da Sorrentino | Giu 23, 2015 | Primo Piano, Programmi, Servizi Satellitari
Università di Padova e Agenzia Spaziale Italiana hanno presentato i risultati dell’esperimento servito a dimostrare la fattibilità di comunicazioni sicure via satellite. La sperimentazione, effettuata a Matera nel Centro di Geodesia Spaziale dell’ASI utilizzando il Matera Laser Ranging Obsevatory, ha dimostrato il mantenimento dello stato di un fotone su un canale di comunicazione, stabilendo un primato in termini di distanza e di sicurezza. Si tratta della prima comunicazione quantistica realizzata con un satellite. Lo studio dal titolo” Experimental satellite quantum communications”, condotto da un team coordinato dall’università di Padova, e pubblicato il 19 giugno sulla rivista Physical Review Letters, ha per autori Paolo Villoresi, docente di fisica sperimentale all’università patavina e coordinatore del gruppo di ricerca, e altri quattro ricercatori: il docente Giuseppe Vallone, Daniele Dequal (assegnista post-doc), Davide Bacco (Dottorando CISAS fino al 2014) e Simone Gaiarin (assegnista di ricerca). Gli altri due autori della pubblicazione sono Giuseppe Bianco, direttore dell’osservatorio di Matera, e Vincenza Luceri, esperta di orbite nonché responsabile del gruppo e-GEOS del centro di Matera. Gli autori padovani fanno tutti parte del gruppo di ricerca che fa capo a QuantumFuture, uno dei dieci progetti strategici dell’università di Padova lanciati nel 2009.
Trasferire correttamente gli stati quantici e il loro contenuto di informazione è l’essenza della nuova linea di ricerca – commenta l’Università di Padova a margine dello studio – In questo modo si usa la meccanica quantistica, che descrive il mondo microscopico, per trasferire informazioni. “Questi studi rispondono alla richiesta sempre crescente della società di scambiare informazioni in modo sicuro, soprattutto a seguito dei massicci attacchi alla privacy degli ultimi anni”, spiega Paolo Villoresi, sul sito dell’ateneo. Un’esigenza per cui l’informazione quantistica può essere la soluzione: “I metodi utilizzati finora basano la loro sicurezza su complessi algoritmi matematici – aggiunge Villoresi –. In questo modo però sia il trasmettitore che il ricevente del messaggio devono essere già in possesso della chiave che permetta loro di codificare i messaggi e di decifrarli. La crittografia quantistica è invece l’unica tecnica che consente di scambiare una chiave crittografica sicura e privata a distanza, senza la necessità di accesso fisico al trasmettitore o al ricevitore”.
Questo può rivestire una grande importanza, per esempio, nelle comunicazioni spaziali, dove non è così facile portare in orbita una chiavetta Usb. “L’interesse però è rappresentato non solo dalla segretezza dell’informazione, ma anche dalla sua autenticità – continua lo studioso –. Si pensi ad esempio al nuovo sistema europeo satellitare di posizionamento satellitare globale Galileo, che presto estenderà le possibilità che ora sono offerte dal Global Positioning System (Gps) americano. Oppure, in un ambito completamente diverso, alle operazioni finanziarie, nelle quali è essenziale certificare l’istante esatto in cui avvengono”.
Per realizzare questa innovativa tecnica di comunicazione è necessario riuscire a trasmettere a grandi distanze singoli fotoni portati prima a un determinato stato quantistico. Finora i dispositivi commerciali che sfruttavano queste proprietà erano disponibili solo per collegamenti limitati (fino ai 200 chilometri) ed erano basati su fibra ottica; l’esperimento italiano è invece riuscito a effettuare una trasmissione di circa 1.700 chilometri, per la prima volta lungo un canale tra lo spazio e la Terra. Per l’esperimento sono stati utilizzati alcuni dei satelliti dedicati allo studio della geodesia terrestre, dotati di particolari retro-riflettori (corner cube), tramite i quali sono state simulate le funzioni di un trasmettitore quantistico in orbita. In questo modo il gruppo di ricerca è riuscito a ricreare una sorgente quantistica nello spazio, pur non essendo disponibile in orbita un satellite equipaggiato con un trasmettitore o ricevitore quantistico.
I primi risultati sono stati illustrati in una conferenza stampa dell’Agenzia spaziale italiana, con l’intervento del presidente Roberto Battiston, il quale ha confermato che, insieme all’Agenzia Spaziale Europea sarà sviluppata una road map per lo sviluppo delle comunicazioni quantistiche come settore strategico. Peraltro, dal 2013 il tema della comunicazione quantistica fa parte degli accordi bilaterali Italia-Usa per la collaborazione scientifica, e il 12 giugno scorso, nella sede dell’Ambasciata italiana a Washington, c’è stato il primo incontro bilaterale con molti ricercatori e decision-makers, che hanno tutti riconosciuto la valenza della collaborazione paritaria.
da Sorrentino | Giu 23, 2015 | Lanci, Primo Piano, Servizi Satellitari
Quinta missione di successo per il lanciatore europeo Vega (Vettore Europeo di Generazione Avanzata) che, dopo aver lanciato il veicolo di rientro europeo IXV nel febbraio 2015, nella notte tra il 22 e il 23 giugno, con partenza alle 3:52 ora italiana dalla base di Kourou nella Guyana Francese, ha portato in orbita Sentinel -2A, secondo della famiglia di sei satelliti del programma di monitoraggio ambientale europeo Copernicus, promosso dalla Commissione UE e dall’Agenzia Spaziale Europea.
Il satellite offrirà una visione nel visibile dell’ambiente terrestre, unendo l’alta risoluzione a nuove capacità multispettrali. L’obiettivo è monitorare i cambiamenti nella copertura del suolo e il monitoraggio della vegetazione a livello globale, offrire informazioni sull’inquinamento delle acque, fornire immagini di inondazioni e eruzioni vulcaniche contribuendo a delineare le aree colpite. In particolare, la “visione a colori” dell’ambiente terrestre permetterà di ottenere l’alta risoluzione insieme a 13 capacità multispettrali. Le immagini prodotte saranno utilizzate per determinare informazioni chiave sulla vegetazione terrestre attraverso la mappatura del suolo, dei laghi e delle acque costiere.
Copernicus è un programma della Commissione europea, finanziato con 2,3 miliardi di euro (1,6 dei quali messi a disposizione dai Paesi membri dell’Agenzia Spaziale Europea), che mira a fornire all’Europa un accesso continuo, indipendente e affidabile a dati e informazioni relativi all’Osservazione della Terra. Fornisce un sistema unificato attraverso il quale i dati dallo spazio e dai sensori a terra sono inviati ai servizi progettati a beneficio del cittadino. Questi servizi ricadono in sei principali categorie: monitoraggio di terre emerse, ambiente marino e atmosfera, risposta alle emergenze, sicurezza e cambiamento climatico. L’Italia contribuirà alla gestione operativa del programma Copernicus: il Centro Spaziale e-Geos (società ASI/Telespazio) di Matera acquisirà i dati della missione Sentinel-2A, e realizzerà il processamento in Near Real Time dei prodotti della missione, come aveva fatto per la prima sentinella Sentinel-1A.
Grande soddisfazione da parte di Stephane Israel, presidente e direttore generale della Arianespace, che loda la tecnologia spaziale italiana dopo il quinto lancio riuscito di Vega, e Volker Liebig, direttore dei programmi di Osservazione della Terra dell’Esa, che con l’ingresso in orbita del secondo Sentinel vede concretizzarsi la possibilità di monitorare in modo continuo e con grande risoluzione lo stato di salute del nostro pianeta. Il lancio del satellite Sentinel-2A è avvenuto con assoluta precisione e nel pieno rispetto dei tempi. Il primo stadio del Vega si è separato 1 minuto e 52 secondi dopo il decollo, seguito 3 minuti e 37 secondi dopo dal secondo stadio e dalla carena (altri venti secondi dopo), mentre il terzo stadio si è staccato a 6 minuti e 32 secondi dal lancio. Un minuto e 10 secondi dopo è avvenuta una prima riaccensione, quindi Vega ha rilasciato Sentinel – 2A nell’orbita eliosincrona prevista esattamente 54 minuti e 43 secondi dopo il lift off. Al centro di controllo di Darmstadt è affidato il compito di attivare di tutti i sistemi di bordo del satellite, fino alla taratura prevista 72 ore dopo il lancio. L’effettiva operatività è prevista entro tre-quattro mesi. “Con il lancio del Sentinel-2A – dichiara il presidente dell’ASI Roberto Battiston – si conferma la grande strategia europea del programma Copernicus, dedicata a realizzare una costellazione di sensori in grado di misurare i parametri fisici fondamentali che caratterizzano la superficie della Terra. In questo particolare caso si tratta di un sensore multibanda nel visibile che fornirà, tra le altre cose, informazioni estremamente utili allo sfruttamento agricolo del suolo. Il Vega inoltre, con questa sua quinta missione si conferma ancora una volta – conclude Battiston – un affidabile ‘cavallo di razza’ per il lancio di satelliti in orbita bassa”.
VV04
Vega, lanciatore per piccoli carichi sviluppato dall’Agenzia Spaziale Europea, è in grado di portare un carico utile di massa tra i 300 e i 1500 Kg, in un’orbita polare bassa di riferimento a una quota di 700 km. Al programma Vega, concepito dall’Agenzia Spaziale Italiana già dagli anni Novanta e finanziato in ESA per il 60% proprio dall’ASI, partecipano anche Francia, Olanda, Svizzera, Belgio, Spagna e Svezia. La maggior parte del vettore è stata realizzata in Italia: l’Agenzia Spaziale Italiana svolge un duplice ruolo, da un lato finanzia il programma dell’ESA, e dall’altro attraverso la società partecipata ELV SpA consente la realizzazione industriale del sistema. La società, partecipata al 70% da Avio ed al 30% da ASI, è infatti il Primo Contraente industriale dell’ESA per lo sviluppo del Vega. Al progetto hanno partecipato numerose aziende italiane: dal principale partner industriale Avio, al contributo di Selex ES, Rheinmetaal Italia, Telespazio, CIRA, Università di Roma e MBDA,. Presso il Centro Spaziale di Kourou hanno lavorato, nell’ambito del Segmento di terra, anche Vitrociset, Carlo Gavazzi Space (ora Telematic Solution), Telespazio Siem, e sono inoltre presenti le società partecipate, Europropulsion e Regulus, per la produzione del motore a propellente solido P-80 del primo tre stadio del lanciatore. Avio è responsabile dello sviluppo e realizzazione dei quattro mentre VITROCISET è a capo della realizzazione del segmento di terra, dalla torre di lancio al banco di integrazione e test.
da Sorrentino | Giu 22, 2015 | Astronomia, Primo Piano
VST image of the giant globular cluster Omega Centauri*
L’analisi delle osservazioni nell’ultravioletto delle stelle più calde dell’ammasso stellare Omega Centauri ha permesso ad un team internazionale di ricercatori, guidato da astronomi dell’INAF, di far luce sulla storia della formazione della sua seconda generazione di stelle, avvenuta circa 12 miliardi di anni fa. E’ assai probabile che i progenitori di queste stelle, al momento di ‘accendersi’ grazie alle reazioni di fusione nucleare nel loro interno, ruotassero molto più velocemente delle stelle normali. Gli scienziati, nel loro studio pubblicato sulla rivista Nature, attribuiscono questa forte rotazione alla prematura distruzione del loro disco protostellare di gas e polveri, dovuta all’interazione gravitazionale con altre stelle e favorita dall’ambiente di formazione particolarmente denso di astri.
Negli ammassi globulari esistono generazioni “multiple’’ di stelle, cronologicamente molto vicine, ma di composizione chimica profondamente diversa. In Omega Centauri, il più ricco e splendido tra gli oggetti celesti di questo tipo che popolano la nostra Galassia, è stata scoperta già da dieci anni la presenza di una generazione, composta da un gran numero di stelle in cui la concentrazione di elio è assai maggiore di quella presente nella materia primordiale prodotta in seguito al Big Bang. Uno studio internazionale guidato da ricercatori INAF e pubblicato oggi in anteprima sul sito web della rivista Nature aggiunge nuovi e importanti risultati per ricostruire la storia della formazione di queste popolazioni “multiple” negli ammassi stellari. Dall’analisi capillare delle stelle calde di Omega Centauri osservate nell’ultravioletto con il telescopio spaziale Hubble delle agenzie spaziali NASA ed ESA, gli autori hanno mostrato come l’esistenza di questo gruppo implichi una rapidissima rotazione dei loro progenitori, contrariamente a quanto accade per le altre stelle.
Queste stelle, dette “del blue hook”, appartengono a uno stadio evolutivo avanzato delle stelle superricche di elio, ed alcune loro peculiarità indicano che si siano formate nel gas chimicamente anomalo, perso nei venti stellari dalle stelle primigenie, che si è accumulato nelle zone più centrali e dense dell’ammasso. Qui le stelle sono vicinissime tra loro e le perturbazioni gravitazionali, importanti soprattutto nelle prime fasi di evoluzione, possono distruggere l’esteso disco di accrescimento che solitamente accompagna la formazione stellare e che, come un giroscopio, stabilizza la stella neonata in lenta rotazione.
«La frequenza degli incontri tra stelle e dischi protostellari alle alte densità stellari previste durante la formazione della ‘seconda generazione’ di astri in Omega Centauri, è alta» spiega Marco Tailo, studente di Dottorato presso l’Università “La Sapienza’’ di Roma e associato INAF, primo autore della lettera. «Se la perdita del disco avviene nel primo milione di anni di vita della stella, quando è ancora estesa e poco densa, la sua successiva contrazione la fa accelerare fino a velocità di rotazione così alte da modificarne sensibilmente l’evoluzione successiva, quella che oggi la fa diventare una delle anomale stelle del blue hook».
Ricercatori italiani, presso le strutture INAF di Padova e Bologna, hanno la leadership della ricerca osservativa nello studio delle popolazioni multiple degli ammassi globulari. Francesca D’Antona, corresponding author della lettera e associata INAF, spiega che «il gruppo dell’INAF-Osservatorio Astronomico di Roma ha avuto un ruolo predominante nello studio dei modelli stellari per la formazione delle anomalie chimiche nelle popolazioni multiple e nel predire la presenza di popolazioni con alta concentrazione di elio. Quest’ultimo lavoro è stato possibile unendo sinergicamente le competenze nel calcolo di modelli stellari di Paolo Ventura e del suo team, presso l’INAF-Osservatorio Astronomico di Roma, con quelle nel calcolo di modelli dinamici delle stelle degli ammassi di Enrico Vesperini all’Università dell’Indiana».
Il gruppo di ricercatori che ha realizzato lo studio, oltre Marco Tailo e Francesca D’Antona, è composto da Marcella Di Criscienzo, Paolo Ventura e Thibaut Decressin (INAF-Osservatorio Astronomico di Roma), Annibale D’Ercole (INAF-Osservatorio Astronomico di Bologna), Vittoria Caloi (INAF-IAPS Roma), Enrico Vesperini (Università dell’Indiana, USA), Antonino P. Milone e Aaron Dotter (Research School of Astronomy & Astrophysics, Australia), Andrea Bellini (Space Telescope Science Institute), Roberto Capuzzo-Dolcetta (Università “La Sapienza”, Roma).
Immagini: credit INAF
da Sorrentino | Giu 19, 2015 | Astronomia, Industria, Primo Piano
The E-ELT (artist’s impression)
30 milioni di Euro. Tanto vale la commessa affidata da ESO al consorzio AdOptica composto da due ditte Italiane, ADS International e Microgate Engineering in collaborazione con l’Istituto Nazionale di Astrofisica, per la progettazione definitiva e la realizzazione dell’unità di ottica adattativa per lo specchio M4 dell’E-ELT. L’annuncio è stato dato dallo stesso ESO e segue l’affidamento a INAF di 18,5M€ nell’ambito, sempre, del progetto per la costruzione dell’E-ELT. «Un risultato che deve riempire di orgoglio tutti noi», ha detto il presidente dell’INAF, Giovanni Bignami. «Il frutto di una grande capacità scientifica e innovativa che sa operare e farsi valere».
Il sistema a specchio deformabile di 2,4 metri M4 costituisce una parte fondamentale del E-ELT. È costituito da uno specchio composto da sei “petali” con attuatori e sistemi di controllo che possono correggere la distorsione dell’immagine causata dalla turbolenza prodotta dall’atmosfera terrestre in tempo reale, nonché correggere le deformazioni della struttura del telescopio principale causate dal vento, così da rendere il sistema ottico performante come un telescopio ottico nello spazio.
Dalla fine del 2005 l’ESO ha coinvolto la propria comunità di astronomi e astrofisici europei allo scopo di definire le caratteristiche del nuovo telescopio gigante necessario entro la metà del prossimo decennio. A partire dal 2006 più di cento astronomi di tutti i Paesi europei hanno collaborato con gli uffici progettuali dell’ESO per creare un concetto nuovo di telescopio, nel quale vengono anche tenuti nella dovuta considerazione performance, costi, programmi e rischi.
Questo rivoluzionario progetto concettuale chiamato E-ELT (che sta per European Extremely Large Telescope, cioè Telescopio Europeo Estremamente Grande) prevede un telescopio a terra con uno specchio primario di 39 metri e sarà il più grande telescopio ottico/vicino-infrarosso del mondo: “il più grande occhio del mondo rivolto al cielo”. Con l’inizio delle operazioni previsto all’inizio della prossima decade, l’E-ELT affronterà i più grandi problemi scientifici dei nostri tempi e mirerà ad arrivare a un considerevole numero di primati, fra cui il rintracciare pianeti simili alla Terra nelle “zone abitabili”, cioeè quelle che permettono la formazione della vita, intorno ad altre stelle – uno dei “Sacri Graal” dell’astronomia osservativa moderna. Effettuerà anche studi di “archeologia stellare” nelle galassie vicine e darà contributi fondamentali alla cosmologia, misurando le proprietà delle prime stelle e galassie e investigando la natura della materia oscura e dell’energia oscura.
da Sorrentino | Giu 17, 2015 | Eventi, Politica Spaziale, Primo Piano
Charlie Bolden, amministratore della NASA, transita dal Salone Aerospaziale di Parigi al Politecnico di Milano e nel giro di 24 ore traccia il programma che dovrà consentire al primo equipaggio di approdare su Marte. Martedì 16 giugno, nel corso dell’air show parigino, Bolden ha sottoscritto con gli amministratori delle agenzie spaziali francese e spagnola per proseguire la collaborazione nei progetti riguardanti la futura esplorazione del Pianeta Rosso. In particolare, per lo sviluppo di una serie di strumenti scientifici destinati a equipaggiare il rover Mars 2020 e acquisire informazioni su geologia e atmosfera marziana e individuare potenziali tracce biologiche. La cooperazione con la Spagna si estende a Mars Insight Lander, il cui lancio è programmato nel 2016 e che disporrà di una coppia di sensori sviluppati dall’istituto di tecnologia aerospaziale iberico. Ben più importante la cooperazione con l’Agenzia Spaziale Italiana, ribadita all’indomani del rientro a terra di Samantha Cristoforetti nella cornice della conferenza dal titolo “Reaching for the stars” promossa dal Politecnico di Milano con la partecipazione del rettore Giovanni Azzone, Enrico Flamini, responsabile dei programmi scientifici dell’Agenzia Spaziale Italiana, Giuseppe Morsillo, direttore Finanza, Controllo e Information Technology dell’ESA, e Luca Parmitano, astronauta dell’Esa e maggiore pilota dell’Aeronautica militare. Charlie Bolden, che ha comandato due volte lo Space Shuttle e ha all’attivo quattro missioni spaziali, conferma che prima di trasportare astronauti su Marte ci sarà lo sbarco su un asteroide precedentemente catturato e portato in orbita lunare. La NASA affida i suoi obiettivi futuri alla navetta Orion, mentre sono in corso di sviluppo le tute spaziali per affrontare l’ambiente del Pianeta Rosso e i sistemi vitali insieme ai laboratori dove produrre cibo vegetale e garantire le scorte di acqua, anche attraverso il riciclo, sufficienti per restare un anno sulla superficie marziana. Per raggiungere l’obiettivo sarà fondamentale la cooperazione internazionale. Quella con la Russia prosegue nello spazio a dispetto delle contrapposizioni geopolitiche in atto con gli Stati Uniti. Con la Cina la collaborazione è ancora limitata e non riguarda al momento i voli umani. Bolden tesse le lodi di Luca Parmitano e Samantha Cristoforetti, eccellenti astronauti e altrettanto bravi divulgatori delle attività spaziali. Anche grazie a loro la pubblica opinione prende coscienza dell’importanza dell’esplorazione cosmica, volta ad individuare forme biologiche su altri corpi planetari a cominciare da quelli a noi vicini. Non è un caso che Bolden insieme a Parmitano riscuotano un successo di interesse e ammirazione tra gli oltre 800 studenti del Politecnico di Milano. Popolarità sì, ma scientifica.
