La radiazione durante un volo ed eventuali rischi per l’uomo

Magnetosfera e Atmosfera terrestre sono in grado di bloccare la maggior parte delle particelle cosmiche. Nel caso di alcune estremamente energetiche a seguito dell’interazione con le molecole di O2 e N2  dell’atmosfera si generano reazioni a catena in grado di raggiungere anche quote basse interessate da attività umane.

La Stazione Spaziale Internazionale ma anche i futuri viaggi interplanetari dovranno tenere conto della radiazione solare e cosmica. In questi casi gli astronauti, in assenza della protezione atmosferica, sono esposti per mesi alla radiazione per cui bisogna ricreare scudi artificiali in sostituzione dell’atmosfera terrestre.

Nell’ambito dell’aviazione l’influenza negativa di questa radiazione è limitata. Si osserva un massimo all’incirca a 18000 metri (massimo di Pfotzer) per poi scendere rapidamente per quote più basse. Un aereo di linea vola all’incirca a 10.000-11.000 metri.

La radiazione interessa maggiormente le regioni polari e aumenta con la quota. Radiazione quote 5000, 1000 e 15000 metri. MicroSievert per ora di esposizione:

Per un passeggero che vola solo occasionalmente il rischio di avere un danno legato a questo tipo di radiazione è molto basso. Diventa invece un problema per piloti e personale di bordo che trascorrono molte più ore in quota.

Bisognerà quindi monitorare l’esposizione del personale di bordo e limitare questo rischio. Al momento l’unica cosa che si può fare consiste nel monitorare zone a più alto rischio di esposizione vietando in particolari casi il transito degli aerei. Si studiano per il futuro strumenti (ispirati al TEPC Tissue Equivalent Proportional Counter) da montare a bordo degli aerei in grado di misurare le dosi assorbite dagli esseri umani. Le due soluzioni studiate dalla NASA sono rispettivamente: RaySure detector e Teledyne TID detector.

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Approfondimenti:
NASA website

Cos’è un Microburst? Quando diventano pericolosi?

Fenomeni atmosferici che si originano da temporali generalmente in presenza di fulmini. Sono particolarmente fastidiosi nell’ambito dell’aviazione per via delle complicazioni portate agli aerei in fase di decollo e soprattutto atterraggio. Non a caso in passato vi sono stati numerosi incidenti in cui questo particolare fenomeno atmosferico ha giocato un ruolo importante.

Simili ai tornato danno origini a venti verticali con velocità nei casi estremi fino a 70 m/s (≅200 km/h). Si dividono in 3 sottotipi:

  • asciutto
  • umido
  • ibrido

In entrambi i casi il fenomeno si origina dal raffreddamento repentino di una colonna di aria che tende a scendere di quota fino a raggiungere il suolo dove si allarga muovendosi in orizzontale e generando vortici d’aria rallentando poi per effetto dell’attrito.

Il tipo umido si accompagna a precipitazioni. La grandine sciogliendosi sottrae energia all’aria che si raffredda. Allo stesso tempo le precipitazioni trascinano l’aria verso il basso.
Nel caso asciutto i cristalli di ghiaccio evaporano prima di raggiungere il suolo (virga) per via del fenomeno di sublimazione. Questo sottrae calore all’aria sottostante raffreddandola e alimentando il fenomeno del microburst.
Il caso ibrido è una combinazione delle due situazioni precedenti.

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I microburst più pericolosi sono quelli che si originano in prossimità della pista aerea. La quota degli aerei che vi passano è troppo bassa per poter riprendere il controllo nel caso di microburst. Pertanto in questi casi sono fondamentali le informazioni della stazione meteo dell’aeroporto.

Come volano gli alianti?

aliante
Aliante I-ILPO

L’aliante è un velivolo per definizione più pesante dell’aria che sfrutta le caratteristiche dinamiche dell’aria per sostenersi in volo senza l’ausilio di un motore (attivo).

Per iniziare il suo volo in genere viene trainato da un aereo da turismo e rilasciato una volta raggiunta la quota desiderata. Alcuni metodi meno comuni prevedono l’utilizzo di meccanismi di traino posizionati a terra dalla parte opposta della pista (traino al verricello), ma le quote raggiungibili prima del rilascio sono molto più ridotte ed il metodo è particolarmente adatto ai piloti più esperti che necessitano di particolare certificazione. Una terza via consiste nell’utilizzo di un motore solo durante il decollo e per il prolungamento del volo una volta in quota. In quest’ultimo caso però si deve parlare di motoalianti. Continua a leggere

Considerazioni sull’incidente dell’aereo della Germanwings, volo 4U9525

In teoria non sarebbe giusto sbilanciarsi fino a quando le indagini non avranno fornito informazioni più dettagliate sull’incidente del volo Barcellona – Dusseldorf  4U9525 della Germanwings , soprattutto con il recupero delle informazioni contenute nelle scatole nere che pure sembrano danneggiate. Siccome però la maggior parte del web ormai si è sbilanciata mi permetto anch’io di dire qualcosina sull’argomento.

Una catastrofe nell’ambito dell’aviazione è sempre il risultato di una catena di eventi sfavorevoli. La maggior parte dei voli intercontinentali arriva a destinazione con una rottura di qualche genere, senza che questo comporti la distruzione dell’aereo. I programmi di preparazione dell’equipaggio e la progettazione dei velivoli civili vengono sviluppati nel tentativo di spezzare questa catena di eventi che porta alla catastrofe. Dal punto di vista tecnico si parla di ridondanza, cioè in caso di rottura di un sistema ci sono modi alternativi per garantire un adeguato svolgimento della stessa funzione.

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Scudi termici e necessità di gestione della temperatura in sistemi aerospaziali

Quando serve uno scudo termico?

Alcuni sistemi aerospaziali devono lavorare ad elevatissime velocità, situazioni in cui l’attrito tra atmosfera e veicolo non sono più trascurabili, e altri invece devono svolgere compiti nello spazio dovendo far fronte alla radiazione. Nasce così la necessità di controllare la temperatura del sistema per non danneggiare il payload, che può essere di natura umana o strumentale.

Ambiti di utilizzo

Aerei come il noto Lockheed SR-71 Blackbird hanno per esempio bisogno di uno scudo termico. L’SR-71 è un’aereo spia americano degli anni ’60 che operò durante la Guerra Fredda e fino al 1989. Raggiungeva una altitudine di 26 000 m circa e velocità in quota superiori a Mach 3 (tre volte la velocità del suono a quella quota). Continua a leggere

Droni Contadini nel futuro dell’agricoltura

Delle tante tecnologie emergenti i droni sono tra quelle che promettono meglio per il futuro. Hanno varie applicazioni e i costi contenuti della tecnologia li rendono alla portata di un mercato molto ampio.

In Giappone i droni contadini sono molto numerosi (si parla di più di 2000). Si tratta in genere di elicotteri radiocomandati alti circa 1 m, ma non mancano modelli plurimotore . Vengono impiegati soprattutto per la gestione delle risaie: nel monitoraggio, nelle operazioni di routine (es. spraying delle risaie) e nel trattamento delle piante.

Un esempio ne è l’UAV Yamaha RMAX:
http://rmax.yamaha-motor.com.au/

Perché i droni risulterebbero convenienti in ambito agricolo? Continua a leggere

Solar Impulse 2, il giro del mondo grazie all’energia solare

Sin da tempi antichi il progresso è stato uno dei principali motori alla base dell’esistenza dell’essere umano. Solar Impulse 2, la versione aggiornata del primo aereo capace di volare giorno e notte grazie alla sola energia solare, si spingerà al limite tentando di circumnavigare il globo terrestre.

Chi sono i protagonisti dell’impresa?
Bertrand Piccard – membro di una famiglia di pionieri e già autore del giro del mondo in mongolfiera senza sosta (quasi 20 giorni). Consegue inizialemnte studi in psichiatria per poi seguire le tradizioni della famiglia specializzandosi nel volo in mongolfiera, deltaplano ed anche aeroplano;
André Borschberg – CEO, pilota di caccia, aerei civili ed elicotteri;
Solar Impulse 2 HB-SIB – costruitto dal Politecnico Federale di Losanna (Svizzera) in collaborazione con numerosi altri sponsor, è l’evoluzione del velivolo HB-SIA il primo velivolo elettrico alimentato a celle fotovoltaiche a volare giorno e notte. Continua a leggere