La III Rassegna delle Tecnologie Spaziali e delle Applicazioni di Servizio

Finalmente da qualche tempo la percezione della valenza strategica e non solo utilitaristica dello spazio in Italia e in Europa sta aumentando, per una serie di motivi. Il primo motivo è che si cominciano a verificare i benefici per tutti i cittadini e quindi si capisce che è un problema non solo di avere dei servizi ma essere anche capaci di competere a livello internazionale e quindi garantire all’Europa un disponibilità di questi servizi senza rischi. Due esempi: le telecomunicazioni e il posizionamento. Tutti oggi parliamo di GPS, spero che domani parleremo di un programma europeo che si chiama Galileo.

Galileo è il sistema di navigazione guidata da satellite che l'ESA promosso dalla Commissione Europea. Ma a che punto è Galileo? Ne parliamo con Stefano Sandrelli.

Ci stiamo avvicinando alle fasi finali dell'approvazione definitiva del progetto, che garantirà all'Europa un'indipendenza reale dal GPS statunitense. Galileo sarà infatti gestito dalle autorità civili, che naturalmente lo renderanno disponibile a quelle militari. È il contrario di quel che accade negli USA, dove il GPS è in mano alla Difesa. Il Pentagono ne autorizza l'utilizzo anche a fini civili, ma mantiene il diritto di revoca della concessione in caso di conflitti. E questo rende il servizio non garantito. Anche dal punto di vista economico il progetto Galileo non è trascurabile: si prevede che, nel ventenni di vita prevista per il servizio, si potrà contare su un ritorno di circa 5 euro per ogni euro investito.

Ma la rassegna ha permesso di vedere come molti istituti di ricerca, che apparentemente non hanno niente a che fare con lo spazio, sono in grado di sviluppare tecnologie utilizzate per applicazioni spaziali. Ne è un esempio l'esperimento SilEye2, dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare.

Fin dalle missioni Apollo, negli anni '60, gli astronauti avevano notato di percepire, in condizioni di buio e ad occhi chiusi, degli improvvisi lampi di luce. L'ipotesi più probabile è che si tratti di particelle dovute alla presenza di raggi cosmici che stimolano il sistema nervoso dell'astronauta. Sileye2 è un esperimento che è stato messo a punto per studiare questo effetto e che è stato condotto sulla stazione spaziale russa Mir. In pratica è un casco che garantisce la completa oscurità all’astronauta, che è collegato con un rivelatore di raggi cosmici. Nel momento in cui percepisce un lampo, l’astronauta deve premere il joystick. In questo modo è semplice studiare la correlazione fra un flusso di raggi cosmici e lampi improvvisi.

Un esperimento più sofisticato – Alteino - è stato condotto dall'astronauta dell'ESA Roberto Vittori, nell'aprile 2002, nel corso della missione Marco Polo. Alteino è, a sua volta, precursore di un esperimento più completo che sarà eseguito a bordo della Stazione Spaziale Internazionale, sempre grazie agli spazi acquisiti dall'ESA. Sono osservazioni importanti, che devono essere approfondite: non sappiamo quale sia l'effetto a lungo termine sul sistema nervoso degli astronauti: e questo deve essere chiarito per affrontare per esempio viaggi umani su Marte o permanenze prolungate su stazioni spaziali.

È stato possibile vedere anche un prototipo di serra artificiale per la crescita delle piante sulla stazione spaziale. Perché far crescere il basilico sulla Stazione Spaziale?

Il basilico viene utilizzato come altri tipi di piante per studiare l'effetto della gravità sulla sua crescita. E il modo migliore di farlo è studiarne la crescita in un ambiente privo di gravità. Questo permette di mettere in evidenza una serie di fenomeni che sulla Terra giocano un ruolo secondario. In particolare il sistema ideato dalla Acies, una società che nasce come spin off dell'Istituto Nazionale di Fisica della Materia, si basa su un intervento doppio: da una parte il contenitore delle piante deve mantenere un ambiente pressurizzato, con le corrette condizioni climatiche. Dunque deve creare un vero e proprio microclima. Ma oltre alle condizioni "atmosferiche", è fondamentale anche l'illuminazione artificiale, che viene ottenuta da una serie di lampade che emettono luce blu oppure luce rossa, alle frequenze più importanti perché avvenga la fotosintesi clorofilliana. Un esperimento di questo genere sarà condotto anche all'interno del laboratorio europeo Columbus, che sarà lanciato in orbita solo dopo la ripresa regolare dei voli degli Shuttle statunitensi.

Applicazioni dunque sia per la Terra che per lo Spazio: in una rassegna di questo tipo sembra non esserci spazio per l'astronomia, che è il programma centrale dell'ESA.

La tecnologia è fondamentale per lo sviluppo della ricerca astronomica. Tutta la storia dell'astronomia si può leggere attraverso la storia dello sviluppo tecnologico, a partire dal caso di Galileo e del suo cannocchiale astronomico. Ma è vero anche il contrario: la ricerca scientifica pone le basi per lo sviluppo tecnologico. È un cordone ombelicale che non può essere tagliato. L'Istituto Nazionale di Astrofisica ha esposto uno specchio per l'astronomia nei raggi X, cioè quel settore ancora giovane dell'astronomia che si è sviluppato a partire dagli anni '60 grazie all'opera di diversi ricercatori italiani, fra i quali Occhialini, Bruno Rossi, Riccardo Giacconi, premio nobel per la fisica nel 2002.

Questi specchi sono stati messi a punto dalla Media Lario, un'industria della provincia di Lecco, con la collaborazione dell'Osservatorio astronomico di Brera, Milano, e dell'Istituto di Fisica Cosmica del CNR. Si tratta di una serie di superfici che hanno un profilo parabolico-iperbolico (in pratica sembrano un cilindro) annidate l'una dentro l'altra. Mentre nei telescopi ottici la luce viene riflessa quasi perpendicolarmente alla superficie dello specchio, in questo caso i raggi X incidono sugli specchi quasi parallelamente alla loro superficie: diversamente l'energia che trasportano permetterebbe loro di attraversare gli specchi. Questa tecnologia è stata utilizzata per il satellite dell'ESA XMM-Newton, in orbita dal 1999 e che sta contribuendo a modificare profondamente l'immagine che abbiamo del cosmo.