La Luna di AstroSamantha
C’è lo Spazio circumlunare nel futuro di Samantha Cristoforetti, l’astronauta italiana dell’Agenzia Spaziale Europea che ha deciso di donare al Museo nazionale della scienza e della tecnologia «Leonardo da Vinci» la tuta azzurra con i simboli di ASI e ESA che indossava durante la sua straordinaria missione Futura, durata ben 199 giorni. Un gesto che rafforza il suo impegno a stimolare la cultura scientifica e porre l’attenzione sulle grandi e promettenti prospettive offerte dai programmi di esplorazione dello Spazio, che si accompagnano allo sviluppo di tecnologie e alle nuove conoscenze. Samantha staziona a Colonia, al centro addestramento astronauti dell’ESA, dove segue le attività di preparazione dei colleghi e mette la propria esperienza a disposizione di tecnici, ricercatori, giovani laureati che trovano motivazione in questo campo. Il suo ritorno nello Spazio avverrà probabilmente agli inizi del prossimo decennio. Prima di lei toccherà a Paolo Nespoli, la cui partenza per la missione di lunga durata Vita (la terza della sua carriera di astronauta) è fissata il 28 luglio 2017 a bordo della Soyuz dal cosmodromo di Bajkonur , e a Luca Parmitano, in calendario nel 2019. La stessa Cristoforetti non ha abbandonato gli addestramenti e ha in agenda un’esperienza con i taikonauti cinesi, che consiste in un corso di sopravvivenza, seguito dopo l’estate 2017 da un’attività sul campo per approfondire le conoscenze sulla geologia. 
La sua prospettiva è la partecipazione a una missione oltre l’orbita bassa, che vuol dire nello Spazio circumlunare. Samantha Cristoforetti conferma di manifestare interesse e impegnarsi per questo tipo di missioni. Lei stessa dichiara di seguire personalmente la realizzazione di un ambiente che simula il suolo lunare con uno habitat in cui sia possibile simulare la permanenza, con attenzione particolare al problema dell’energia combinando quella prodotta da pannelli fotovoltaici e celle a combustibile. L’Agenzia Spaziale Italiana ha aperto un bando per ricercatori interessati a lavorare nel gruppo guidato da AstroSamantha, la quale continua ad accendere la passione per lo Spazio, spiegando – com’è accaduto al Museo della Scienza e Tecnologia di Milano, di fronte a una platea dove spiccavano i giovani finalisti del campionato di robotica – che le soluzioni per vincere le grandi sfide dell’umanità arriveranno in buona parte dalle tecnologie sviluppate fuori dalla Terra.
«Abbiamo studiato la presenza della riga del monossido di carbonio in funzione delle varie proprietà delle galassie – spiega Claudia Cicone – e abbiamo trovato che l’intensità della riga di emissione dipende strettamente dalla massa stellare, dal tasso di formazione stellare e dalla metallicità:ovvero, più le galassie sono massicce, formano stelle e sono ricche in metalli e più la riga del monossido di carbonio è brillante. Viceversa, più sono piccole e povere in metalli e più è difficile riuscire ad osservare questa riga. Ci sono due fattori che possono rendere il monossido di carbonio così poco brillante nelle galassie poco massicce. In primo luogo, la quantità del gas molecolare: se c’è meno gas, questo si riflette in una luminosità del monossido di carbonio più bassa, e quindi in una riga più debole. In secondo luogo, il basso contenuto di metalli del mezzo (gas) interstellare di queste galassie potrebbe essere legato ad un basso contenuto di polvere, che fa sì che la molecola del monossido di carbonio sia più esposta alla radiazione ultravioletta delle stelle giovani e massicce. In questo caso i fotoni UV potrebbero aver distrutto gran parte del monossido di carbonio nel mezzo interstellare. Quindi il monossido di carbonio potrebbe essere poco luminoso non perché ci sia poco gas molecolare nella forma di H2, ma perché la molecola del monossido di carbonio (che usiamo come “tracciante” indiretto dell’H2) è poco abbondante nel mezzo interstellare. Utilizzando il nostro campione di galassie abbiamo trovato correlazioni molto strette tra la luminosità del monossido di carbonio e il tasso di formazione stellare, e poi tra la luminosità del monossido di carbonio e la massa stellare. I nostri dati mostrano che tutte le galassie star forming dell’Universo locale obbediscono alle stesse relazioni di scala tra gas molecolare e proprietà fisiche delle galassie. Lo studio di queste correlazioni è importante per “predire” il comportamento di galassie di cui abbiamo informazioni limitate, ad esempio per galassie molto lontane, e per calibrare e validare i modelli di formazione ed evoluzione delle galassie».
Thales Alenia Space fornirà uno strumento Argos Neo per il dimostratore nanosatellitare Angels (Argos Neo on a Generic Economical and Light Satellite). Il satellite per questa missione dell’agenzia spaziale francese CNES è in fase di costruzione da parte di Nexeya. Argos Neo è uno strumento di raccolta dati in miniatura sviluppato da Thales Alenia Space come primo contraente insieme a Syrlinks, società produttrice di strumentazione per comunicazioni radio e geolocalizzazione, come sottocontraente principale. Lo scopo di Argos Neo è di dimostrare la capacità operativa di uno strumento in miniatura complesso che offra alte prestazioni su una piattaforma nanosatellitare. Gli strumenti Argos hanno stabilito lo standard globale per aiutarci a comprendere i cambiamenti climatici, migliorare le previsioni del tempo e degli oceani, proteggere la vegetazione e il mondo animale, monitorare le risorse idriche, gestire e proteggere gli ecosistemi marini e rintracciare i navigatori nel corso di regate a lungo raggio.
Componenti 3D nello Spazio. Accade da due anni che Thales Alenia Space spedisca in orbita componenti metalliche realizzate con produzione additiva (stampa 3D). Ben 79 da aprile 2015, quando sul satellite TurkmenAlemMonacoSat è stato montato il supporto per antenna in alluminio a stampa 3D, a cui si aggiungono 350 supporti dei tubi polimerici per i sistemi di propulsione chimica. Numeri raggiunti con il recente lancio dei satelliti Telkom 3S, SGDC e KOREASAT-7, oltre ai satelliti della costellazione Iridium Next. Da aprile 2015 tutti i satelliti per telecomunicazioni realizzati da Thales Alenia Space sono dotati di supporti per antenna a stampa 3-D leggeri e adatti per riflettori.A metà Gennaio 2017, in seguito al lancio di successo dei primi satelliti Iridium NEXT, Thales Alenia Space ha anche inviato in orbita satelliti con supporti dei tubi del sistema di propulsione, la prima applicazione di produzione termoplastica additiva per il lancio.
La produzione additiva apporta vantaggi concreti ai prodotti per lo spazio. Consente, ad esempio di progettare e produrre strutture mono-componente, contrariamente ad un approccio convenzionale che implica l’assemblaggio di diversi componenti per creare una struttura. Il risultato è una riduzione significativa in termini di peso, oltre a un risparmio sui costi. Il supporto per tubi mostra perfettamente la capacità di sostituire diversi componenti con una struttura mono-componente, grazie alla produzione additiva, introducendo al contempo nuove funzioni. La produzione additiva implica anche una maggior libertà di progettazione e l’assenza di attrezzatura, che la rende la tecnologia perfetta per componenti complessi – con curve, buchi o parti cave – che sono prodotti in volumi ridotti o una tantum. Su un totale di 79 componenti, 47 hanno design diversi e sono impiegati sui satelliti sopramenzionati, dove compiono 13 diverse funzioni (alcune di questi componenti sono varianti di progettazione per una specifica funzione). I supporti per tubo sono costruiti con un polimero e sono tutti identici, 35 di questi sono impiegati su ognuno dei dieci satelliti lanciati ad oggi.
Thales Alenia Space si concentra di solito sui materiali metallici per questo processo, inclusi alluminio e titanio. La tecnica impiegata più comune è la fusione laser (LBM) su un letto di polvere metallica. Uno dei diversi laser fonde progressivamente la polvere, strato a strato, in un’atmosfera controllata. Questa tecnologia richiede un livello di esperienza di altissimo livello al fine di avere il controllo delle diverse limitazioni della progettazione e delle impostazioni complesse della “stampante”. Produrre un componente può richiedere diverse ore o anche giorni di stampa continua.
I pianeti extrasolari finora scoperti sono oltre duemila, ma allo stato attuale delle conoscenze, analisi e osservazioni solo cinque di essi sarebbero in grado di ospitare la vita. Lo ha detto il Prof. Raffaele Gratton, dell’INAF-Osservatorio Astronomico di Padova, intervenuto all’Accademia dei Lincei per un seminario dedicato ai pianeti abitabili al di fuori del nostro sistema solare. “Da qualche anno abbiamo iniziato a scoprire pianeti sulla cui superficie vi possono essere condizioni adatte alla formazione di esseri viventi – spiega il Prof. Gratton nella presentazione alla conferenza – in particolare, alcune tra le stelle piu’ vicine hanno pianeti o addirittura più di uno che potrebbero ospitare la vita. Per alcuni di questi possiamo progettare studi approfonditi dell’atmosfera che potranno essere condotti con i grandi strumenti dell’astronomia del prossimo decennio: il James Webb Space Telescope della NASA, i nuovi giganteschi telescopi tra cui l’Extremely Large Telescope dell’European Southern Observatory, alla cui costruzione partecipano con ruolo rilevante astronomi e aziende italiane, e infine i nuovi progetti dell’European Space Agency. Sono passati poco più di venti anni – aggiunge l’astronomo – dalla scoperta del primo pianeta extrasolare. Grazie ad un fantastico sviluppo delle tecniche osservative e dei metodi di analisi, oggi i pianeti noti sono oltre 2000, rivelando una sorprendente varietà di caratteristiche”.
Lo spazioplano sperimentale e riutilizzabile Boeing X-37B OTV-4 (Orbital Test Vehicle mission 4) dell’USAF ha fatto rientro a terra alle 14 ora italiana di domenica 7 maggio, dopo una permanenza di 718 giorni in orbita, effettuando la manovra di discesa guidato dal siste,a di guida automatica GPS e toccando la pista dello Shuttle Landing Facility del Kennedy Space Center della Nasa a Cape Canaveral. Il veicolo spaziale, uno shuttle in miniatura con i suoi 8,92 metri di lunghezza e un’apertura alare di 4,55 metri, lanciato il 20 maggio 2015 con un vettore Atlas 5 e un peso al decollo di 5 tonnellate, ha concluso con successo la missione che rappresenta il quarto test orbitale condotto dall’Aeronautica Militare degli Stati Uniti nell’ambito del programma OTV. Il primo dei due X-37B, denominato Otv-1, ha esordito in orbita il 22 aprile 2010 ed è rientrato il 3 dicembre dello stesso anno. La seconda missione si è svolta dal 5 marzo 2011 al 16 giugno 2012, la terza dall’11 dicembre 2012 al 17 ottobre 2014. Durante le quattro missioni sono stati accumulati 2.085 giorni in orbita. La quinta missione dell’X-37B, sempre sotto l’egida dell’USAF, partirà da Cape Canaveral entro la fine del 2017. Il carattere militare delle missioni non consente di approfondire gli obiettivi che, seppure in buona parte intuibili, restano top secret. Di certo i test hanno riguardato materiali innovativi, sistemi di propulsione e strumenti avanzati di osservazione
