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I dieci anni di Columbus

I dieci anni di Columbus

Due progetti tecnologici dell’Agenzia Spaziale Europea festeggiano il decennale. Si tratta del laboratorio europeo Columbus, lanciato il 7 febbraio 2008 nella stiva dello Space Shuttle Atlantis e attraccato alla Stazione spaziale internazionale, costruito negli stabilimenti di Torino della Thales Alenia Space, e dell’ATV, Veicolo di Trasferimento Automatizzato, ribattezzato “Jules Verne” che esordì in orbita il 9 marzo 2008 e pure raggiunse la stazione spaziale. Un cilindro pressurizzato di circa 7 metri per 4 e mezzo di diametro, Columbus è dotato all’interno di dieci comparti che ospitano gli esperimenti e di quattro piattaforme esterne a cui sono agganciati altri esperimenti. Al suo interno hanno lavorato quattro astronauti italiani dell’Agenzia Spaziale Europea: Roberto Vittori, Luca Parmitano, Samantha Cristoforetti e Paolo Nespoli. L’epopea del Columbus è caratterizzata dal peso scientifico che il modulo ricopre nel programma di attività del complesso orbitale, a cui si è agganciato l’11 febbraio 2008. Un laboratorio di ricerca permanentemente abitato, al cui interno gli astronauti dell’Agenzia Spaziale Europea hanno condotto 225 esperimenti in chiave multidisciplinare, dalla medicina e fisiologia umana alla biologia, chimica e fisica dei metalli, alla coltivazione di piante in condizioni di microgravità. La crescita delle piante rappresenta un esempio di come gli esperimenti a lungo termine possano produrre risultati rivoluzionari, che potrebbero aiutare a nutrire gli astronauti nello spazio in futuro. Le piante possono adattarsi, possono germogliare dai semi, attraversare l’intero ciclo di vita e produrre nuovi semi, quindi si adattano abbastanza bene alle condizioni di microgravità.

Tra i vari esperimenti di lunga data condotti sul Columbus, c’è stato quello denominato Expose, che ha permesso di esporre al vuoto dello spazio una serie di microorganismi, dai batteri ai licheni e anche alcune larve di animali, diversi dei quali sopravvissuti. Molti degli esperimenti si svolgono sugli stessi astronauti, testando muscoli, ossa, sangue e cervello. Uno studio a lungo termine, chiamato DOSIS, ha creato una mappa 3D dei cambiamenti abbastanza significativi nei livelli di radiazioni che gli astronauti incontrano in diverse parti del modulo Columbus. Sperimentare in un ambiente privo di gravità ha permesso agli scienziati di sviluppare nuove leghe metalliche, che vengono ora utilizzate in applicazioni ad alta tecnologia sulla Terra.

La ricorrenza del decennale di Columbus è stata celebrata dall’Esa al Centro europeo per la ricerca e la tecnologia spaziale (Estec) di Noordwijk, in Olanda

Mars Planet con Amadee

Mars Planet con Amadee

Mars Planet, chapter italiano di Mars Society, ha completato la fase di preparazione delle applicazioni di realtà virtuale che fungono da supporto agli esperimenti della missione Amadee 2018, condotta da Austrian Space Forum per simulare attività in situazioni e analogie operative riconducibili all’ambiente marziano, che si svolge in Oman, nel deserto del Dhofar, le cui caratteristiche geomorfologiche richiamano le pianure del Pianeta Rosso. La missione Amadee 2018, che scatta giovedì 8 febbraio 2018 dopo una settimana di allestimento della base desertica e l’esecuzione di test propedeutici in loco e da remoto, coinvolge partner di ricerca di oltre 20 Paesi. Tra essi l’Italia, grazie al ruolo di supporto assunto da Mars Planet, che collabora con l’Agenzia Spaziale Italiana e l’Università di Perugia in relazione a tre esperimenti basati su applicazioni di realtà virtuale e rispettivamente legati alla simulazione del funzionamento di una serra marziana, all’analisi dei dati rilevati da uno spettrometro che fornisce i valori di radianza del terreno e in più da uno scanner (impiegato dall’Università di Perugia) che fornisce una rappresentazione del sottosuolo con la finalità di mappare porzioni del campo di missione. Inoltre, Mars Planet ha sviluppato una simulazione dell’intera base operativa allestita nel deserto dell’Oman, per consentire agli sperimentatori della missione Amadee 2018 di valutare l’impiego delle applicazioni di realtà virtuale ai fini dell’addestramento spaziale. Il set di esperimenti si inserisce nell’ambito della ricerca legata alla simulazione di attività spaziali in ambienti analoghi marziani. La partecipazione alla missione Amadee 2018 rientra nel progetto, elaborato da Mars Planet e denominato Mars City (www.mars-city.org), per la realizzazione in Lombardia di un centro di ricerca e sviluppo di tecnologie multidisciplinare spaziali e industriali, propedeutiche all’esplorazione umana di Marte.

Il Falcon Heavy vola

Il Falcon Heavy vola

Space X e il suo patron Elon Musk hanno scritto un nuovo capitolo nella storia dell’astronautica, effettuando con successo il primo lancio del razzo Falcon Heavy, il più grande e potente tra quelli sviluppati dopo l’epopea del Saturno V che ha consentito di spingere le navicelle Apollo verso la Luna. Alto 70 metri, con un sistema propulsivo composto da 27 motori che garantiscono una spinta al decollo di 2.300 tonnellate, il Falcon Heavy è in grado di inviare una navicella di 16,8 tonnellate (peso corrispondente alla capsula Dragon Crew di SpaceX) verso la Luna o su Marte, come pure di trasferire un carico utile di 63,8 tonnellate in orbita bassa e di 26,7 tonnellate in orbita geostazionaria.

La partenza del razzo progettato e costruito da SpaceX è avvenuta dalla mitica piattaforma di lancio 39A del Kennedy Space Center a Cape Canaveral, da dove hanno preso il via le missioni Apollo e quelle degli Space Shuttle. Il volo inaugurale del Falcon Heavy è stato accompagnato in tutte le sue fasi dalle ovazioni del numeroso team della compagnia spaziale privata americana in collegamento dalla sede in California, ma il “go” ha subito una serie di rinvii a causa dei forti venti in quota. Il lancio, annunciato per le 19:30 ora italiana (le 13:30 in Florida), è avvenuto alle 21:45. La possente sagoma del vettore è composta sostanzialmente da tre razzi Falcon 9 nella versione ripetutamente testata, utilizzata con successo e riutilizzata dopo il recupero avvenuto alla fine di precise manovre di rientro sulla base terrestre. Scena che si è ripetuta, come da programma, anche in occasione della missione di collaudo del Falcon Heavy, con i due propulsori laterali che, dopo aver completato la fase di spinta del razzo principale, si sono separati pochi minuti dopo il distacco dalla rampa e hanno iniziato a perdere quota per rientrare sulla base di Cape Canaveral, atterrando e fermandosi in posizione verticale a poche centinaia di metri l’uno dall’altro.

Il lancio del Falcon Heavy è culminato nel rilascio del suo carico utile, una Tesla Roadster, l’auto elettrica sviluppata da Elon Musk, a bordo della quale c’è un manichino con una tuta spaziale di SpaceX e sul cruscotto l’eloquente messaggio “No Panic” che ne accompagnerà il lungo viaggio verso Marte insieme al brano “Space Oddity” di David Bowie. Separatasi dall’ultimo stadio del razzo, la Tesla Roadster si inserirà in un’orbita intorno al Sole per poi dirigersi verso il Pianeta Rosso. Seguendo una traiettoria che la porterà a descrivere un’orbita molto ampia, l’auto elettrica si avvicinerà periodicamente al globo marziano. Un successo tecnologico in grande stile per SpaceX, che non ha voluto rinunciare al momento scenico e caricare l’immagine del suo ambizioso progetto. Sta di fatto che il lancio del Falcon Heavy comporta un costo di 90 milioni di dollari, un quarto di quanto di spenderebbe con i mezzi offerti attualmente dal comparto spaziale. Il potente razzo ha fatto il suo esordio sette anni dopo la data inizialmente fissata da Elon Musk, che ha fondato SpaceX nel 2002. Ma ciò che conta è la sua immediata disponibilità. Primo cliente ufficiale sarà l’Araba Saudita, che metterà in orbita un grosso satellite per telecomunicazioni proprio con Falcon Heavy.

Il racconto del lancio nel video di SpaceX

Tecno-music a gravità zero

Tecno-music a gravità zero

Il 7 febbraio 2018 si festeggiano il decimo anniversario di Columbus, il modulo spaziale abitato dell’Agenzia Spaziale Europea attraccato alla stazione orbitale internazionale, ma anche il lancio del primo veicolo di trasferimento automatico ATV sviluppato dall’ESA. Il direttore generale dell’Agenzia Spaziale Europea, Jan Wörner, ha dato appuntamento al centro Estec in Olanda, per celebrare il decennale di due importanti successi tecnologici e industriali. Nello stesso giorno qualcosa di originale è stato organizzato in Germania, all’aeroporto di Francoforte, dove è in programma il decollo dell’Airbus A310 modificato che viene utilizzato dall’ESA per la campagna di voli parabolici, durante i quali, all’apice della traiettoria, viene riprodotta per una manciata di secondi l’assenza di gravità. Il velivolo viene utilizzato anche dagli astronauti per allenarsi alle condizioni cui vanno incontro durante le missioni spaziali, ma anche da equipe di ricercatori e perfino studenti che possono mettersi alla prova e testare esperimenti. Il 7 febbraio 2018 tocca a un equipaggio inusuale quanto eterogeneo, composto da 55 persone, compresi piloti e personale di cabina, che hanno in comune la passione per la tecno-music . Saranno introdotte al volo parabolico da due astronauti che hanno fatto la storia dell’ESA, il francese Jean-François Clervoy, che ha portato a termine tre missioni a bordo dello Space Shuttle, e lo spagnolo Pedro Duque, che ha volato sulla navetta spaziale americana ed è stato a bordo Stazione spaziale internazionale. A organizzare l’atipica missione è stato il World Club Dome Zero Gravity, che nei mesi scorsi ha lanciato un concorso per consentire a 20 persone (due selezionati per ognuno dei cinque continenti e altri dieci scelti tra cittadini tedeschi e indiani, sulla base di un concorso basato sulla produzione di video di 20 secondi) di partecipare al volo parabolico e ballare in assenza di gravità al ritmo della musica elettronica per 25 minuti non consecutivi, quasi un terzo del tempo trascorso in aria, programmato in 90 minuti. A bordo annunciata anche la presenza di famosi dj.

 

Piccola missione per Marte

Piccola missione per Marte

Nella sede dell’Ambasciata in Italia degli Emirati Arabi Uniti è stato presentato il progetto SMS (Small Mission to marS), che ha per obiettivo l’invio di una sonda tecnologica su Marte, e presenta elementi di economicità e innovazione. La missione è stata ideata dalla società consortile ALI (Aerospace Innovation for Innovative components), che ha sede nell’area industriale di Napoli e da un team di “player” industriali e centri di ricerca del settore spaziale, quali l’Osservatorio Astronomico di Capodimonte dell’INAF, il Dipartimento di Ingegneria Industriale dell’Università di Napoli “Federico II”, il Distretto Aerospaziale della Sardegna (DASS), il Centro Italiano Ricerche Aerospaziali (socio del DASS), le società AEROSEKUR, Foxbit e Telespazio, le “start up” ENEA e Space Factory. A questi partner si è aggiunto il supporto di eccellenze internazionali quali il Dipartimento Aerospaziale della Open University, il Centro di Ricerca Spagnolo CIMNE, la Khalifa University di Abu Dhabi.

La missione prevede per la fase discendente sul pianeta rosso l’adozione dello scudo di protezione termica che utilizza la tecnologia di IRENE “Italian RE-entry NacellE”, unica al mondo nel suo genere, e contempla la possibilità del “lander” di trasportare piccoli “payload” scientifici e tecnologici, quale quello per la realizzazione di elementi strutturali sul suolo marziano il cui brevetto è di proprietà del DASS, come pure il necessario sistema di telecomunicazioni satellitari. L’uso di tali tecnologie e il progetto altamente miniaturizzato della sonda consentono di stimare l’investimento per la realizzazione della missione SMS a circa 120 milioni di dollari, incluso il lancio. Il progetto SMS sarà oggetto di discussione in occasione di un meeting bilaterale tra Italia ed Emirati Arabi.

“Riteniamo importante per lo sviluppo dell’aerospazio in Sardegna – precisa il Presidente del DASS, Giacomo Cao – che il distretto partecipi ad un gruppo altamente qualificato nel settore spaziale con una tecnologia proprietaria a suo tempo sviluppata dall’Università di Cagliari (Dipartimento di Ingegneria Meccanica, Chimica e dei Materiali), dal CRS4 e dal Consiglio Nazionale delle Ricerche, attualmente Soci, nell’ambito del progetto COSMIC finanziato dall’Agenzia Spaziale Italiana nel 2009. Sarebbe davvero un risultato di grande rilevanza e prestigio se dalla Sardegna perverranno contributi scientifici e tecnologici per le future missioni marziane”.

OSIRIS-Rex parla italiano

OSIRIS-Rex parla italiano

Nell’attesa che la sonda OSIRIS-REx (Origins Spectral Interpretation Resource Identification Security Regolith Explorer) raggiunga l’asteroide Bennu a dicembre 2018, la NASA chiama a far parte del team scientifico della missione altri 13 scienziati tra cui l’italiano Maurizio Pajola, ricercatore dell’Istituto Nazionale Astrofisica (INAF) di Padova. Pajola avrà il compito di studiare la superficie di Bennu dalle immagini che scatterà la sonda una volta avvicinato l’asteroide e individuare il sito migliore per far posare OSIRIS-REx che, grazie al suo braccio robotico, preleverà un campione della superficie e lo riporterà sulla Terra. Il ricercatore affiancherà Elisabetta Dotto dell’INAF di Roma e John Robert Brucato dell’INAF di Firenze, già membri nel team italiano che partecipa alla missione.

Dopo il lancio di OSIRIS-REx, avvenuto l’8 Settembre 2016, la NASA ha avviato l’OSIRIS-REx Participating Scientist Program, ovvero un programma per il reclutamento di nuovi scienziati per la missione OSIRIS-REx. Questo prevedeva la sottomissione di una proposta (proposal) di progetto scientifico riguardante l’utilizzo dei dati che verranno raccolti dalla strumentazione della sonda. Tra le decine di scienziati che hanno partecipato alla selezione, c’era anche Maurizio Pajola: “Il progetto che ho proposto alla NASA riguarda lo studio scientifico delle distribuzioni in dimensioni di tutti i massi superficiali, dal metro fino al centimetro, con, in aggiunta, l’identificazione delle densità di massi sulla superficie”, dice Pajola. “Questo aspetto scientifico è di fondamentale importanza anche dal punto di vista ingegneristico per l’identificazione del migliore sito di atterraggio sicuro su Bennu”.

Dei 79 proposal inizialmente ricevuti dalla NASA, sono 13 quelli selezionati. Il proposal inviato da Pajola è stato supportato dall’Agenzia Spaziale Italiana. “Conoscevamo i risultati raggiunti da Pajola nell’ambito della missione Rosetta e non abbiamo esitato a far sapere alla NASA che avremmo finanziato, per quanto dovuto, le sue attività scientifiche sulla missione OSIRIS-Rex”, dichiara Barbara Negri, responsabile dell’unità Esplorazione ed Osservazione dell’Universo dell’ASI. “Con la selezione del mio progetto di ricerca divento automaticamente Participating Scientist CO-I (Co-Investigator) dello strumento che ho proposto di utilizzare”, aggiunge lo scienziato, originario del Veneto. Oltre Pajola, gli altri scienziati selezionati sono: Joshua Bandfield (Space Science Institute, Boulder, Colorado), Kerri Donaldson-Hanna (University of Oxford, England), Catherine Elder (Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, California), Timothy Glotch (Stony Brook University, New York), Romy Hanna (University of Texas, Austin), Christine Hartzell (University of Maryland, College Park), Jamie Molaro (Planetary Science Institute, Tucson, Arizona), (Greg Neumann – NASA’s Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Maryland), Stephen Schwartz (University of Arizona, Tucson), Matthew Siegler (Planetary Science Institute, Tucson, Arizona), David Trang (University of Hawaii, Manoa) e Pasquale Tricarico (Planetary Science Institute, Tucson, Arizona).

Pajola lavorerà sull’OSIRIS-REx Camera Suite (OCAMS), cioè la fotocamera della sonda che si compone a sua volta di tre strumenti principali: PolyCam (fotocamera associata ad un telescopio di 20 centimetri di diametro utilizzata per l’acquisizione delle immagini nella fase di avvicinamento all’asteroide e per quelle ad altissima risoluzione una volta in orbita), MapCam (sviluppata allo scopo di individuare eventuali satelliti presenti o fenomeni di degassificazione dalla superficie e per produrre mappe globali a colori della superficie di Bennu) e SamCam (riprenderà in modo continuo il recupero del campione dalla superficie dell’asteroide). “Sono emozionatissimo di essere entrato nella missione OSIRIS-REx”, commenta Pajola “non me l’aspettavo, ma ci tenevo davvero tanto dopo tutti i giorni e le notti passate a lavorare sulla superficie della cometa di Rosetta 67P, sia quando ero pagato per lavorare su Rosetta ed ero in Italia al CISAS-Università di Padova, sia nei due anni trascorsi al laboratorio NASA Ames Research Center. Dopo aver identificato tutti i massi sulla superficie cometaria e averne studiato il loro potenziale scientifico ed ingegneristico, ora tutto questo potrò applicarlo su Bennu portando sempre con me la missione scientifica che più mi ha dato finora nella mia carriera da ricercatore: Rosetta!”

Pajola collaborerà con gli altri due scienziati INAF già nel team italiano e il suo ruolo sarà di partecipare sia nell’Image Processing Working Group, che nel Regolith Development Working Group. ”Il mio ruolo riguarderà l’identificazione di tutti i massi sulla superficie di Bennu, l’analisi scientifica delle distribuzioni in dimensioni di questi, e la partecipazione nell’aspetto fondamentale della missione: l’identificazione del miglior Sampling Site sull’asteroide Bennu” specifica Pajola. “Oltre a questo, parteciperò nella realizzazione di mappe geologiche della superficie di Bennu e al suo studio mineralogico”. Il giovane scienziato farà la spola tra la sede padovana dell’INAF e l’Università dell’Arizona ogni sei mesi (negli anni 2018-2021), ma principalmente lavorerà all’Osservatorio Astronomico di Padova per analizzare le immagini ad alta risoluzione dell’asteroide Bennu.

Cos’è la Missione OSIRIS-REx:

La missione OSIRIS-REx è la terza missione spaziale NASA del Programma New Frontiers (la prima è New Horizons su Plutone, la seconda Juno su Giove). La missione è stata sviluppata dal Lunar and Planetary Laboratory dell’Università dell’Arizona (Tucson), dal NASA Goddard Space Flight Center e dalla Lockheed Martin. OSIRIS-REx ha come scopo quello di compiere un rendezvous con l’asteroide 101955 Bennu a dicembre 2018, seguirlo nella sua orbita per circa 2 anni a distanze che variano da 5 chilometri a 250 metri, e quindi scendere a fine del 2020 sulla sua superficie per prelevare attraverso un braccio robotico un campione incontaminato di regolite carbonacea di almeno 60 grammi (fino a un chilo). I risultati della fase osservativa saranno utilizzati per individuare il sito da cui prelevare il campione e la strategia di avvicinamento. La sonda non atterrerà sulla superficie dell’asteroide (come ha fatto Philae con la cometa 67P) ma allungherà un braccio robotico attraverso cui potrà prelevare un campione incontaminato (con la manovra di Touch and Go, i campioni di regolite verranno raccolti in 5 secondi). Al termine della rapida manovra, la sonda inizierà il suo viaggio di ritorno verso la Terra che raggiungerà il 24 settembre del 2023. Nella fase di avvicinamento al nostro pianeta la sonda rilascerà una capsula, contenente il campione raccolto, che atterrerà nel deserto dello Utah (Stati Uniti). Una volta a terra, il campione sarà trasportato al NASA Johnson Space Center per essere preservato e per le future analisi dei suoi costituenti, della loro distribuzione e della sua storia. La sonda americana avrà il compito di mappare le proprietà globali, chimiche e mineralogiche di un asteroide carbonaceo primordiale per caratterizzare la sua storia geologica e dinamica e fornire un contesto per il campione recuperato, ma dovrà anche misurare l’effetto YORP di un asteroide potenzialmente pericoloso e individuare le proprietà dell’asteroide che contribuiscono a tale effetto.