privata SpaceShip.


Viene portato in quota dalla nave madre WhiteKnightTwo fino a 15 km circa per poi continuare il suo viaggio in alta quota fino a 110 km (post 3/4) tramite il suo razzo, permanere con le ali ripiegate in verticale, infine ritornare in atmosfera.























Termosfera 112 km

Space-
Ship-One

Ora in esposizione in Museo













Termosfera-Ionosfera 80-1.000 km

Aurore

Sono un fenomeno dell'alta atmosfera visibile a diverse altitudini. Si formano con prevalenza intorno ai 100 - 200 km ma possono anche manifestarsi molto più in alto, essendo strettamente legate alla Ionosfera e alla Magnetosfera terrestre. Ne abbiamo abbondantemente parlato sia nel post 3/4 alta atmosfera sia nel post dedicato Aurore.

Un brevissimo ripasso: oggi i fisici che studiano il fenomeno ci spiegano che la luce aurorale viene emessa quando gli atomi e le molecole della ionosfera, come l’ossigeno e l'azoto, collidono con le particelle del vento solare (principalmente elettroni con elevata energia cinetica provenienti dai brillamenti della nostra Stella). Gli elettroni iniziano a collidere con le molecole della ionosfera proprio dove essa è più intensa (distanza media di circa 2.000 – 2.500 km dai poli). Esattamente in queste zone della ionosfera avvengono le principali interazioni molecolari che determinano la luminescenza dell’aurora; ed è proprio in questa fase che si possono creare notevoli interferenze con le comunicazioni radio, satellitari, terra – bordo – terra e con alcuni tipi di link della difesa aerea. La causa dell’emissione luminosa va quindi attribuita alle collisioni ad alta energia fra i fasci di elettroni e le molecole della ionosfera.

Bellissima immagine, tra le tante, di una aurora ripresa dalla ISS, Stazione Spaziale Internazionale.

I colori che si vedono dipendono dalle frequenze della radiazione elettromagnetica, in base al tipo di gas i cui atomi vengono eccitati (es. verde e rosso ossigeno atomico, blu azoto).





Termosfera-Ionosfera 170-400 km

Strato "F" - Ionosfera

La Ionosfera (post 3/4 alta atmosfera) è importante per la propagazione delle onde radio in modulazione di ampiezza (AM).
Lo strato F è in realtà costituito dai 2 sottostrati F1 (a 170 km) ed F2 (a 250 km).
Questo strato riflette le onde alte o corte (high frequency - HF).

I 2 strati sono separati di giorno ed uniti di notte. La ionizzazione di questi strati è notevole e rimane difficile alle onde radio attraversarli e, pertanto, in particolare di notte, quasi tutte le onde radio vengono riflesse verso il pianeta stesso. Il fatto poi che di notte scompare lo Strato D fa sì che sia possibile captare meglio stazioni radio lontane anche migliaia di km, grazie alla riflessione dello strato F. La ionizzazione raggiunge il massimo nello strato F2 che, durante la notte, risente anche dei raggi cosmici.

                                                                                                                                                                                                       
                                                                                                                                 Solo alcune onde radio hanno la proprietà di attraversare indenni questi strati D-E-F (post 3/4 alta atmosfera).                                                                                                                                                                                              
                                                                                                                              Queste onde radio sono quelle che appartengono alle categorie:                                                                                                                              
VHF = very high fr. = molto alte, cortissime                                                              UHF = ultra high fr. = ultra alte, ultracorte                                                            SHF = super high fr. = microonde                                                                                                                                   
Queste categorie riguardano a grandi linee i sistemi vhf Tv, radio FM, uhf Tv, cellulari, gps, microonde, satellitari, radar, wi-fi.                                                                                                                                                                                                                                                                              
                                                                                      



Termosfera 185-643 km

Space Shuttle

Attivo dai primi anni '70 fino al 2011, poi concluso per l'estrema complessità del progetto, problemi di sicurezza, costi operativi enormi e tragedie avvenute.

E' composto dall'Orbiter (la navetta che entra in orbita e trasporta gli astronauti), il serbatoio esterno (external Tank, grande) e i 2 razzi booster laterali. La navetta è progettata per raggiungere orbite comprese tra i 185 ed i 643 km di quota (3/4) con un equipaggio composto da 2 a 7 astronauti (10 in caso di una missione di recupero di emergenza).

Sono stati costruiti 5 orbiter; 2 sono andati distrutti in incidenti e 3 sono stati ritirati. L'intero sistema è stato ritirato dal servizio il 21 luglio 2011, dopo 135 lanci. Nella sua storia è stato utilizzato per le missioni spaziali orbitali dalla NASA, dal Dipartimento della Difesa statunitense, dall'Agenzia Spaziale Europea, dal Giappone e dalla Germania.

- 45 km (alta stratosfera): si separano e 75 secondi dopo la separazione dallo Shuttle, gli SRB (Solid Rocket Boosters) raggiungono l'apogeo ad una altezza di circa 67 km (mesosfera) e tornano a terra rallentati da tre paracadute.
- 110 km (termosfera): a differenza dei boosters, il serbatoio esterno non è riutilizzabile, si distrugge infatti durante il rientro nell'atmosfera terrestre prima dell'impatto con l'oceano indiano o l'oceano pacifico, lontano dalle rotte marittime. L'orbiter procede con i suoi razzi ausiliari a raggiungere l'orbita.
La manovra di rientro prevede che la navetta riduca la propria velocità attraverso i motori di manovra fino a trovarsi su una traiettoria di discesa che le permetta di attraversare i vari strati dell'atmosfera e fare ritorno sulla Terra. L'atterraggio avviene senza propulsione, un po' come un aliante, in una lunga pista e in vari possibili siti.























Le missioni più importanti realizzate hanno permesso, grazie alla vasta fascia orbitale d'azione:
- il lancio di satelliti (tra cui il telescopio Hubble) e 3 sonde interplanetarie
- di condurre esperimenti scientifici nello spazio
- la manutenzione e la costruzione di stazioni spaziali

























Fin dall'inizio nella fase di progettazione si sono presentati 2 grandi problemi di progettazione:
- l'instabilità nel volo atmosferico
- la dissipazione del calore durante il rientro nell'atmosfera

Il problema del rientro portò allo studio di nuovi materiali per la realizzazione di un adeguato scudo termico, che protegge l'orbiter durante il rientro atmosferico durante una missione, quando si raggiungono temperature di 1.650 °C; inoltre costituisce anche una barriera dal freddo dello spazio mentre lo Shuttle è in orbita (la costruzione del razzo X-15, avvenuta nel 1954, consentì la sperimentazione di diverse soluzioni; l'X-15 poté sperimentare gran parte delle fasi di volo che incontrerà decenni più avanti lo Space Shuttle durante il rientro sulla Terra).


Lo scudo termico ricopriva completamente la superficie dello Shuttle ed era costituito da 7 diversi materiali a seconda della protezione termica richiesta in una particolare parte del velivolo. L'orbiter aveva cambiato il suo sistema di protezione termico diverse volte per ridurre il peso e il carico di lavoro. Le piastrelle di ceramica dovevano essere controllate dopo ogni volo per trovare eventuali piastrelle rotte; inoltre assorbono umidità e quindi dovevano essere protette dalla pioggia. 


Questo inconveniente era stato dapprima risolto spruzzando sulle tegole il prodotto "Scotchgard"; in seguito era stata sviluppata una soluzione ad hoc: in un secondo tempo molte tegole della sezione dello Shuttle che diventa meno calda erano state sostituite da grandi pannelli di un materiale isolante avente la consistenza del feltro. Ciò aveva comportato il vantaggio di non dover ispezionare in modo particolarmente accurato zone molto grandi del rivestimento (in particolare la zona del carico).


Termosfera 187

Freedom 7

Spacecraft (navetta spaziale) del Progetto Mercury.
1° volo spaziale americano suborbitale con equipaggio (1961).

Alan Shepard fu uno dei primi 7 astronauti scelti dalla NASA nell'aprile del 1959 nell'ambito del programma Mercury, diventando il primo americano nello spazio.

Infatti, il 5 maggio 1961, nella navicella Freedom 7, Shepard fu lanciato da un razzo Redstone in una traiettoria di volo suborbitale a un'altitudine di circa 187 km (3/4).



Termosfera-Esosfera 200-2.000 km



                                                                                                                                           -  Tipologie di Satelliti in base all'altezza dell'Orbita e all'impiego  -
                                                                                                         LEO: orbita terrestre bassa, circolare
                                                                                                                               in genere 200-2.000 Km fasce di Val Allen:
- Il limite inferiore di 200 km di altitudine è imposto dall'atmosfera in quanto un'eccessiva sollecitazione con le forze di attrito ridurrebbe notevolmente il tempo di vita di un satellite
- Il limite superiore di 2.000 km è invece imposto dalla presenze delle fasce di Van Allen (post 3/4 alta atmosfera) che provocherebbero al satellite un'esposizione radioattiva tale da pregiudicare il corretto funzionamento degli apparati di bordo)
                                                                                                                          rivoluzione in 90' (1 ora e 30' il giro del globo) a 27.400 km/h
È necessaria una flotta di 50-200 satelliti per coprire l'intera superficie del globo terrestre.                                                                                                                                                                                                        
Dove sono utilizzati:
- nelle telecomunicazioni per radioamatori
- impieghi particolari per il rilievo fotografico del terreno
- sono del tipo LEO anche le orbite polari che si trovano ad angolo retto rispetto al piano equatoriale dei satelliti che monitorano la situazione del buco nello strato di Ozono al di sopra dell’Antartide (post 2/4 bassa atmosfera)
- si trovano di norma su orbite a quote basse dai 200 km ai 600 km i satelliti per l'osservazione della Terra sia per fini scientifici sia per scopi di ricognizione militare
- alcuni satelliti per telecomunicazioni (che dovrebbero stare molto più in alto) possono anche essere a quote più basse per limitare il ritardo della trasmissione (un segnale radio per fare 36.000 km in andata e altrettanti al ritorno impiega circa un quarto di secondo, più eventuali altri ritardi dovuti all'elaborazione del segnale, un ritardo che può essere fastidioso in una comunicazione telefonica). Ad esempio i satelliti Iridium orbitano ad una quota di 780 km.                                                                                                                                                                                                          


Termosfera 220-350 km

Soyuz

dalla fine (nel 2011) del programma spaziale degli Shuttle gestito dalla NASA, la Soyuz è l’unico veicolo spaziale che trasporta astronauti e cosmonauti sulla ISS (Stazione Spaziale Internazionale).

Il decollo avviene dal cosmodromo di Baikonur in Kazakistan, e razzo e navetta spaziale sono uno dei più rodati e utilizzati mezzi nella storia delle esplorazioni dello Spazio. Soyuz in russo significa "unione": portano questo nome sia il lanciatore, cioè l’insieme dei razzi per il lancio, sia la navetta spaziale che poi materialmente compie il suo attracco con la ISS.

A 9 minuti dalla partenza la Soyuz ha raggiunto l’orbita desiderata a un’altitudine di 220 km (da dove però deve raggiungere la quota della Stazione a circa 350-400 km (post 3/4), quindi salire di quota di altri 130-180 km). Terminata la grande accelerazione e la parte più burrascosa del viaggio, astronauti e cosmonauti iniziano a sperimentare la microgravità, cioè la quasi totale assenza di peso con cui dovranno convivere per i loro mesi di permanenza sulla ISS. La Soyuz intanto finisce i compiti: apre i pannelli solari per dare energia aggiuntiva ai suoi sistemi ed estende le antenne per le comunicazioni. Inizia la parte del viaggio meno brusca verso la Stazione Spaziale Internazionale. La procedura oggi, dopo varie modifiche per velocizzare l'attracco alla ISS, da 2 giorni è stata ridotta a meno di 6 ore per essere completata.

                                                                                                                                          Per mettere un satellite in orbita bisogna:                                                                                        
1 - imprimergli una spinta tale da fargli raggiungere altezze in cui non esiste più l'aria, che ne causerebbe prima il rallentamento e a lungo andare la distruzione a causa del calore sviluppato dall'attrito
2 - fargli raggiungere la cosiddetta velocità di sostentamento planetario, quella cioé capace di imprimere al corpo una forza centrifuga uguale a quella di attrazione                                                                                                                                                                                                         


Termosfera 260 km

GOCE (Gravity Field and Steady State Ocean Circulation Explorer)

Era un satellite di Osservazione della Terra dell’ESA (Agenzia Spaziale Europea) lanciato il 17 Marzo del 2009.

Obiettivo scientifico della missione GOCE era di produrre una mappa ad alta precisione e risoluzione del geoide terrestre mediante una misura globale del campo gravitazionale (satelliti geodetici).

Goce era considerato la "Ferrari dello spazio" per la sua forma aerodinamica. Anche i suoi risultati sono degni di una fuoriserie:
- e' stato il primo satellite a riprodurre la forma della Terra in base alla mappa della gravita'
- ha fornito dati su circolazione e livello degli oceani, dinamica dei ghiacci e interno del pianeta.

Il suo motore a ioni ha smesso di funzionare il 21 ottobre 2013, come previsto, e da allora Goce ha gradualmente cominciato ad avvicinarsi alla Terra dalla quota di 260 chilometri (post 3/4), alla quale aveva lavorato (la quota minima per qualsiasi satellite operativo di ricerca scientifica). Tre settimane dopo, l'11 novembre, il satellite si è disintegrato nella bassa atmosfera.
Curiosità: "La tonnellata di peso di Goce è solo una piccola frazione delle 100-150 tonnellate di oggetti costruiti dall'uomo che ogni anno rientrano nell'atmosfera", ha osservato il responsabile dell'ufficio dell'Esa che si occupa dei detriti spaziali, Heiner Klinkrad. "In 56 anni di voli spaziali – ha aggiunto – sono rientrati nell'atmosfera circa 15.000 tonnellate di oggetti costruiti dall'uomo senza ferire nemmeno una persona".


Termosfera 265 km

Friendship 7

Spacecraft del Progetto Mercury.
1° americano ad orbitare intorno alla Terra (1962).

John Glenn nel 1962 fece il giro della Terra 3 volte. Il volo è durato un totale di 4 ore, 55 minuti e 23 secondi prima che la navicella rientrasse ammarando nel mare.


Nel 1958 la NASA aveva annunciato la formazione del Progetto Mercury, la sua prima grande impresa, e 3 gli obiettivi:
- posizionare un veicolo spaziale pilotato in volo orbitale attorno alla Terra (post 3/4)
- osservare le prestazioni umane in tali condizioni
- recuperare l'astronauta e il veicolo spaziale in modo sicuro.

Nonostante il successo del primo volo di Shepard, restavano molte domande su come gli americani avrebbero potuto sopravvivere ed essere operativi nello spazio. Il progetto Mercury ha anche posto le basi per i progetti Gemini e Apollo nel corso del 1960 e più tardi tutte le attività di volo spaziale umano degli Stati Uniti. Così, la missione MA-6 di "friendship 7" fu sia un evento chiave di volta sia l'inizio di molti altri successi nel volo spaziale umano per la NASA.






Termosfera 315 km 

Vostok 1
1^ missione sovietica con equipaggio umano
1° volo umano nello spazio
1° essere umano ad orbitare intorno alla terra (12/4/1961).

Jurij A. Gagarin (Unione Sovietica) fece il primo volo spaziale umano, completando 1 orbita terrestre (post 3/4).




Termosfera 336 km

Shenzhou 5

La 1^ missione cinese con equipaggio pilotata da Yang Liwei (2003)














Termosfera 330-435 km

ISS - Stazione Spaziale Internazionale

E' una stazione spaziale dedicata alla ricerca scientifica che si trova in orbita terrestre bassa (LEO), gestita come progetto congiunto da 5 diverse agenzie spaziali: la statunitense NASA, la russa RKA, l'europea ESA (con tutte le agenzie spaziali correlate), la giapponese JAXA e la canadese CSA.

Viene mantenuta ad un'orbita compresa tra i 330 km e i 435 km di altitudine (3/4) e viaggia a una velocità media di 27.600 km/h (post la Via Lattea o etichetta comparazioni di velocità), completando 15,5 orbite al giorno, ogni orbita compiendosi in circa 93 minuti (sono disponibili oggi sia sul web ("Iss-tracker" )che su smart phone applicazioni per seguire la traiettoria in tempo reale della base spaziale). È abitata continuativamente dal 2 novembre 2000; l'equipaggio, da allora, è stato sostituito più volte, variando da 2 a 6 astronauti o cosmonauti.

Costruita a partire dal 1998, è stato previsto il completamento entro il 2017; dovrebbe restare in funzione fino al 2024, data prevista per il raggiungimento degli obiettivi scientifici.

I suoi obiettivi, sono:
- sviluppare e testare tecnologie per l'esplorazione spaziale

- sviluppare tecnologie in grado di mantenere in vita un equipaggio in missioni oltre l'orbita terrestre

- acquisire esperienze operative per voli spaziali di lunga durata

- servire come un laboratorio di ricerca in un ambiente di microgravità, in cui gli equipaggi conducono esperimenti di biologia, chimica, medicina, fisiologia e fisica e compiono osservazioni astronomiche e meteorologiche

La stazione viene servita da:
- (Shuttle quando era in uso)
- navicelle Sojuz
- navette Progress
- navette Dragon
- H-II Transfer Vehicle
ed è stata visitata da astronauti e cosmonauti provenienti da almeno 15 paesi diversi

Curiosità: a causa della resistenza atmosferica nella Termosfera, la ISS costantemente perde quota avvicinandosi alla Terra (perdita di quota media giornaliera: 103 m). Sono quindi necessarie periodiche brevi accensioni di razzi per restare in orbita costante.


                                         
                                                                                                      Astronauti e Raggi Cosmici
                                                                                                                                Non avendo più la protezione dell'atmosfera terrestre (post 3/4), gli astronauti sono esposti a più alti livelli di radiazione dovuta al flusso costante di raggi cosmici.                                                          
Gli equipaggi della ISS sono esposti ogni giorno ad una quantità di questa radiazione che è circa la stessa che ogni essere umano riceve sulla Terra, da fonti naturali, in 1 anno.
Inoltre i livelli di radiazione sperimentati a bordo della ISS sono circa 5 volte superiori a quelle dei passeggeri delle linee aeree.
                                                                                                                                                                                             
Ciò si traduce in un rischio più elevato, per gli astronauti, di:                           - sviluppare un tumore
- avere danni ai cromosomi dei linfociti: queste cellule sono fondamentali per il sistema immunitario e quindi il loro danneggiamento potrebbe contribuire alla bassa immunità sperimentata dagli astronauti.
- maggiore incidenza di cataratta                                                                                                                                                                                                           
Per rivelare i raggi cosmici primari, dobbiamo usare esperimenti posti su satelliti in orbita
, che riescono a “catturare” i raggi cosmici prima che essi interagiscano con l’atmosfera. Con questo metodo si riescono a rivelare bene i raggi cosmici fino ad energie non troppo elevate.                                                                                                                                                                                                       Curiostà: il Cinema, qui sotto, ci ha fatto sognare immaginando che tramite esposizione ai micidiali raggi Gamma alcuni esseri umani potessero trasformarsi in SuperEroi a causa della mutazione genetica conseguente. Il sogno resta fantastico, ma nella realtà scientifica, purtroppo, le cose sono molto diverse.                                                                                                                                                                                                  
                                                                                     



TermoPausa 500-1.000 km

Termopausa

In questa quota variabile tra i 500 e i 1.000 km (post 3/4) orbitano i satelliti artificiali. Pur non subendo un significativo aumento di temperatura a causa della residua atmosfera presente, ne vengono però lentamente (ma inesorabilmente) rallentati e quindi necessitano di periodici correzioni di quota tramite piccole spinte di razzi.

Le varie missioni ISS, Shuttle e Soyuz operano al di sotto di questo strato.



Termosfera 560 km

Hubble Space Telescope (HST)

Telescopio spaziale in orbita terrestre bassa (LEO) e geocentrica.
Lanciato il 24 aprile 1990 con lo Space Shuttle Discovery come progetto comune della NASA e dell'Agenzia Spaziale Europea (ESA), è così chiamato in onore di Edwin Hubble, astronomo statunitense.
L'osservazione astronomica dall'esterno dall'atmosfera terrestre comporta numerosi vantaggi, perché l'atmosfera distorce le immagini e filtra la radiazione elettromagnetica a certe lunghezze d'onda, in particolare nell'ultravioletto (post 3/4 alta atmosfera o etichetta "radiazione elettromagnetica"). Al contrario, dall'orbita di Hubble è possibile scattare immagini a risoluzione estremamente alta e con un inquinamento luminoso trascurabile. Hubble ha scattato alcune tra le più dettagliate immagini di sempre nello spettro visibile, cambiando il modo di vedere l'Universo e permettendo importanti scoperte in astrofisica, come una precisa determinazione della velocità di espansione dell'Universo.

Il telescopio è oggi ancora operativo e si stima possa continuare ad operare fino al 2020, mentre il rientro naturale in atmosfera è previsto tra il 2030 e il 2040. Il suo successore sarà il Telescopio spaziale James Webb (JWST), il cui lancio è previsto per il 2018.


Termosfera 577 km

Sputnik 1

Fu il 1° satellite artificiale in orbita intorno alla Terra nella storia.
Venne lanciato il 4 ottobre 1957 dal cosmodromo di Baikonur, nell'odierno Kazakistan, grazie al vettore R-7.
In russo la parola "sputnik" significa "compagno di viaggio", inteso come satellite in astronomia.

Velocità max: 29.000 km/h, in orbita 8 km/s
Altezza orbitale: 577 km (ma con un'orbita ellittica tra 947 e 228 km, post 3/4).
Gli strumenti a bordo dello Sputnik 1 rimasero funzionanti per 21 giorni. Infine, esso bruciò durante il rientro in atmosfera il 3 gennaio 1958 dopo circa 1.400 orbite e 70 milioni di km.

Curiosità cinematografiche:
- nell'episodio "Carbon Creek" della serie televisiva "Star Trek" l'equipaggio della nave extraterrestre vulcaniana in orbita bassa osserva lo Sputnik 1
- nel cartone animato "Il gigante di ferro" all'inizio del film, si vede lo Sputnik 1 in orbita mentre il gigante sta precipitando verso la terra in una palla di fuoco
- nel film d'animazione Wall-e, il robottino, uscendo dall'atmosfera terrestre aggrappato all'astronave, si ritrova in faccia lo Sputnik che emette ancora il suo segnale radio identificativo
- Il film "Cielo d'ottobre" del 1999 è interamente ispirato allo Sputnik 1
- nel videogioco "Fallout: New Vegas", il primo compagno reclutabile, nella città di Primm, è ED-E che ha l'aspetto dello Sputnik 1



Termosfera-Esosfera 500-2.000 km

                                                                               
                                                                                                                                                                                         DETRITI SPAZIALI IN ORBITA
                                                                                                                                     Attualmente, secondo un rapporto costantemente aggiornato del Comando Spaziale degli Stati Uniti (USSPACECOM), la "spazzatura spaziale" in orbita è composta di:
- circa 9.000 oggetti con dimensioni superiori ai 10 cm
- 100.000 oggetti da 1 a 10 cm
- quelli al di sotto di 1 cm si aggirano intorno alle decine di milioni (si tratta soprattutto di parti di satelliti fuori uso, parti degli stadi dei missili che li hanno messi in orbita, di vecchi serbatoi, bulloni, guarnizioni e rottami vari generati da collisioni accidentali: "nuvole" di particelle molto piccole possono causare danni da erosione, come una "sabbiatura").                                                                                                                                                                
     Questa spazzatura spaziale è concentrata soprattutto in una fascia compresa tra i 500 Km ed i 2.000 Km di quota (3/4), con una velocità compresa tra i 27.000 Km/h ed i 35.000 Km/h. A quelle velocità anche un oggetto piccolissimo, con la massa di appena 1 grammo diventa un proiettile micidiale, che può pregiudicare la perfetta riuscita di una missione spaziale.                                                                                                                                
     I detriti spaziali sono aumentati vertiginosamente negli ultimi anni, diventando un problema crescente per l'alta possibilità di collisioni con satelliti attivi che a loro volta produrrebbero altri detriti seguendo lo scenario della cosiddetta Sindrome di Kessler (scenario, proposto nel 1991 dal consulente NASA Donald J. Kessler, nel quale il volume di detriti spaziali che si trovano in orbita bassa intorno alla Terra diventa così elevato che gli oggetti in orbita vengono spesso in collisione, creando così una reazione a catena con incremento esponenziale del volume dei detriti stessi e quindi del rischio di ulteriori impatti - da cui il film Gravity . La conseguenza diretta del realizzarsi di tale scenario consiste nel fatto che il crescente numero di rifiuti in orbita renderebbe l'esplorazione spaziale, e anche l'uso dei satelliti artificiali, impossibile per molte generazioni). Lo scontro con anche piccoli detriti, infatti, può essere distruttiva a causa dell'alta velocità orbitale.                                                                                                                                                                                                               Curiosità                                                                                                                                                                                    - Space Shuttle
alle prime navette, a conclusione della missione spaziale, venivano regolarmente sostituiti i finestrini a causa dei danni procurati dai micro detriti in orbita. Di conseguenza successivamente la navetta volava in orbita capovolta ed in retromarcia, in modo da proteggere da urti accidentali le sue parti più delicate e vulnerabili. Questa tecnica di volo è stata studiata anche per proteggere gli astronauti quando si trovano in attività extraveicolare (extra vehicolar activity - Eva), perché le loro tute riescono a proteggerli solo da particelle con dimensioni inferiori al decimo di millimetro. Quindi lo Shuttle fungeva anche da scudo mettendosi davanti nella direzione del moto, assorbendo gli urti dei detriti spaziali con la parte inferiore.
                                                                                                                                                                                                           
                                                                                                     
- ISS alle basse quote (LEO) dove orbita la Base Spaziale, vi è una varietà di detriti spaziali, costituiti da parti di razzi abbandonati, frammenti di esplosioni, scaglie di vernice, scorie di motori a combustibile solido, liquido refrigerante rilasciato dal satellite nucleare RORSAT, altre piccole particelle e molti altri oggetti.
Questi oggetti, oltre ai micrometeoriti naturali, rappresentano una minaccia per la stazione in quanto hanno la capacità di bucare i moduli pressurizzati e causare danni ad altre parti della stazione. I micrometeoriti possono anche rappresentare un rischio per gli astronauti, in quanto tali oggetti potrebbero forare le loro tute spaziali, durante le attività extraveicolari, causando la loro depressurizzazione.                                                                                                                                                                  
     I detriti spaziali vengono monitorati a distanza da terra e l'equipaggio della stazione può essere avvertito nel caso un oggetto di notevoli dimensioni fosse in rotta di collisione. Ciò consentirebbe di intraprendere una manovra detta Debris Avoidance Manoeuvre (DAM) che utilizza propulsori posti sul segmento orbitale russo per modificare l'altitudine orbitale della stazione ed evitare il detrito. Le DAM non sono infrequenti e avvengono tutte le volte che i modelli di calcolo mostrano un detrito che si avvicina ad una distanza considerata pericolosa.
- 8 manovre sono state eseguite prima di marzo 2009, le prime 7 tra ottobre 1999 e maggio 2003. Di solito l'orbita viene innalzata da 1-2 chilometri per mezzo di un aumento della velocità orbitale nell'ordine di 1 m/s.
- Insolitamente si è realizzato un abbassamento di 1,7 km il 27 agosto 2008, il primo per 8 anni.
- Nel 2009 si sono verificati ulteriori 2 DAM, una il 22 marzo e una il 17 luglio.
                                                                                                                                      Se una minaccia da detriti orbitali viene identificata troppo tardi per effettuare una manovra di allontanamento, l'equipaggio della stazione chiude tutti i boccaporti a bordo della stazione e si ritira nella navicella spaziale Sojuz, in modo che essi possano evacuare velocemente la stazione in caso di grave danneggiamento da impatto. Parziali evacuazioni della stazione si sono verificate 3 volte, il 6 aprile 2003, il 13 marzo 2009 e il 28 giugno 2011 quando l'equipaggio ha dovuto rifugiarsi nelle due capsule Sojuz a causa di un detrito che è passato a pochi metri dalla stazione.                                                                                                                                 


E s o s f e r a - M a g n e t o s f e r a
(500/690 - 64.000 km)


Esosfera 850 km

Satellite polare

I satelliti meteorologici si suddividono in satelliti geostazionari e satelliti polari: le foto dei satelliti sono veramente tante, quindi per esigenze di spazio metterò qui solo dei riferimenti e le caratteristiche e funzioni.

Segue l'orbita polare nord-sud passando sopra i poli a circa 850 km di altitudine (3/4), così riesce a monitorare longitudinalmente tutte le zone del pianeta.
Offre una copertura giornaliera quasi globale dalla stessa altezza, mantenendo l'illuminazione solare il più costante possibile. Ciascun luogo può dunque essere osservato ogni giorno alla stessa ora solare, a patto che l'orbita sia sempre mantenuta in relazione costante rispetto al Sole (orbita eliocentrica). La presenza dei satelliti meteorologici con orbite polari può cambiare negli anni (trovate infatti differenze nelle immagini), ma al momento sono:
- statunitensi NOAA (820-870 km)
- russi Meteor
- europei Envisat e MetOp

Questi satelliti pur garantendo copertura globale giornaliera quasi completa, non possono essere utilizzati per effettuare previsioni e osservazioni continue di fenomeni nuvolosi, perché non garantiscono la continuità delle informazioni necessarie. Sono invece molto utili per creare: 
- mappe della vegetazione
- osservazione della formazione di fronti nuvolosi
- misurare le temperature di mari ed oceani
- rilevare la temperatura e l'umidità nell'atmosfera e sulla Terra


Tipicamente i sensori posti a bordo dei satelliti meteorologici sono radiometri (strumenti che misurano la radianza spettrale emessa dall'atmosfera, di solito la banda del visibile e la banda dell'infrarosso cioè bande dove si riesce a captare la radiazione riflessa o emessa dalle nubi o sistemi nuvolosi).


In queste 2 immagini dello spettro o radiazione elettromagnetica trovate sia in italiano che in inglese la terminologia corretta. Unica cosa, fate attenzione perché gli schemi sono invertiti l'uno rispetto all'altro.

Esistono poi satelliti utilizzati in ambito meteo-climatico, che appartengono più propriamente al più generale ambito del telerilevamento ambientale, per la misurazioni di importanti parametri atmosferici quali:
- temperatura superficiale
- anidride carbonica, ozono
- estensioni dei ghiacci ecc




NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) Usa

Questi satelliti monitorano la situazione meteorologica mondiale. NOAA gestisce tutti e 2 i tipi di sistemi satellitari per gli Usa, sia geostazionari che polari.

Il monitoraggio della Terra dallo spazio ci aiuta a capire come funziona la terra e colpisce gran parte della nostra vita quotidiana









Ci consentono di ottenere osservazioni costanti a lungo termine 24 ore al giorno, 7 giorni su 7. Si monitorano:
- acque costiere
- tempeste, uragani
- temperatura del mare (indicatore chiave dei cambiamenti climatici)
- le barriere coralline
- fioriture di alghe nocive
- incendi
- cenere vulcanica

Oltre a questi dati i satelliti NOAA forniscono altri servizi:
- monitoraggio dello spazio e brillamenti solari (per capire come le condizioni nello spazio influenzano la terra, vedi aurore)

- posizioni di luci di emergenza provenienti da barche, aerei o in aree remote (per contribuire a salvare la vita quando le persone sono in difficoltà)












- utilizzo dei dati dei satelliti dagli scienziati per trasmissioni a terra a disposizione dei ricercatori sul campo









NOAA Italia
Orbita sole-sincrono, il satellite passa sempre sopra lo stesso punto alla stessa ora del giorno.
Rivoluzione (è il tempo impiegato dal satellite per fare un giro completo attorno alla terra) in 102 minuti (1 ora e 42'), in modo da passare sull'equatore almeno 14 volte al giorno, con passaggi ascendenti e discendenti. I 2 satelliti sono fuori fase, una stessa regione è sorvolata almeno 4 volte al giorno ad un intervallo di circa 6 ore. A bordo lo strumento AVHRR (advanced very high resolution radiometer) è un radiometro a scansione ad altissima risoluzione. Esplora una fascia larga circa 3.000 km con risoluzione da 1 a 4 km (sulla sua verticale 1,1 km).



Esosfera 9.800-20.500 km



                                                                                                                                           - tipologie di Satelliti in base all'altezza dell'orbita e all'impiego -
                                                                                                       MEO: orbita terrestre media, ellittica
                                                                                                                                (anche ICO "orbita circolare intermedia"), compresa tra la LEO (2.000) e i Geostazionari (35.787) con una fascia media di 9.800 - 20.500 km (e una quota media di 10.000 Km, post 3/4). 
                                                                                                                                Per poter coprire l'intero globo è necessaria una flotta di almeno 10-15 satelliti (il numero aumenta al diminuire del raggio orbitale)                                                                        
Dove sono utilizzati:                                                                                             - sono impiegati dal 1990 per la telefonia mobile satellitare nei sistemi Iridium con 66 satelliti e Globalstar con 48 satelliti
- sono utilizzati per i sistemi di rilevamento della posizione GPS, Global Positioning System, di NavStar con 24 satelliti (la costellazione GPS, Galileo e Glonass per la navigazione si trova a quote di circa 20.000-25.000 km)
                                                                                                                                        - NB: esistono poi anche particolari satelliti con orbite molto eccentriche come le Molniya, il cui scopo è fare in modo che il satellite trascorra la maggior parte del tempo della sua orbita in copertura ad una certa zona della Terra, e percorrere il resto dell'orbita in un tempo breve in modo da tornare al più presto a svolgere il suo compito sulla zona voluta. In pratica si vuole ottenere con 2-3 satelliti una copertura costante paragonabile a quella dei geostazionari ma sulle regioni polari (perchè è anche un'orbita molto inclinata rispetto all'equatore) che non possono essere coperte da orbite equatoriali come quelle geostazionarie.                                                                                                                                                                                                                                                                          


Esosfera 35.787 km



                                                                                                                                       - tipologie di Satelliti in base all'altezza dell'Orbita e al loro impiego -
                                                                                                 GEO: Orbita terrestre Geostazionaria, circolare
                                                                                                                              a 35.787 Km dalla superficie terrestre (3/4), rivoluzione in 24 ore a 3 km/s pari a 11.000 km/h
                                                                                                                                Dove sono utilizzati:                                                                                             - i satelliti per le telecomunicazioni televisive (geostazionari) per essere Geostazionari sono obbligati ad orbitare ad una quota di 36.000 km
- per la meteorologia
- per la trasmissione bidirezionale dei dati (anche satelliti spia), mentre invece non sono adatti alle comunicazioni bidirezionali voce a causa dell’elevato ritardo di propagazione introdotto dal lungo percorso terra-satellite e viceversa                                                                                                
Curiosità: lo scrittore e scienziato inglese Arthur C. Clarke, autore fra l’altro del romanzo di fantascienza "Odissea nello spazio", intuì per primo nel 1945 un utilizzo pratico di questa orbita (che in suo onore ha preso il nome di Fascia di Clarke) per le telecomunicazioni.                                                                                                                                                                             

Satellite Geostazionario
(i satelliti meteorologici si suddividono in satelliti geostazionari e satelliti polari).

Si trova in una orbita geostazionaria, cioè in posizione sempre costante (orbita geosincrona), seguendo l'orbita terrestre, est-ovest, e sopra l'equatore; monitora costantemente l'emisfero occidentale dalla incredibile altezza di circa 36 mila km (3/4).

I primi satelliti meteorologici ad essere realizzati in Europa furono i Meteosat; il primo di essi, il Meteosat 1, fu lanciato il 23 novembre 1977.

Sono perfetti per l'osservazione di tutti quei fenomeni (cicloni, tifoni o semplicemente masse di nubi), che non possono essere osservati con continuità dai satelliti polari. La notevole distanza purtroppo fa sì che che le immagini siano infinitamente meno precise rispetto a quelle polari, avendo minor risoluzione.
In compenso tali altezze consentono al radiometro di riuscire a riprendere la quasi totalità del disco terrestre (quasi da polo a polo). La presenza dei satelliti meteorologici con orbite geostazionarie può cambiare negli anni (trovate infatti differenze nelle immagini), ma al momento sono:
- europei Meteosat
- statunitensi GOES
- russo GOMS
- cinese FEN Yun
- indiano Insat
- giapponese GMS

Per altri dettagli vedi la descrizione a quota 850 km sui satelliti polari.



MagnetoPausa 60.000-80.000 km

MagnetoPausa

La 1^ fondamentale barriera di difesa della Terra, che ci protegge dai danni che potrebbero causare il vento solare e le eruzioni solari se arrivassero direttamente sulla superficie del nostro pianeta, facendo invece da schermo e filtro (post 3/4).

Qui ha origine il fenomeno delle Aurore, quando il vento solare si scontra contro la Magnetosfera terrestre dopo un viaggio di 2 giorni, sparato via dalla nostra stella a circa 500 km/s (post Aurore).




Mi sembra doveroso e corretto, a questo punto finale, dare un piccolo contributo ai grandi "primati" conquistati in orbita da astronauti e cosmonauti, dagli inizi fino ad oggi, facendolo dalla prospettiva però delle molte altre nazionalità che hanno partecipato e partecipano all'esplorazione e alla ricerca scientifica nello spazio, a fianco di America ed (ex) Unione Sovietica che nella prima lista non citiamo.

- Vladimír Remek-78 Primo astronauta ceco, primo astronauta europeo e primo astronauta a non essere né statunitense né sovietico
- Miroslav Hermaszevski-78 Primo astronauta polacco
- Sigmund Jähn-78 Primo astronauta dell'ex Germania Est
- Georgi Ivanov-79 Primo astronauta bulgaro nello spazio
- Bertalan Farkas-80 Primo astronauta ungherese nello spazio
- Pham Tuan-80 Primo astronauta vietnamita e primo asiatico nello spazio
- Arnaldo Tamayo Méndez-80 Primo astronauta cubano e prima persona di colore nello spazio
- Zhugderdemidiyn Gurragcha-81 Primo astronauta mongolo nello in spazio
- Dumitru Prunariu-81 Primo astronauta rumeno
- Jean-Loup Chrétien-82 Primo astronauta francese nello spazio
- Sally K. Ride-83 Prima astronauta donna americana nello spazio
- Ulf Merbold-83 Primo astronauta ESA e primo tedesco nello spazio
- Rakesh Sharma-84 Primo astronauta indiano nello spazio
- Marc Garneau-84 Primo astronauta canadese nello spazio
- Patrick Baudry e Sultan Salman Al-Saud-85 Primi astronauti sauditaarabo nello spazio
- Wubbo Ockels-85 Primo astronauta olandese nello spazio
- Rodolfo Neri Vela-85 Primo astronauta messicano nello spazio
- Muhammad Faris-87 Primo astronauta siriano nello spazio
- Abdul Ahad Mohmand-88 Primo astronauta afgano nello spazio
- Toyohiro Akiyama-90 Primo astronauta giapponese nello spazio
- Helen Sharman-91 Prima astronauta donna europea e Primo britannico nello spazio
- Franz Viehböck-91 Primo astronauta austriaco nello spazio
- Roberta L. Bondar-92 Prima astronauta donna canadese nello spazio
- Dirk D. Frimout-92 Primo astronauta belga nello spazio
- Claude Nicollier e Franco Malerba-92 Primi astronauti svizzeroitaliano nello spazio
- Mae C. Jemison-92 Prima astronauta donna afroamericana nello spazio
- Chiaki Naito-Mukai-94 Prima astronauta donna giapponese e asiatica nello spazio
- Claudie Andre-Deshays-96 Prima astronauta donna francese nello spazio
- Leonid K. Kadenyuk-97 Primo astronauta ucraino nello spazio
- Saližan Šaripov-98 Primo astronauta uzbeko nello spazio
- Pedro Duque-98 Primo astronauta spagnolo nello spazio
- Ivan Bella-99 Primo astronauta slovacco nello spazio
- Mark Shuttleworth-2002 Primo astronauta sudafricano nello spazio
- John Herrington-2002 Primo astronauta nativo americano nello spazio
- Ilan Ramon-2003 Primo astronauta israeliano nello spazio (tutti morti nella tragedia dello shuttle Columbia distrutto nel rientro)
- Marcos Pontes-2006 Primo astronauta brasiliano nello spazio
- Anousheh Ansari-2006 Prima astronauta iraniana nello spazio
- Christer Fuglesang-2006 Primo astronauta svedese nello spazio
- Sheikh Muszaphar Shukor-2007 Primo astronauta malese nello spazio
- Yi So-yeon-2008 Prima astronauta donna sudcoreana nello spazio
- Joseph M. Acaba-2009 Primo astronauta portoricano nello spazio
- Liu Yang-2012 Prima astronauta donna cinese nello spazio
- Samantha Cristoforetti-2014 prima astronauta donna italiana e prima trentina nello spazio (e come scordarlo? E' il nostro orgoglio nazionale ed anche, consentitemi, trentino)


Altri primati interessanti e curiosi:

- Valerij F. Bykovskij-63 Vostok 5- Record di permanenza in solitaria nello spazio (5 giorni). Anche se questo record è stato successivamente superato continua ad essere tuttora valido
- Valentina V. Tereškova-63 Vostok 6-Prima donna in assoluto nello spazio
- Joseph A. Walker-63 X-15- primo uomo ad esser stato 2 volte nello spazio
- Aleksej A. Leonov-65 Primo uomo a compiere un EVA (attività extra-veicolare)
- Charles Conrad e Richard Gordon-66 Maggiore altezza raggiunta prima delle missioni sulla Luna (1.374 km)
- Svetlana Evgen'evna Savickaja-84 Prima EVA compiuta da un'astronauta donna
- Kathryn D. Sullivan e Sally K. Ride-84 Primo volo con due donne contemporaneamente e Prima EVA eseguita da una donna statunitense
- Ellison S. Onizuka-85 Primo astronauta americano di origine asiatica
- E. Jake Garn-85 Primo senatore nello spazio
- Taylor G. Wang-85 Primo cino-americano nello spazio
- Franklin R. Chang-Diaz-86 Primo statunitense di origine latino-americana nello spazio
- Jean-Loup Chrétien-88 Primo EVA europeo e nella navetta Discovery STS-33-89 Primo comandante afroamericano di uno space shuttle
- Mark C. Lee e N. Jan Davis-92 Prima coppia di coniugi nello spazio
- Sergej K. Krikalëv-94 Primo russo a volare su uno Space Shuttle
- Eileen M. Collins-95 Primo pilota donna di uno space shuttle
- Norman E. Thagard-95 Primo americano a visitare la Mir
- Shannon W. Lucid-96 Prima donna americana sulla Mir
- John H. Glenn-98 Il veterano John Glenn torna nello spazio all’età di 77 anni
- Eileen M. Collins-99 Primo comandante donna di una missione dello Space Shuttle
- Umberto Guidoni-2001 Primo astronauta europeo a visitare la Stazione Spaziale Internazionale
- Dennis Tito-2001 Primo turista spaziale
- Thomas Reiter-2006 Prima missione di lunga durata sull'ISS di un astronauta ESA
- Anousheh Ansari-2006 Prima donna turista spaziale
- Charles Simonyi-2007 Portato in orbita un turista spaziale 
- nella navetta Discovery STS-120-2007 Prima volta che due donne, Melroy sul Discovery e Whitson sulla ISS, si trovano contemporaneamente al comando
- Sergej Volkov-2008 Primo astronauta di seconda generazione, Volkov in quanto figlio del cosmonauta Aleksandr Volkov
- Shenzhou 7-2008 Lancio di un satellite miniaturizzato
- Charles Simonyi-2009 Primo turista spaziale ad effettuare il suo 2° viaggio nello spazio



Benissimo, è terminato questo lungo viaggio attraverso l'atmosfera terrestre, è stato lungo e complesso ma credo che ora ciascuno di voi sia in grado di leggere con più preparazione tutti gli schemi che suddividono l'atmosfera in strati, e ci capisca qualcosina di più rispetto a prima.

Per quanto mi riguarda, è stato un bellissimo lavoro e, soprattutto in quest'ultimo post, ho fatto una gran fatica a raccogliere tutto il materiale, ma la soddisfazione, ora che è ultimato, è grande, e mi sono pure divertito un sacco, coinvolgendo anche mia moglie e mio figlio.
Il migliore augurio quindi è che anche voi possiate godere di questo sforzo e trovare affascinante e divertente esplorare i 4 post.

Grazie per il vostro sostegno visitando il mio blog, mi ripaga di tanta fatica.

Per tornare comodamente ai precedenti post:

1/4 visione d'insieme
2/4 bassa atmosfera
3/4 alta atmosfera


Un po' di riferimenti sul web.

giro del mondo Piccard in mongolfiera
http://www.repubblica.it/online/sessi_stili/pallon/giro/giro.html
http://spacecollective.org/aumber

atlante di nuvole, con tante foto per ciascuna tipologia di nuvola
http://www.clouds-online.com/

comode ed utili panoramiche sui tipi di nuvole
http://www.bmscience.net/blog/le-nuvole/
http://www.meteoronciglione.net/?q=le-nubi-nomenclatura-e-loro-classificazione

informazioni sui jet stream dal testo scolastico
"Il globo terrestre e la sua evoluzione" di Accordi e Palmieri, Zanichelli

Simpatico articolo sui voli parabolici, cosiddette "comete del vomito"
http://avamposto42.esa.int/blog/parabole-coni-e-conati/

riferimenti sulla tesi di maturità di Emanuele Balduzzi
http://www.corriereuniv.it/cms/2014/06/emanuele-balduzzi-tesina-per-maturita-faccio-dalla-stratosfera/
http://www.stratospace.it/

il filmato del record di lancio col paracadute dalla stratosfera di Felix Baumgartner
http://video.gazzetta.it/lancio-43enne-austriaco-oltre-39mila-metri-oltre-muro-suono/f17643f4-1633-11e2-8e8d-e23f612de7f8
qui invece lo spettacolare video completo dell'impresa, da seguire tutto, notando all'inizio della caduta il senso del concetto "rarefazione dell'aria"
http://www.ilpost.it/2014/02/01/video-volo-felix-baumgartner-gopro/

il filmato del nuovo record di Alan Eustace dalla stratosfera
http://www.ilpost.it/2014/10/25/record-eustace-paracadute-stratosfera/

un album di foto sui test nucleari nel mondo, un ottimo modo per ragionare sul dire no al nucleare
http://www.ilpost.it/2011/04/08/album-di-bombe-atomiche/

per saperne tecnicamente di più sulle aurore
http://www.meniero.it/articoli/meteo/it/Lo%20spettacolare%20fenomeno%20dell'aurora%20polare.php?lang=it

articolo sui raggi cosmici molto interessante e specialistico di Paolo Lipari, ricercatore all'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, sezione di Roma
http://www.asimmetrie.it/index.php/voci-dell-universo

Pdf con una cronistoria dettagliata e ricca di immagini della scoperta dei raggi cosmici
http://www.fisica.uniud.it/~cobal/Site/PIF_5_cosmic.pdf

utilissima presentazione a slide sui laboratori del Gran Sasso
http://www.ge.infn.it/~opisso/seminari/pallavicini.pdf

Ottimo post su "come funziona un lancio della Soyuz verso la ISS"
http://www.ilpost.it/2014/11/22/lancio-soyuz-stazione-spaziale-internazionale/

l'esperienza del fotografo Christopher Michel sull'U-2
http://www.dailymail.co.uk/news/article-2901372/Pictures-edge-space-Photographer-riding-U-2-spy-plane-captures-stunning-images-13-miles-Earth.html#ixzz3mM7RVE00

Una lunga cronistoria dei voli spaziali dai primordi ad oggi
https://it.wikipedia.org/wiki/Voli_spaziali_con_equipaggio_umano_dal_2010_ad_oggi



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