Dove finisce la Terra e inizia lo Spazio?

Il cosmonauta russo Yuri Gagarin fu il primo uomo a viaggiare nello Spazio: l’abbiamo più o meno imparato tutti a scuola, e la sua è giustamente considerata una delle imprese più leggendarie compiute dall’uomo. Ma quando Gagarin si trovava in orbita intorno alla Terra, era davvero nello Spazio? E tutti quelli dopo di lui, compreso l’astronauta italiano Luca Parmitano che ha vissuto per sei mesi sulla Stazione Spaziale Internazionale (ISS), hanno viaggiato sul serio nella cosa che chiamiamo Spazio? Come spiega lo scrittore e divulgatore Greg Klerkx, è difficile se non impossibile rispondere a queste domande per un semplice motivo: non esiste una definizione unica, condivisa e scientifica su dove finisca la Terra e inizi lo Spazio. E non ci sono nemmeno convenzioni riconosciute da tutti per distinguere le due cose.

Di solito si tende a identificare l’inizio dello Spazio là dove finisce o diventa comunque trascurabile, in termini fisici, l’influenza della Terra: ma non c’è un punto chiaro e netto che definisca il confine. Per alcuni lo Spazio inizia dove termina l’atmosfera terrestre, ma questa ha un’estensione considerevole che raggiunge circa gli 800 chilometri al di sopra del Pianeta. Se fosse utilizzato questo criterio, tecnicamente Gagarin non sarebbe andato nello Spazio e non ci finirebbe nemmeno l’astronauta italiana Samantha Cristoforetti, che si sta preparando per raggiungere la ISS alla fine del prossimo novembre. La ISS si trova infatti mediamente a 400 chilometri di altitudine dalla superficie terrestre.

C’è anche chi suggerisce che si debba considerare il punto dove la gravità della Terra non influisce più su altre forze per collocare il confine con lo Spazio. In questo caso, bisognerebbe allontanarsi di 21 milioni di chilometri dal nostro Pianeta, trovandosi circa a metà strada da Venere (a seconda del periodo e della sua orbita, naturalmente).

100 chilometri
Klerkx ricorda che la Federazione astronautica internazionale – la federazione mondiale delle organizzazioni che si occupano delle attività spaziali – colloca l’inizio dello Spazio a 100 chilometri di altitudine, dove la presenza dell’atmosfera è trascurabile e i normali aeroplani non hanno possibilità di viaggiare sufficientemente veloci per ricevere la spinta che li mantiene in aria. Ma a seconda dei paesi ci sono standard diversi: negli Stati Uniti, per esempio, viene considerato il limite degli 80 chilometri di altitudine, oltre il quale negli anni Sessanta fu fatto volare l’aereo razzo X-15.

Nel 2009 alcuni ricercatori provarono a determinare in modo più scientifico il confine tra dove finisce la Terra e inizia lo Spazio: fu identificato un punto a 118 chilometri di distanza dal suolo in cui le particelle cariche dello Spazio iniziano ad avere la meglio sul flusso più tenue di particelle che provengono dagli strati più esterni dell’atmosfera terrestre. La notizia fu ripresa dai media e da molti giornali che titolarono sull’identificazione del punto in cui davvero inizia lo Spazio, ma in seguito la scoperta fu messa in discussione e ci si ritrovò quasi al punto di partenza, senza particolari certezze.

Atmosfera
Nel suo articolo, Klerkx spiega che tutto sommato il confine tra Terra e Spazio segna la separazione tra un’area in cui possiamo considerarci sostanzialmente protetti dal nostro pianeta, e un’altra in cui siamo molto più esposti e nella quale abbiamo molte meno difese. L’atmosfera della Terra, per esempio, ci protegge da una serie di radiazioni solari che si rivelerebbero mortali per moltissime specie viventi. Questo scudo atmosferico è costituito da cinque strati, e in un certo senso la fine di ogni strato potrebbe essere un buon candidato per diventare il punto di confine tra la Terra e lo Spazio.

La troposfera è lo strato più basso e a noi più familiare, perché in pratica ci viviamo dentro: arriva tra i 9 e i 17 chilometri di altitudine dal suolo. È ideale per i voli di linea perché è abbastanza densa e stabile. Finita la troposfera inizia la stratosfera, che si estende intorno ai 50 chilometri di altitudine e subito dopo si trova la mesosfera, lo strato dove secondo gli Stati Uniti inizia lo Spazio. L’esosfera, lo strato più grande, inizia a 690 chilometri al di sopra del suolo terrestre e prosegue fino a 10mila chilometri: è poco densa e non ha moltissime cose in comune con gli strati più bassi dell’atmosfera.

Termosfera
Negli anni, comunque, il dibattito su dove cominci lo Spazio si è concentrato soprattutto sulla termosfera, un altro strato che si trova schiacciato tra la mesosfera e l’esosfera. È dove si trova la ISS, dove volavano gli Shuttle della NASA e dove si trovava la MIR, la stazione spaziale russa. È un’area particolarmente ostile, con sbalzi enormi di temperatura che possono arrivare a 1.500 °C. Da quell’altitudine è possibile vedere la curvatura della Terra e, siccome il nostro pianeta è molto brillante grazie alla luce del Sole riflessa, tutto il resto intorno appare molto buio (meno quando ci si trova nel cono d’ombra del pianeta, naturalmente). Chi si trova nella termosfera percepisce meno gli effetti della gravità terrestre, inoltre gli astronauti sulla ISS riescono a spostarsi tra un modulo e l’altro della stazione galleggiando quasi completamente nell’aria grazie ad altre forze in gioco, dovute allo spostamento della stessa stazione spaziale.

La termosfera può essere considerato un ottimo candidato per definire il punto in cui inizia lo Spazio, ma secondo diversi detrattori non lo è: il campo gravitazionale terrestre esercita circa l’88,8 per cento della sua forza in quella zona. Gli astronauti della ISS non si trovano quindi in totale assenza di peso, semmai hanno la sensazione di cadere verso la Terra, che sarebbe amplificata se la Stazione rallentasse e diventassero quindi meno rilevanti altre forze in gioco legate all’orbita che viene compiuta intorno al Pianeta. La termosfera è inoltre uno strato dell’atmosfera ancora relativamente denso.

L’idea di Spazio
Definire precisamente il punto in cui finisce la Terra e inizia lo Spazio è quindi praticamente impossibile, spiega Klerkx, anche perché oltre le convenzioni linguistiche a ben guardare non c’è una cosa vera e propria che si chiama “Spazio”: ci sono strati di atmosfera che diventano sempre meno densi mano mano che ci si allontana dalla Terra e un campo gravitazionale enorme intorno al Pianeta, che diventa meno intenso allontanandosi dal suolo. Insomma: decidiamo noi che cos’è e dove inizia lo Spazio, spesso identificando il suo confine con particolari imprese compiute dall’uomo a decine di chilometri dalla terra su cui camminano tutti.

Quando nell’ottobre del 2012 Felix Baumgartner raggiunse i 39mila metri circa al di sopra del deserto del New Mexico, Stati Uniti, e tornò indietro in caduta libera protetto da una tuta e in seguito da un paracadute, in molti parlarono del primo salto “dallo Spazio” di un uomo. Si trattò certamente di un’impresa senza precedenti, ma considerata l’altitudine raggiunta, Baumgartner non si trovava nemmeno minimamente vicino alle definizioni di Spazio date solitamente per indicare quella cosa lì. Scrive Klerkx: “Baumgartner si trovava ancora comodamente all’interno della stratosfera. In termini gravitazionali, sir Isaac Newton non avrebbe avuto molti problemi a descrivere ciò che è successo al corpo di Baumgartner: ha fatto un balzo, poi è caduto”.

Anche se, come abbiamo visto, una definizione condivisa e riconosciuta da tutti di dove finisce la Terra e inizia lo Spazio non esiste, c’è comunque un buon dato da tenere in mente e che va oltre standard e convenzioni: dei miliardi di persone che hanno vissuto sul nostro Pianeta nel corso dei millenni, solo 550 hanno superato gli strati più bassi dell’atmosfera per raggiungere quello che tutti i giorni, senza pensarci troppo su, chiamiamo Spazio. E di questi, solo 24 in tutta la storia dell’umanità hanno lasciato l’orbita terrestre per raggiungere quella della Luna. Forse sono quelli che si sono fatti più di tutti un’idea di che cosa sia lo Spazio, e molti di loro e dei colleghi astronauti rimasti più vicini alla Terra hanno condiviso la frustrazione di non riuscire a spiegare efficacemente a parole che cosa si prova a essere in un non posto, che non si sa bene dove comincia e che forse non finisce mai.