Di Nogeoingegneria
Considerando la proliferazione dei progetti collettori solari nello spazio, in cantiere da quasi 60 anni, è interessante consultare un documento dettagliato di Bert Eastlund e Jenkins. Bernard J. Eastlund (1938-2007) è stato un fisico statunitense di rilievo, con una formazione di alto livello: laurea al MIT e dottorato alla Columbia University. La sua carriera si è concentrata su fisica del plasma, fusione nucleare e tecnologie avanzate, con contributi significativi in ambito scientifico e tecnologico. Jenkins sembra collaboratore postumo di Eastlund, focalizzandosi sull’estensione delle sue invenzioni brevettate negli anni ’80 (ad esempio, il brevetto US4686605A su metodi per alterare regioni dell’atmosfera, ionosfera e magnetosfera).
Il documento riassunto di seguito, ATMOSPHERIC HEATING AS A RESEARCH TOOL di Dr. Bernard J. Eastlund and Lyle M. Jenkins presentato alla 17ª Conferenza congiunta su Modificazione meteorologica pianificata e involontaria (2008), esplora l’uso dell’energia a microonde per il riscaldamento localizzato dell’atmosfera come strumento di ricerca per migliorare la simulazione e la comprensione dei fenomeni meteorologici estremi, con potenziali applicazioni future nella modifica del tempo atmosferico. Gli autori, Bernard J. Eastlund (brevetti ) e Lyle M. Jenkins, partono dal contesto storico delle tempeste violente, come i tornado, che causano perdite di vite umane e danni materiali nonostante i progressi in previsioni e strutture resistenti.
Il documento di Eastlund e Jenkins sul riscaldamento atmosferico con microonde è collegato al concetto di Space-Based Solar Power (SBSP). Nel loro lavoro, essi menzionano l’uso di satelliti solari a energia microonde (come il “Thunderstorm Solar Power Satellite”) come fonte di energia per alimentare i sistemi di riscaldamento atmosferico. Questo si collega al più ampio progetto SBSP, che mira a raccogliere energia solare nello spazio e trasmetterla sulla Terra tramite microonde.
Storicamente, il progetto SBSP ha avuto anche un interesse militare già al suo esordio, essendo stato studiato negli anni ’70 e ’80 dalla NASA e altre agenzie per applicazioni energetiche ma con possibili implicazioni strategiche, inclusa la trasmissione di energia da spazio per usi governativi e militari. Il lavoro di Eastlund si inserisce quindi in un contesto dove l’energia solare spaziale e la tecnologia a microonde possono avere applicazioni sia civili (come la modifica meteorologica) che potenzialmente militari.
In sintesi, il documento di Eastlund fa parte di un filone di ricerca che sfrutta tecnologie avanzate di microonde e satelliti energetici, direttamente collegato al concetto di Space-Based Solar Power, che ha origini anche in progetti militari
la traduzione in italiano dell’abstract di “Atmospheric Heating as a Research Tool” di Bernard J. Eastlund e Lyle M. Jenkins:
Abstract — Nel corso della storia, l’umanità ha cercato di minimizzare l’impatto dell’imprevedibilità e della violenza di tempeste violente come i tornado. Finora, le soluzioni si sono concentrate sull’allerta precoce e sullo sviluppo di edifici fortificati in grado di resistere alle forti forze caratteristiche di questi eventi atmosferici. Sono stati sviluppati metodi sofisticati di previsione per avvertire le popolazioni del pericolo potenziale delle tempeste. Questi meccanismi di “avviso e rifugio” hanno chiaramente ridotto la perdita di vite umane e, in misura minore, i danni materiali associati a questi eventi naturali. Tuttavia, nonostante i nostri migliori sforzi, la perdita di vite e i costi elevati per i danni materiali sono ancora fortemente legati a fenomeni meteorologici estremi.
Questo articolo descrive concetti che utilizzano piattaforme terrestri o spaziali per generare fasci di radiazioni a microonde al fine di fornire riscaldamento termico localizzato o ionizzazione dell’atmosfera. Si suggerisce inoltre che queste tecniche di riscaldamento potrebbero inizialmente essere usate come strumenti di ricerca per migliorare le simulazioni al computer dei fenomeni atmosferici. L’obiettivo finale è di utilizzare tali strumenti per prevenire la formazione di tornado prodotti da tempeste severe.
Le tecniche sperimentali includono a) il riscaldamento delle gocce di pioggia con microonde tra 26 e 35 GHz, b) il riscaldamento dell’ossigeno atmosferico con frequenze microonde intorno a 54 GHz e c) la creazione di modelli di plasma artificialmente ionizzato nell’atmosfera, che possono essere riscaldati con microonde. Queste zone di plasma possono interagire con fenomeni elettrici attraverso modifiche alla conducibilità elettrica atmosferica.
Nuove tecniche sperimentali, simili agli esperimenti con “gocce di inchiostro” per determinare la diffusione di sostanze chimiche in un liquido, possono essere applicate all’atmosfera per studiare il trasporto di calore e le proprietà elettriche.
Le tecnologie di riscaldamento a microonde permettono di riscaldare rapidamente regioni ben definite di un sistema meteorologico. Array a microonde a terra o su satellite, focalizzati su specifiche aree dell’atmosfera, saranno utilizzati per riscaldarla e creare modelli artificiali utili di plasma ionizzato. Gli esperimenti iniziali confronteranno il riscaldamento di una regione specifica di un sistema meteorologico con le simulazioni al computer per migliorare la definizione delle condizioni nelle tempeste.
Viene anche descritta la modifica meteorologica delle tempeste. Un’applicazione consiste nell’impedire la concentrazione di energia rotazionale in un mesociclone riscaldando i correnti discendenti fredde e piovose. Il risultato previsto è di prevenire la geometria di rotazione precisa che può produrre un tornado, interrompendone così la formazione. L’approccio del riscaldamento selettivo potrebbe essere applicato anche alla deviazione di uragani e tifoni.
Lo sviluppo del Sistema Solare Basato sullo Spazio (Space-Based Solar Power) come fonte di energia pulita e rinnovabile per i bisogni mondiali dipende da un approccio evolutivo. L’uso duale di tali sistemi per la ricerca e il controllo del clima aumenterà il valore economico dei satelliti solari. La comprensione del meteo e la simulazione al computer dei sistemi di tempeste sono necessarie prima di tentare l’interazione per mitigare le tempeste stesse. Quando la simulazione al computer potrà definire l’interazione con le tempeste, l’investimento iniziale nel Sistema Solare Basato sullo Spazio potrà salvare vite e ridurre i danni materiali. In questo processo, i principi fondamentali del Sistema Solare Basato sullo Spazio saranno dimostrati, portando allo sviluppo di sistemi energetici commerciali. Questa fonte di energia pulita e rinnovabile potrebbe potenzialmente ridurre i gas serra e di conseguenza il riscaldamento globale. (Traduzione GROK)
Ecco una sintesi dell’articolo “Atmospheric Heating as a Research Tool” di Bernard J. Eastlund e Lyle M. Jenkins:
L’articolo propone l’uso di tecnologie basate su fasci di microonde, provenienti da piattaforme terrestri o spaziali, per riscaldare o ionizzare localmente l’atmosfera. Questi metodi potrebbero essere utilizzati inizialmente come strumenti di ricerca per migliorare le simulazioni computerizzate dei fenomeni atmosferici, con l’obiettivo finale di prevenire la formazione di tornado e di modificare il comportamento di tempeste severe come uragani e tifoni.
Le tecniche includono il riscaldamento delle gocce di pioggia e dell’ossigeno atmosferico a specifiche frequenze di microonde, e la creazione di zone di plasma ionizzato che possono influenzare le proprietà elettriche dell’atmosfera. Tali esperimenti aiuterebbero a comprendere meglio la dinamica delle tempeste e potrebbero portare a interventi mirati, ad esempio riscaldando flussi d’aria fredda per evitare la formazione di tornado.
L’articolo suggerisce inoltre che lo sviluppo di sistemi spaziali per la raccolta di energia solare (Space-Based Solar Power) potrebbe avere un doppio scopo: fornire energia pulita e allo stesso tempo essere impiegato per la ricerca e il controllo meteorologico, aumentando così il valore economico di questi sistemi.
Gli autori enfatizzano che questa tecnologia potrebbe rivoluzionare la ricerca meteorologica, passando da simulazioni passive a interventi attivi per validare modelli. Tuttavia, sottolineano la necessità di studi etici e ambientali, dato il potenziale per effetti imprevedibili. Il documento è conciso (circa 8 pagine nella versione IEEE), focalizzato su concetti teorici e simulazioni, senza dati sperimentali dettagliati, ma apre a future ricerche per una “nuova scienza” della modifica atmosferica.
Ecco il link diretto al documento completo in formato PDF “Atmospheric Heating as a Research Tool” di Bernard J. Eastlund e Lyle M. Jenkins, disponibile sul sito dell’American Meteorological Society:
https://ams.confex.com/ams/pdfpapers/139228.pdf
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