tratto da "Il Giornale" del 03/05/2020
Le applicazioni del plasma, dai motiri spaziali all'energia alla produzione di energia a minore impatto ambientale
di Tommaso De Lorenzo, Marisa Saggio
La scorsa settimana ci siamo lasciati sulla definizione di "plasma", che è quella di "gas ionizzato", ovvero un gas in cui elettroni e ioni (i nuclei degli atomi) sono liberi di muoversi gli uni rispetto agli altri. Questa sua particolare caratteristica ne consente l’utilizzo in svariate applicazioni pratiche.
Sette giorni fa ve ne abbiamo presentate solo alcune un po’ vintage (leggi qui). Oggi invece parliamo di presente e soprattutto di futuro.
Il fatto che elettroni e ioni siano liberi di muoversi uno rispetto all’altro fa si che il plasma, rispetto a un semplice gas, sia sensibile e reagisca alla presenza di campi elettromagnetici. Un esempio su tutti è che il plasma diventa un conduttore. È proprio l’emergere di queste nuove peculiarità che dal punto di vista teorico definisce il passaggio di stato da gas a plasma, così come un cambio di altre caratteristiche definisce il passaggio da solido a liquido o da liquido a gassoso. Ed allo stesso tempo è grazie a queste nuove caratteristiche che ha dato luogo alla maggior parte delle applicazioni. Ne presentiamo qui una dal nome fantascientifico ma che è già realtà da diversi anni: i motori spaziali al plasma. In parole povere, mettete un po’ di gas in un contenitore, ionizzatelo e poi sottoponetelo ad un campo elettrico in una direzione. Gli elettroni carichi negativamente e gli ioni carichi positivamente si muoveranno nella direzione del campo elettrico in verso opposto. Aprite allora il lato del contenitore verso il quale si dirigono gli ioni, e vedrete che questi usciranno a velocità elevate (a seconda del campo elettrico applicato). La conservazione del momento, anche detta “rinculo”, spingerà il contenitore. Se quel contenitore lo attaccate ad un satellite o un piccolo rover esploratore, ecco che avete l’idea di base di un sistema di propulsione spaziale. La realizzazione ingegneristica è ovviamente molto più complessa, con strategie di accelerazione degli ioni molto diverse che portano a diversi tipi di motori spaziali al plasma. Alcuni, per esempio, non applicano un campo elettrico esterno, ma sfruttano i campi elettromagnetici creati dal movimento delle cariche stesse nel plasma, riuscendo ad accelerare sia ioni che elettroni nella stessa direzione, aumentando così la spinta a parità di carburante. Interessante, no? Se però vi state chiedendo se potremo mai viaggiare su un’auto alimentata al plasma, o se la Ferrari potrà sfruttare questa tecnologia per vincere il mondiale di Formula 1, sappiate che il sistema non può essere usato qui sulla terra. La spinta prodotta è dell'ordine di grandezza di quella che esercitate giornalmente per inserire il cavo USB nel vostro cellulare, troppo piccola per vincere attrito e pressione atmosferica e spostare mezzi di trasporto. Purtroppo non troveremo alcun benzinaio intento a chiederci: “Benzina, diesel o plasma?”
Visualizzazione post con etichetta spazio. Mostra tutti i post
Visualizzazione post con etichetta spazio. Mostra tutti i post
sabato 20 giugno 2020
sabato 25 novembre 2017
"Gli alieni esistono: lo dice la matematica"
tratto da "il Giornale" del 29/09/2017
L'astronoma italiana che studia le onde gravitazionali: "Altre vite? È statistica..."
di Marco Lombardo
L'esplorazione dello spazio di Lina Tomasella è partita dal sottosuolo: «In effetti la prima passione è stata la biologia e facevo la speleologa nelle grotte di Veneto e Friuli.
La bio-speleologa esattamente». Adesso è passata dall'altra parte dei misteri dell'esistenza: è ricercatrice presso l'Inaf-Osservatorio Astronomico di Padova, nonché coordinatrice e responsabile delle attività dell'osservatorio di Asiago, quello che ha i più grandi telescopi ottici d'Italia. In più è nel Gruppo Italiano Gravita, che si occupa degli studi sulle onde gravitazionali, nei quali il nostro Paese ha raggiunto i risultati raccontati giusto due giorni fa. Grazie allo strumento Virgo, a Cascine.
E dunque, cosa scopriremo ancora adesso?
«Beh, chi può dirlo. Negli ultimi anni le scoperte aumentano. E così anche i misteri».
Come si comincia a fare l'astronoma?
«Essendo appassionati di scienze, naturalmente. Io in realtà sapevo di voler fare la ricercatrice e ho partecipato anche alla prima edizione del concorso per i giovani scienziati d'Europa, nel 1989. L'ho vinto con uno studio sulla tossicità dei coloranti».
E lo spazio che c'entra?
«Tutto c'entra con lo spazio. Diciamo che un dottorato un Astrofisica ha cambiato la mia strada».
Negli ultimi tempi le notizie in arrivo dall'universo si sono moltiplicate...
«Certo, è perché abbiamo ancora più conoscenze. Poi ci sono segnali spaziali che ancora non riusciamo a capire, ed è per quello che sogniamo che arrivino da qualche civiltà extraterreste».
Però?
«Però prima di tutto uno scienziato deve studiare e catalogare; e col tempo si riescono a capire cose incomprensibili. Prendiamo come esempio le pulsar, oggetti densi che ruotano velocemente. All'inizio non si sapeva come fossero: funzionano come un faro, il segnale arriva con periodo rotazione. Facile pensare che possa essere un messaggio da un'altra specie. Poi però sono stati fatti i calcoli, e...».
Lo spazio è matematica?
«Sicuramente: quello è il motore. Anzi: è il linguaggio con cui l'universo si esprime. Esistono delle costanti che ormai sono conosciute. E ci aiutano a capire ciò che sembra imperscrutabile».
Per esempio?
«La struttura dell'universo è a spugna, con vuoti e filamenti che contengono le galassie. Tutto rispecchia le condizioni iniziali della sua formazione e le successive evoluzioni. Il Big Bang ha insomma dato le regole base, il resto è equazione».
Ora sappiamo anche che esistono pianeti abitabili.
«Dal 1995 ad oggi, quando è stato scoperto il primo, le tecniche si sono raffinate. Presto, grazie ai nuovi telescopi, potremo studiare anche la loro atmosfera».
Lo spazio è matematica: ma è anche filosofia?
«Noi siamo scienziati, le interpretazione personali non lo sono. Noi studiamo e arriviamo a un punto. Per dire: ciò che era prima del Bing Bang non è scienza perché i modelli matematici in questo caso possono dare risposte, ma non certezze».
Sì, ma l'astronomo si fa delle domande?
«Ma certo: la curiosità è il motore della nostra professione. Scienza e religione sono cose separate. Però arrivi un punto in cui qualche domanda te la fai, anche se il nostro compito è dare risposte attraverso i dati».
E la domanda resta sempre la stessa.
«Se c'è vita nell'universo? Certo, è una questione statistica: con così tanto spazio e così tanti soli, ci sono tantissimi pianeti. La difficoltà dalle difficoltà di comunicazione vista la distanza e dal rapporto spazio-tempo. E curvare l'universo per trovare scorciatoie per ora è pura fantasia».
Quindi, gli alieni...?
«Esistono. Lo dice la matematica».
L'astronoma italiana che studia le onde gravitazionali: "Altre vite? È statistica..."
di Marco Lombardo
L'esplorazione dello spazio di Lina Tomasella è partita dal sottosuolo: «In effetti la prima passione è stata la biologia e facevo la speleologa nelle grotte di Veneto e Friuli.
La bio-speleologa esattamente». Adesso è passata dall'altra parte dei misteri dell'esistenza: è ricercatrice presso l'Inaf-Osservatorio Astronomico di Padova, nonché coordinatrice e responsabile delle attività dell'osservatorio di Asiago, quello che ha i più grandi telescopi ottici d'Italia. In più è nel Gruppo Italiano Gravita, che si occupa degli studi sulle onde gravitazionali, nei quali il nostro Paese ha raggiunto i risultati raccontati giusto due giorni fa. Grazie allo strumento Virgo, a Cascine.
E dunque, cosa scopriremo ancora adesso?
«Beh, chi può dirlo. Negli ultimi anni le scoperte aumentano. E così anche i misteri».
Come si comincia a fare l'astronoma?
«Essendo appassionati di scienze, naturalmente. Io in realtà sapevo di voler fare la ricercatrice e ho partecipato anche alla prima edizione del concorso per i giovani scienziati d'Europa, nel 1989. L'ho vinto con uno studio sulla tossicità dei coloranti».
E lo spazio che c'entra?
«Tutto c'entra con lo spazio. Diciamo che un dottorato un Astrofisica ha cambiato la mia strada».
Negli ultimi tempi le notizie in arrivo dall'universo si sono moltiplicate...
«Certo, è perché abbiamo ancora più conoscenze. Poi ci sono segnali spaziali che ancora non riusciamo a capire, ed è per quello che sogniamo che arrivino da qualche civiltà extraterreste».
Però?
«Però prima di tutto uno scienziato deve studiare e catalogare; e col tempo si riescono a capire cose incomprensibili. Prendiamo come esempio le pulsar, oggetti densi che ruotano velocemente. All'inizio non si sapeva come fossero: funzionano come un faro, il segnale arriva con periodo rotazione. Facile pensare che possa essere un messaggio da un'altra specie. Poi però sono stati fatti i calcoli, e...».
Lo spazio è matematica?
«Sicuramente: quello è il motore. Anzi: è il linguaggio con cui l'universo si esprime. Esistono delle costanti che ormai sono conosciute. E ci aiutano a capire ciò che sembra imperscrutabile».
Per esempio?
«La struttura dell'universo è a spugna, con vuoti e filamenti che contengono le galassie. Tutto rispecchia le condizioni iniziali della sua formazione e le successive evoluzioni. Il Big Bang ha insomma dato le regole base, il resto è equazione».
Ora sappiamo anche che esistono pianeti abitabili.
«Dal 1995 ad oggi, quando è stato scoperto il primo, le tecniche si sono raffinate. Presto, grazie ai nuovi telescopi, potremo studiare anche la loro atmosfera».
Lo spazio è matematica: ma è anche filosofia?
«Noi siamo scienziati, le interpretazione personali non lo sono. Noi studiamo e arriviamo a un punto. Per dire: ciò che era prima del Bing Bang non è scienza perché i modelli matematici in questo caso possono dare risposte, ma non certezze».
Sì, ma l'astronomo si fa delle domande?
«Ma certo: la curiosità è il motore della nostra professione. Scienza e religione sono cose separate. Però arrivi un punto in cui qualche domanda te la fai, anche se il nostro compito è dare risposte attraverso i dati».
E la domanda resta sempre la stessa.
«Se c'è vita nell'universo? Certo, è una questione statistica: con così tanto spazio e così tanti soli, ci sono tantissimi pianeti. La difficoltà dalle difficoltà di comunicazione vista la distanza e dal rapporto spazio-tempo. E curvare l'universo per trovare scorciatoie per ora è pura fantasia».
Quindi, gli alieni...?
«Esistono. Lo dice la matematica».
Iscriviti a:
Post (Atom)