Atmospheric Light Pollution by Proposed Reflect Orbital Space Mirrors

Il Nuovo Vicino del Cielo Notturno

Immaginate il cielo notturno come un gigantesco sipario di velluto teso attraverso l'universo, punteggiato da stelle scintillanti che sono state le nostre guide per millenni. Per la maggior parte della storia umana, le uniche cose in grado di trafiggere questo buio sono state la luna, il sole (quando era presente) e l'occasionale lampo di un fulmine. Ma la scienza è sempre stata fatta di osservare verso l'alto e chiedersi: "E se?". Questa domanda vive nel regno dell'astronomia e della fisica atmosferica, due campi che studiano rispettivamente le stelle e l'aria che respiriamo. Un concetto chiave qui è lo scattering della luce (diffusione). Pensate alla luce del sole che colpisce un bicchiere di latte: la luce non passa semplicemente dritto attraverso di esso; rimbalza sulle minuscole particelle presenti nel latte, facendo sì che l'intero bicchiere brilli. Lo stesso accade nella nostra atmosfera quando la luce solare colpisce le molecole d'aria o la polvere, creando il cielo blu che vediamo durante il giorno. Un altro concetto è l'albedo, che è solo un termine elegante per indicare quanto una superficie sia lucida o riflettente. Un campo di neve fresca bianca ha un albedo elevato (rimbalza la maggior parte della luce), mentre una strada di asfalto nero ha un albedo basso (assorbe la luce).

Perché questo è importante per voi? Perché il cielo notturno sta cambiando. Abbiamo già aggiunto migliaia di satelliti artificiali che riflettono la luce solare, creando scie luminose che possono rovinare l'osservazione delle stelle. Ma cosa succederebbe se qualcuno proponesse un piano per trasformare il cielo notturno in un gigantesco riflettore mobile? Questa è la domanda che questo articolo affronta. Non si tratta solo di capire se potremo vedere una nuova stella; si tratta di capire se potremo ancora vedere quelle vecchie. Se iniziamo a dipingere la notte con luce artificiale, potremmo perdere l'oscurità naturale che ci permette di vedere l'universo, trasformando una finestra in uno specchio.

L'Esperimento dello Specchio Spaziale Gigante

Una startup chiamata Reflect Orbital ha un'idea folle: lanciare una flotta di enormi specchi galleggianti nello spazio per riflettere la luce solare sulla Terra, creando di fatto una luce diurna artificiale durante la notte. Il loro piano inizia con un piccolo satellite di prova, uno specchio grande quanto un ampio soggiorno (18 × 18 metri), ma il loro obiettivo finale è una massiccia costellazione di circa 50.000 enormi specchi (54 × 54 metri ciascuno). L'idea è quella di illuminare una specifica porzione di terreno, con un raggio di circa 2,5 chilometri (1,5 miglia), con abbastanza luce da poter leggere un libro o camminare in sicurezza senza lampioni.

Ma prima che chiunque lanci questi specchi, un team di scienziati si è posto una domanda critica: cosa succede al resto del cielo? Hanno eseguito simulazioni informatiche dettagliate per vedere come questo fascio di luce interagirebbe con la nostra atmosfera. Non si sono limitati a guardare il punto sul terreno; hanno guardato l'intero cielo sopra di esso.

Lo Specchio nel Cielo
I ricercatori hanno scoperto che, se vi trovaste direttamente sotto uno di questi enormi specchi da 54 metri, apparirebbe incredibilmente luminoso. Infatti, sembrerebbe un punto di luce con una magnitudine di -16,7. Per dare un termine di paragone, la luna piena è circa -12,7. Ciò significa che lo specchio sarebbe circa 4 magnitudini, ovvero circa 40 volte più luminoso della luna piena. Splenderebbe con un'intensità di circa 9,5 lux, che è lo stesso livello di luminosità di un tipico lampione stradale. Se vi trovaste in quel cerchio di 2,5 chilometri, la notte sembrerebbe un crepuscolo molto luminoso, subito dopo il tramonto. Il cielo sarebbe così luminoso che anche le stelle più brillanti sarebbero invisibili. Sarebbe come cercare di vedere le lucciole stando sotto un riflettore.

Il Bagliore Oltre il Fascio
La parte più sorprendente dello studio è ciò che accade al di fuori di quel cerchio luminoso. La luce non si ferma semplicemente al bordo della zona illuminata. Quando il fascio colpisce il suolo, una parte di esso rimbalza verso l'alto (a seconda di quanto sia lucido il terreno — la neve riflette più della terra). Questa luce, insieme al fascio originale, colpisce le molecole d'aria e le particelle di polvere nel cielo e si diffonde in tutte le direzioni.

Gli scienziati hanno simulato questa diffusione e hanno scoperto che il "bagliore" di un singolo specchio sarebbe visibile per una lunga distanza.

• A 14 chilometri (circa 9 miglia) di distanza: Il cielo apparirebbe luminoso come il cielo subito dopo il tramonto (crepuscolo). Sarebbe così luminoso che non potreste vedere le stelle. L'intero cielo sarebbe sbiadito, simile al bagliore che si vede sopra una città, ma causato da un singolo specchio nello spazio.
• A 34 chilometri (circa 21 miglia) di distanza: Anche a questa distanza, il cielo nella direzione dello specchio apparirebbe ancora più luminoso di una normale notte illuminata dalla luna. Apparirebbe come un gigantesco pilastro di luce che si estende verso l'alto nel cielo.
• Il "Fattore Neve": L'effetto peggiora se il terreno è coperto di neve. La neve è molto riflettente (alto albedo), quindi rimbalza più luce verso l'atmosfera, facendo sì che il bagliore si diffonda ancora di più. In condizioni di neve, il cielo potrebbe apparire più luminoso di una notte di luna piena da distanze fino a 30 chilometri.

E se ne usassero centinaia?
Il documento ha esaminato anche uno scenario "peggiore" in cui 400 di questi specchi illuminano lo stesso punto contemporaneamente. In questo caso, la luce combinata sarebbe di circa 2.400 lux — circa 10.000 volte più luminosa della luna piena. Sarebbe sufficientemente luminosa da alimentare i pannelli solari (che di solito necessitano di circa 22 W/m² per iniziare a funzionare). Il cielo sarebbe completamente sbiadito, trasformando la notte in un perpetuo e luminoso crepuscolo.

Il Verdetto
Gli autori concludono che, sebbene l'idea di illuminare la Terra dallo spazio sia tecnicamente possibile, il costo ambientale per il nostro cielo notturno sarebbe enorme. Anche un singolo specchio creerebbe inquinamento luminoso che si estende per decine di chilometri, rendendo il cielo notturno irriconoscibile e nascondendo le stelle per chiunque si trovi entro quel raggio. Lo studio assume un cielo limpido e privo di nuvole, che è in realtà lo scenario "migliore" per mantenere la luce contenuta. Se ci fossero nuvole, la luce si diffonderebbe ancora di più, rendendo potenzialmente il bagliore visibile da distanze ancora maggiori.

In breve, queste simulazioni suggeriscono che trasformare la notte in giorno con specchi spaziali comporterebbe il prezzo di perdere il cielo notturno stesso. Le stelle svanirebbero, sostituite da un bagliore artificiale permanente che si estende ben oltre l'obiettivo previsto.