Salve, volevo sapere se è possibile calcolare quantitativamente gli effetti di una tempesta solare come l’Evento Carrington del 1859 sui computer moderni: il cabinet metallico sarebbe sufficiente per prevenire danni all’elettronica? E’ possibile definire una curva di radiazione g/cm^2 vs Rad(Si) per quell’evento?

Partiamo dall’ultima parte della domanda. Per tracciare una curva spessore equivalente – dose totale di radiazioni è necessario partire dalla conoscenza della composizione e flusso totale di particelle nel corso dell’evento. Durante l’evento Carringhton, però, sorge il problema che all’epoca non solo non c’erano satelliti in orbita a misurare il flusso solare, ma neppure si aveva idea dell’esistenza del vento solare ne’ di come funzionasse il Sole.

Sebbene alcuni scienziati abbiano tentato a posteriori di stimare quale possa essere stata l’intensità delle radiazioni emesse dal Sole in quei giorni del 1859, facendo delle proiezioni basandosi su eventi di minori intensità avvenuti negli ultimi decenni, l’incertezza è tale da non permettere stime attendibili.

Inoltre, è pur vero che l’attività solare media ha una certa correlazione con il numero di macchie solari, che sono osservate, studiate e registrate a partire dal 1600, ma questo metodo non consente di valutare le tempeste solari. Per esempio, l’evento Carringhton si svolse nel ciclo solare 10, ma i tre cicli precedenti furono mediamente più intensi.

Del resto, per un sistema elettronico come il computer del lettore, la stima sarebbe del tutto inutile per una lunga serie di ragioni, che discutiamo qui di seguito.

Tanto per cominciare, il PC sarebbe tenuto sulla superficie terrestre, e verosimilmente in un appartamento, quindi circondato quasi interamente da cemento armato. Di certo, non sarebbe l’involucro metallico a fornire la principale schermatura, ma la sola atmosfera terrestre sarebbe sufficiente a schermare quasi totalmente le radiazioni, e le pareti della casa farebbero il resto.

Quand’anche il computer si trovasse in orbita, comunque, sarebbe impossibile stimare la schermatura necessaria, in quanto per nessuno dei componenti elettronici che lo compongono sono disponibili dati di total ionizing dose massima.
Per ogni componente elettronico che si intende lanciare nello spazio, le ditte aerospaziali eseguono test atti a verificare quale è la massima dose che è in grado di ricevere prima che i suoi parametri di performance escano dai limiti dichiarati dal costruttore. E’ evidente che questi test, complessi e costosi, sono disponibili solo per componenti (processori, memorie, ecc…) usati in campo spaziale, o che le ditte del settore intendono usare in un breve futuro. Prima di sottoporre un nuovo componente a un simile test deve esserci il fondato sospetto (per similitudine di tecnologia e architettura con componenti usati in passato) che il test possa venire superato, almeno fino a una dose sufficiente da consentire l’uso per missioni della durata di qualche anno in condizioni di normale attività solare; per i componenti dei PC commerciali i dati di total ionizing dose non sono dunque disponibili, per cui nessuno può dire quanto saprebbero resistere (alcune considerazioni su cui non mi dilungo portano a concludere molto poco).

Tornando al computer del lettore, che si trovi nel suo appartamento nel corso di una forte tempesta solare, esso correrebbe ben altri rischi. Uno tra questi è il “latch-up”: le particelle provenienti dallo spazio, impattando sull’alta atmosfera, causano una cascata di particelle secondarie, tra cui parecchi neutroni energetici. Questi ultimi possono attraversare parecchi chilometri di atmosfera prima di essere stoppati, e solo schermature molto spesse e pesanti sono in grado di fermarli efficacemente. Per questo c’è la possibilità che uno di questi neutroni colpisca qualche componente del computer, causando il fenomeno chiamato di latch-up, in cui l’energia rilasciata accende una giunzione parassita nella struttura di silicio, fa crescere i consumo di corrente in modo localizzato e può arrivare fino alla distruzione del chip per surriscaldamento.

Va detto che, anche in questo caso, un computer che si trovi su un aereo in volo sarebbe in grave pericolo ma uno a livello del mare, in una casa di cemento, lo si può considerare molto più al sicuro. Certamente, comunque, il latch-up si innesca solo sui componenti accesi, per cui basta tenere il PC spento durante la tempesta solare per salvarlo.

Forse il rischio più grave che correrebbe il computer del lettore sono gli sbalzi di tensione della rete elettrica: nel corso di una tempesta solare possono svilupparsi fortissimi sbalzi di tensione lungo le linee elettriche, che metterebbero a repentaglio l’alimentatore del computer e, in caso di guasto che si propaga, anche la circuiteria da esso alimentata.

Per finire, ci sarebbero i rischi di "denial of service", legati alla impossibilità di utilizzo dell’apparecchiatura : le interferenze radio probabilmente disturberebbero i modem Wi-Fi, precludendo l’accesso a internet, e certamente molti ponti radio e collegamenti satellitari su cui si basa una parte della rete sarebbero inutilizzabili nel corso di una tempesta solare molto intensa.