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Il suono delle onde gravitazionali

Il suono delle onde gravitazionali

CadonatiIl suono rivelatore delle onde gravitazionali, un segnale giunto fino a noi a seguito della collisione tra due buchi neri avvenuta un miliardo e mezzo di anni fa. Lo ha proposto Laura Cadonati, professore Associato di Fisica al Georgia Institute of Technology di Atlanta e membro del Centro di Astrofisica Relativistica, alla platea della XIV edizione di BergamoScienza che ha rivissuto nella cornice del teatro Donizetti l’evento del 14 settembre 2015 che ha portato alla scoperta delle onde gravitazionali postulate da Albert Einstein un secolo prima, a conferma della teoria della relatività. Da quel giorno, quando l’antenna gravitazionale LIGO ha rivelato per la prima volta in maniera diretta il passaggio di un’onda gravitazionale, è iniziata l’era dell’astronomia gravitazionale. Ne hanno discusso, insieme a Laura Cadonati, il fisico Eugenio Coccia (che con Adalberto Giazotto fa parte del team internazionale che ha validato la scoperta) e Renato Angelo Ricci. Laura Cadonati, coordinatrice dell’analisi dei dati di Ligo, ha ricordato come la massa di ognuno dei buchi neri protagonisti dell’evento generatore delle onde gravitazionali avesse la massa di 30 Soli, ma con un’ampiezza di appena 200 km, pari più o meno al territorio della Lombardia. Un secondo evento è stato osservato poi il 25 dicembre 2015, una straordinaria strenna natalizia per i gruppi di ricerca che lavorano agli interferometri Ligo e Virgo, che si trova a Cascina di Pisa.

L’ascolto del passaggio delle onde gravitazionali

“L’effetto di un’onda gravitazionale è una deformazione della Terra nell’ordine di 10 alla meno 18 metri – spiega Laura Cadonati – Per poterlo osservare è stato necessario sviluppare la tecnologia adatta. Gli interferometri laser di cui disponiamo sono rivelatori sufficientemente sensibili per rilevarle. Ligo ha due bracci lunghi 4 chilometri, Virgo 3. Il raggio di luce laser prodotto viene separato in due facendoli riflettere su due specchi sospesi alla fine dei bracci per poi farli convergere e ricongiungerli. Il passaggio dell’onda gravitazionale provoca una lievissima oscillazione degli specchi, che corrisponde a una piccola emissione di luce osservabile». In pratica, ciò che masse gigantesche producono è qualcosa di estremamente debole.

Le prime due onde gravitazionali osservate provenivano rispettivamente dall’emisfero sud e nord dell’Universo. E’ presumibile che la rete degli scienziati impegnato nello studio delle onde gravitazionali si allarghi progressivamente, anche perché accanto agli interferometri Ligo e Virgo stanno per sorgere due nuovi rilevatori in Giappone e India. L’attenzione si concentra su diverse possibili sorgenti di onde gravitazionali. Tra queste le stelle di neutroni, ovvero ciò che resta di una supernova giunta a fine vita. Un’avventura affascinante, appena iniziata, per scandagliare più a fondo i segreti dell’Universo.

Renzi nelle stanze di Marte

Renzi nelle stanze di Marte

Renzi_TAS«L’Europa avrà un futuro se sarà capace di rimuovere alle radici le cause del terrorismo, ma deve avere anche un grande sogno. Il grande progetto per andare su Marte, in cui Italia è numero uno, dimostra che possiamo essere anche leader nell’innovazione. Nel 2020 da Torino si controllerà se su Marte c’è vita. L’Italia per me è questo». Lo ha detto il Presidente del Consiglio Matteo Renzi intervenendo all’assemblea dell’Unione Industriale di Torino. Il Presidente del Consiglio aveva prima fatto visita allo stabilimento della Thales Alenia Space Italia di Torino. Matteo Renzi ha incontrato ingegneri e tecnici del più grande centro di attività spaziali in Italia al lavoro sui principali progetti, come Cygnus – il cargo lanciato lo scorso dicembre alla volta della Stazione spaziale internazionale (ISS) – e ExoMars, la missione su Marte dove l’atterraggio del lander Schiaparelli è previsto per il 19 ottobre 2016. Renzi ha visitato la Clean room Moduli Stazione Spaziale, dove vengono realizzati i moduli abitativi per gli astronauti, e la Clean room ExoMars, dove è stato realizzato Schiaparelli, il modulo di discesa e atterraggio su Marte. Al termine del tour il tasferimento sul terreno marziano, dove avvengono le simulazioni del rover della seconda missione ExoMars prevista nel 2020.

EDM Integration Thales Alenia Space Turin[2]«È stata una grande giornata», commenta Roberto Battiston, presidente dell’Agenzia Spaziale Italiana, che ha accolto Renzi con i vertici di Thales Alenia Space, Donato Amoroso e Jean-Loic Galle, e l’Ad di Leonardo Company, Mauro Moretti. «Il premier si è detto entusiasta del ruolo che l’Italia ha saputo ritagliarsi in un settore tanto importante per la ricerca scientifica e l’innovazione tecnologica» ha sottolineato Battiston, che ha aggiunto «oltre a complimentarsi con ingegneri e tecnici al lavoro, si è detto orgoglioso del fatto che l’Italia guidi la missione su Marte. Per il Presidente del Consiglio si tratta di un esempio, di una bandiera del modo di fare ricerca tecnologica».

L’eredità di Keplero

L’eredità di Keplero

Dr. Roger C. Hunter, NASA

L’eredità della Missione Keplero e il punto sul futuro dell’esplorazione spaziale sono stati oggetto del seminario organizzato dal Dipartimento di Ingegneria Industriale dell’Università di Napoli Federico II e dal Center for Near Space dell’Italian Institute for the Future, alla facoltà di ingegneria dell’Università Federico II di Napoli, che ha visto relatore Roger C. Hunter, direttore NASA per il programma “Small Spacecraft Technology”. Hunter è stato il program manager della famosa missione Keplero della NASA, che ha portato alla scoperta di numerosi esopianeti nella via Lattea. Il telescopio Keplero è stato lanciato nello spazio nel 2009 con un vettore Delta da Cape Canaveral ed è ancora oggi in orbita intorno al Sole puntando con sofisticati strumenti ottici un incredibile numero di stelle della nostra galassia per identificare pianeti potenzialmente abitabili con caratteristiche simili alla Terra. Ad oggi più del 70% degli esopianeti classificati è stato identificato e confermato grazie a questo telescopio.

Ad introdurre i lavori è stato il professore Raffaele Savino dell’Università di Napoli Federico II, esperto di tematiche spaziali, il quale ha ricordato come questo sia un momento particolarmente interessante per l’esplorazione spaziale in Europa e nel mondo, soprattutto dopo la positiva conclusione della missione Rosetta dell’Agenzia Spaziale Europea, che ha portato dopo un viaggio di oltre 12 anni e 6 miliardi di chilometri la sonda Philae sulla cometa 67P/Churyumov–Gerasimenko, e alla vigilia della fase cruciale della missione europea ExoMars, con il distacco dell’orbiter dal modulo che attraverserà l’atmosfera marziana per poi “ammartare” sulla superficie del pianeta rosso e inviare sulla terra, attraverso l’orbiter, i dati scientifici raccolti. Altri interessanti programmi in corso negli Stati Uniti comprendono la missione Osiris-Rex, lanciata meno di un mese fa, che raggiungerà l’asteroide 101955 Bennu nel 2019 per eseguire studi ed il prelievo di campioni di materiale da riportare a terra per la successiva analisi. Senza dimenticare i programmi di cooperazione internazionale per l’utilizzo dell’orbita bassa, le iniziative commerciali tra cui i programmi di Space X e di altri privati come Sierra Nevada che stanno radicalmente cambiando la visione di accesso e utilizzo dello spazio. A seguire, Antonio Moccia, direttore del Dipartimento di Ingegneria Industriale della Federico II, ha sottolineato come la scuola aerospaziale napoletana abbia una lunga tradizione di attività cominciata con gli storici programmi di esplorazione polare del generale Umberto Nobile e proseguite con il prof. Luigi Napolitano, autore di numerosi esperimenti in microgravità, continuando a svolgere programmi su microgravità, aerotermodinamica e telerilevamento. L’ing. Gennaro Russo, direttore del Center for Near Space, centro di competenza dell’Italian Institute for the Future, ha posto l’accento sulla necessità di stimolare la nascita e la crescita in Italia dell’Astronautica Civile, ovvero di un settore commerciale con tanto di imprenditori privati capace di rendere lo spazio accessibile e fruibile per tutti. Per fare ciò è indispensabile diffondere il più possibile la conoscenza e la consapevolezza di ciò che significa “spazio”, e di quanto questo sia molto più raggiungibile di quanto non di creda. Ispirare i giovani ed attrarli verso le attuali attività spaziali è un must, non meno di quanto non lo sia stato agli albori dell’aviazione civile nella prima metà del secolo scorso.

kepler_0Roger Hunter ha raccontato il significato della ricerca di pianeti simili alla terra in una porzione della regione della Via Lattea più vicina a noi. Si tratta di una zona in prossimità della costellazione del Cigno dove sono state monitorate con continuità oltre 140.000 stelle. Grazie al programma Keplero, cercando periodiche diminuzioni di luminosità delle stelle, si è passati dai tre esopianeti conosciuti nel 2009 prima del lancio della sonda agli oltre 5000 candidati pianeti oggi catalogati. Molto interessante è l’aver scoperto che quasi la metà di questi pianeti è caratterizzato da una dimensione che non ha riscontro tra i pianeti del sistema solare. Quasi a dire che è il sistema dove viviamo ad essere un’anomalia!

Durante i sette anni di vita della missione fin qui passati, i tecnici e scienziati della NASA hanno dovuto affrontare dei problemi tecnici per niente insignificanti. Il fatto più eclatante è stato che due delle quattro ruote di inerzia, sottosistemi utilizzati per il controllo fine dell’assetto della sonda e quindi per il puntamento accurato del telescopio, si sono guastate a distanza di circa sei mesi l’una dall’altra. Sembrava che la missione fosse destinata a concludersi anzitempo con la perdita di ingenti risorse. E invece gli specialisti hanno trovato il modo di procedere; sfruttando il vento solare sono riusciti a garantire una sufficiente accuratezza di puntamento tale che il telescopio ha continuato a prendere immagini e raccogliere dati. Una recentissima scoperta di Keplero di particolare curiosità ed importanza è quella di un corpo celeste delle dimensioni di Giove che orbita intorno a due stelle nella costellazione del Cigno. Così, ancora una volta, la fantascienza è diventata realtà; il riferimento è ad alcune scene immaginate molti lustri fa da George Lucas nel suo Star Wars in cui la vita su un pianeta extrasolare era illuminata da due soli. Immaginate che in quella situazione, oggi dimostrata essere reale, la nostra ombra non è più sola, ha rilevato Hunter! Un altro importante aspetto evidenziato dal Dr. Hunter è il tempo. Tutte le osservazioni di Keplero sono relative ad oggetti risalenti a migliaia di anni luce di distanza; quindi, qualunque deduzione possiamo fare sull’abitabilità di eventuali esopianeti, essa é relativa a situazioni ampiamente passate. Ma molte sono le domande aperte che facilmente passano dalla sfera scientifica a quella filosofica: questi pianeti potrebbero essere (stati) abitati da specie viventi? Cosa dobbiamo pensare per specie viventi? Dato che le osservazioni basate sulla tecnologia odierna sono relative a passati assai remoti, come potrebbero essere evoluti questi altri mondi? Queste domande sono destinate a restare tali per lunghissimo tempo ancora, anche se l’umanità sta facendo passi enormi verso lo spazio e sappiamo per certo che il primo uomo e la prima donna che metteranno piede su Marte sono già nati. Dopo l’interessante presentazione dell’ospite della NASA il convegno è stato caratterizzato da un interessante dibattito fra i partecipanti con numerose domande tecniche, scientifiche e filosofiche. Siamo soli nell’universo? Quasi certamente no, ma con le tecnologie odierne non abbiamo alcuna possibilità di raggiungere il più vicino degli esopianeti rilevati. Missioni come Keplero sono costose? Certo, ma molto meno di quanto si pensi; 500 milioni di euro, ovvero una caffè e mezzo per ogni statunitense!

Il Center for Near Space incontra la NASA da sinistra: Vincenzo Torre, Roberto Paura, Gennaro Russo, Roger Hunter, Raffaele Savino

Il seminario ha rappresentato un’ulteriore dimostrazione della vivacità della comunità spaziale napoletana e della Campania che, nell’attuale tendenza dei giovani ad emigrare verso altri paesi, è un segnale evidente della necessità di ampliare la sfera di influenza non solo agli addetti ai lavori (ingegneri aerospaziali, professori, ricercatori, dottorati e studiosi Post doc) ma anche professionisti di altre discipline (fisici, architetti, umanisti), giovani in senso ampio, studenti delle scuole secondarie, entusiasti dello Spazio.

(Il Center for Near Space incontra la NASA. Da sinistra: Vincenzo Torre, Roberto Paura, Gennaro Russo, Roger Hunter, Raffaele Savino)

XIV edizione di BergamoScienza

XIV edizione di BergamoScienza

BergamoScienceCenterDa sabato 1 ottobre sedici giornate all’insegna di conferenze, laboratori, mostre e spettacoli con la presenza di scienziati di fama internazionale, tra cui il Premio Nobel per la Chimica (2011) Dan Shechtman. E’ il riassunto della la XIV edizione di BergamoScienza, che tratta la molteplicità di temi come sempre con un linguaggio divulgativo, indagandoli in modo interdisciplinare: neuroscienze, chimica, fisica, spazio, tecnologia, robotica, neurobiologia, arte, lingua e narrazione, sociologia, musica e suono. Apertura della manifestazione all’insegna dei giovani, con l’evento La Scuola in Piazza, vera e propria fiera scientifica on the road al Quadriportico del Sentierone sabato pomeriggio (dalle 14,30 alle 18,30) e domenica (dalle 10 alle 18), che vede gli studenti di 34 scuole offrire ai passanti un assaggio dei laboratori in programma per le due settimane successive. L’inaugurazione del festival coincide con quello del ciclo di conferenze, concentrate al Teatro Donizetti di Bergamo. “Manager confusi tra algoritmi e neuroscienze” è il tema del primo appuntamento aperto al pubblico, sabato 1 ottobre alle 17,30, con due uomini d’impresa: Pier Luigi Celli e Andrea Moltrasio. Sul palco per aprire la festa della scienza anche il divulgatore scientifico Luca Perri, autore di un post sulle onde gravitazionali divenuto virale su Facebook. Domenica 2 ottobre alle 14,30, di scena il chirurgo belga Benoît Lengelé, noto per aver effettuato il primo trapianto di faccia del mondo undici anni fa a Amiens, protagonista di “FACE/OFF: l’avventura scientifica del trapianto facciale e della bioingegneria”, in dialogo con il nefrologo Giuseppe Remuzzi per cercare di rispondere al difficile interrogativo: qual è la vera natura del volto umano? A seguire, alle 16,30, l’ingegnere nucleare Mario Rasetti riflette su un fatto cruciale della storia della scienza e della tecnologia contemporanea: lo tsunami dei big data. Infatti, oggigiorno, la scienza non è più spinta soltanto da nuove scoperte o teorie, ma ha a disposizione una quantità di dati senza precedenti, ancora tutti da esplorare e non sempre risultanti da esperimenti scientifici pianificati e ripetibili. Compito e sfida per gli scienziati sarà dunque trasformare questa incredibile mole di dati in informazione organizzata, in conoscenza e successivamente in sapere. Rasetti è attualmente presidente dell’ISI (Institute for Scientific Interchange).

Dopo la panoramica iniziale dei workshop scientifici regalata dalla Scuola in Piazza, a partire da lunedì 3 ottobre porte aperte ai numerosi laboratori realizzati e organizzati da oltre 50 scuole bergamasche. Al BergamoScienceCenter è stata ricreata una realtà virtuale che propone un’esperienza 3D su Marte e sulla cometa osservata dalla sonda Rosetta. Sfruttando immagini ad alta definizione, il pubblico può immergersi in un vero e proprio viaggio nello spazio. Sempre al BergamoScienceCenter è installata la mostra di immagini astroplanetarie dal titolo “Visioni cosmiche, aberrazioni spaziali”, a cura dell’Associazione culturale scientifica e spaziale Orbiter, che propone immagini ritratte dagli osservatori astronomici spaziali e terrestri, per mostrare come, nella storia delle osservazioni dei corpi celesti, gli astronomi si siano imbattuti in forme strane e singolari, ma anche gli effetti della pareidolia, che induce a riconoscere su altri pianeti forme e figure antropomorfe.

www.bergamoscienza.it

L’impatto gentile di Rosetta

L’impatto gentile di Rosetta

Rosetta_impactLa sonda Rosetta ha posto termine alla sua lunga missione interplanetaria arrivando a toccare la cometa 67P, su cui due anni or sono era approdato il lander Philae. L’atto finale si è compiuto alle 13.19 (ora italiana) del 30 settembre. Un fine corsa ampiamente preannunciato e programmato per consentire un impatto dolce alla modesta velocità di 50 cm al secondo sulla regione denominata Ma’at, densa di crateri e situata sul lobo inferiore della cometa, muovendo da una distanza di 19 chilometri dalla superficie. Negli ultimi due anni, dopo il decennio di viaggio per raggiungere l’obiettivo e 7 chilometri percorsi negli spazi siderali, Rosetta ha orbitato intorno al nucleo cometario, osservandolo e analizzandone la composizione. Alla fine dal centro di controllo dell’Agenzia Spaziale Europea Damstadt in Germania è partito il comando che dato il via all’avvicinamento lento e inesorabile che è parso più un abbraccio e ha fatto tornare alla mente le discese dei Lem in fase di allunaggio. Rosetta ci ha regalato immagini ravvicinate fino a 20 metri dal punto di contatto, molto nitide quelle riprese da qualche centinaia di metri di quota, grazie allo strumento Osiris. La manovra che ha portato la sonda ad affrancarsi per sempre alla cometa è stato un capolavoro di meccanica del volo. Arrivare a impattare a grande velocità avrebbe fatto rimbalzare Rosetta, a causa della debole gravità del corpo planetario. La sonda ha fatto fino in fondo il suo dovere e gli strumenti di bordo hanno regalato una ulteriore messe di dati che saranno preziosissimi per arricchire la conoscenza sui mattoni primordiali. Quando il segnale si è spento, la visione è passata dallo schermo alla sale del centro di controllo, sugli sguardi incollati dei tecnici. Tra essi il direttore delle operazioni della missione Rosetta, Paolo Ferri, e il direttore di volo, Andrea Accomazzo. Anche il momento conclusivo della missione Rosetta ha regalato un sogno straordinario, perché è stata data la possibilità di seguire tutte le fasi in diretta streaming sul sito dell’Agenzia Spaziale Italiana e sul canale tv Rai Scuola. Si è dovuto attendere 40 minuti per vivere l’impatto e averne conferma.

Comet_landing_siteDietro questo spettacolo dell’astronautica e della scienza c’è la capacità dell’Europa e dell’Italia di sviluppare tecnologie all’avanguardia per esplorare il sistema solare. Roberto Battiston, presidente dell’Agenzia Spaziale Italiana, e Nichi D’Amico, alla guida dell’Istituto Nazionale di Astrofisica, sottolineano il ruolo primario del nostro Paese, sia per il coinvolgimento degli scienziati, sia per la componente industriale, che ha contribuito in modo determinante a realizzare un’impresa estrema, facendo scendere un lander sul nucleo di una cometa. Fabrizio Capaccioni, ricercatore dell’Istituto Nazionale di Astrofisica e principal investigator dello strumento VIRTIS a bordo di Rosetta, definisce la missione Rosetta “un miracolo di maestria tecnica, di programmazione e di dedizione dei team coinvolti. Sono stati superati ostacoli che nessun’altra sonda planetaria aveva mai dovuto affrontare. La sonda Rosetta e la strumentazione di bordo, con un rilevante contributo italiano per gli strumenti GIADA, VIRTIS, il canale WAC di OSIRIS ed il trapano del lander Philae, ha prodotto risultati scientifici di eccezionale valore; risultati che permetteranno di mantenere la comunità scientifica europea che si occupa dei Piccoli Corpi del Sistema solare al livello di eccellenza conseguito con Rosetta almeno per i prossimi dieci anni.