Spazio: qual è la velocità di
rotazione della Terra?
La velocità di rotazione del
pianeta è di... un giro al giorno! Ma un giorno non dura sempre un giorno, e
per viaggiare nello Spazio è un problema.
Per quanto ci piaccia crederlo, i
moti della Terra sono tutt'altro che un orologio svizzero, e il moto di
rotazione attorno al suo asse, quello che determina la lunghezza della
giornata, non fa eccezione.
Spedire un oggetto nello Spazio
per fargli raggiungere un obiettivo - che sia la Luna, Marte, un asteroide o
qualunque altra destinazione - è un'operazione decisamente molto, molto
complessa, e che, tra i tanti parametri da considerare (a partire dalla
posizione nel tempo dell'oggetto e della sua destinazione), necessita di
un'informazione che potrebbe sorprendere: la velocità di rotazione della Terra.
Velocità che, a questo punto potete ben immaginarlo, non è costante.
Vi sono, è vero, degli elementi
regolari che influiscono sulla velocità di rotazione del pianeta. Per esempio
le forze gravitazionali esterne al nostro Pianeta, indotte prevalentemente dal
Sole e dalla Luna, agiscono in modo prevedibile: l'enorme gravità del Sole
tiene la Terra ben ancorata alla sua orbita, mentre l'azione della Luna, nel
corso di miliardi di anni, è stata quella di rallentare la rotazione,
aumentando la durata del giorno terrestre. Subito dopo la formazione della
Terra il giorno durava sei-otto ore: un anno consisteva in più di 1.000 albe e
tramonti, e non 365 come oggi. Se fosse tutto qui sarebbe relativamente facile
trasformare il tutto in un software capace di tenere un'antenna sempre
correttamente puntata verso un corpo lontanissimo nello Spazio. Ma non è tutto
qui.
Attorno, sopra e dentro il pianeta ci sono
forze che agiscono su di esso con effetti rapidi e talora inaspettati. I terremoti,
i venti atmosferici, le correnti oceaniche e ora anche le attività umane
agiscono spesso in modo imprevedibile, ridistribuendo le masse attorno al
pianeta, e ciò altera la velocità di rotazione della Terra e l'orientamento del
suo asse di rotazione.
La conservazione del momento
angolare è una legge della fisica di non facile intuizione, ma, anche senza
doverla spiegare, ricordiamo che spiega (per esempio) perché un pattinatore che
gira con le braccia distese all'infuori può improvvisamente accelerare la
rotazione tirando le braccia verso il corpo. Può succedere qualcosa del genere
anche alla Terra, se interviene qualcosa a ridistribuire delle masse
(terrestri, oceaniche, d'aria) sulla superficie del pianeta: per esempio un
terremoto, che in un istante vede spostarsi grandi porzioni di crosta
terrestre. Di solito porta a un'accelerazione della rotazione del nostro
pianeta, accorciando (in modo piccolo ma non insignificante) la giornata. Nel
2011, il terremoto di magnitudo 9.0 che colpì il Giappone durò sei minuti
durante i quali la ridistribuzione delle masse terrestri accorciarono di 1,8
microsecondi (milionesimi di secondo) la durata del giorno, e spostò di circa
17 cm la posizione dell'asse della figura della Terra - quella linea
immaginaria attorno alla quale è bilanciata la massa del pianeta in rotazione e
che differisce di poco dall'asse di rotazione.
I sismi non sono gli unici eventi
in grado di alterare la velocità di rotazione della Terra: i venti atmosferici,
le correnti oceaniche, lo scioglimento dei ghiacciai e delle calotte polari
hanno ricadute ancora più marcate. Per fare un esempio, quando i ghiacci
continentali si sciolgono il livello del mare aumenta e la massa della Terra
deve trovare un nuovo punto di equilibrio rispetto all'asse della figura. Anche
questo riduce la durata della giornata - e per fortuna che al punto in cui
siamo si tratta ancora di variazioni impercettibili, senza conseguenze per la
vita quotidiana.
Il problema diventa invece
significativo quando si tratta di seguire una sonda nello Spazio o di
sincronizzarsi con i satelliti in orbita, perché anche i più piccoli
cambiamenti nella velocità di rotazione della Terra possono fare la differenza
nel riuscire a comunicare o meno con questi oggetti. La buona riuscita delle
missioni spaziali dipende perciò anche dalla nostra capacità di prevedere
l'influenza di una serie di fenomeni a cui, complessivamente, è stato dato il
nome di Earth Orientation Parameters (EOP).
Spiega Werner Enderle, capo
dell'Ufficio di supporto alla navigazione dell'ESA, che «le nostre stazioni di
terra sono in comunicazione con veicoli spaziali a milioni di chilometri di
distanza da noi: le antenne devono essere puntate con estrema precisione se si
vuole mirare a quegli oggetti molto piccoli». Questo perché la differenza anche
solo di una frazione di grado di puntamento dalla Terra può corrispondere a un
errore di migliaia di chilometri nello Spazio. Insomma, se non ci sono valori
precisi per l'orientamento della Terra, può essere impossibile trovare la sonda
nello Spazio.
Attualmente questi parametri sono
forniti dallo United States Naval Observatory (USNO), con una precisione
variabile in base ai contributi delle istituzioni di tutto il mondo, inclusa
l'ESA. Tuttavia, proprio l'ESA sta lavorando allo sviluppo di uno strumento per
determinare un set di valori EOP, così da garantire l'accesso indipendente
dell'Europa allo Spazio, mettendo fine alla dipendenza da un fornitore esterno.
Questi valori di orientamento, ai quali lavora un gruppo di ricercatori
dell'Ufficio di supporto alla navigazione, saranno resi disponibili
gratuitamente dall'autunno di quest'anno.
Lo strumento stima e prevede
l'orientamento e la rotazione della Terra fino a 90 giorni in anticipo. Per
Erik Shoenemann, a capo del progetto per l'European Space Operations Centre
(ESOC), «il nostro algoritmo utilizza le condizioni atmosferiche e
meteorologiche, l'attività sismica, la velocità con cui il livello del mare si
sta innalzando e il ghiaccio terrestre si sta sciogliendo e una miriade di
altre variabili, che interagiscono in modi complessi e difficili da prevedere;
è facile dare questi valori per scontati, ma tutta l'attività dei voli spaziali
si basa su di essi e per ottenerli è necessaria un'enorme mole di lavoro. Siamo
davvero felici di avere ora la nostra fonte di questi dati, assicurandoci la
capacità di condurre missioni complesse in orbite diverse e di ricevere gli
incredibili dati che le missioni stesse inviano a Terra».
Finora i test dimostrano che il
nuovo strumento dell'ESA supera in modo significativo quelli attualmente in
uso, segnando un passo in avanti importante per garantire l'accesso
indipendente dell'Europa allo Spazio.
Da:
https://www.focus.it/scienza/spazio/velocita-rotazione-terra
LA VERA "GENESI" DELL'UOMO E' COME CI HANNO SEMPRE RACCONTATO? OPPURE E' UNA STORIA COMPLETAMENTE DIVERSA?
"L'UOMO KOSMICO", TEORIA DI UN'EVOLUZIONE NON RICONOSCIUTA"
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