da Sorrentino | Nov 10, 2021 | Eventi, Ricerca
“La ricerca in campo spaziale è da sempre volano di nuove scoperte scientifiche con ricadute di rilievo per la salvaguardia ambientale, lo sviluppo dell’economia, la medicina, le scienze della vita, i nuovi materiali e l’innovazione tecnologica”. Lo ha dichiarato il Presidente dell’ENEA Gilberto Dialuce in apertura dell’evento “L’uomo verso Marte: una sfida a più dimensioni”, organizzato in collaborazione con l’Agenzia Spaziale Italiana nel ventennale della missione “STS-100” che ha segnato l’avvio dell’utilizzo della Stazione Spaziale Internazionale a fini scientifici.
L’incontro si è svolto presso il Centro Ricerche ENEA di Frascati con la partecipazione anche di Mario Cosmo e Barbara Negri, rispettivamente Direttore Ricerca e Scienza e responsabile dell’Unità Volo Umano e Sperimentazione Scientifica di ASI, Gianluca Bruti neurologo e fondatore di Eurekacademy, Enrico Flamini Presidente della Fondazione International Research School of Planetary Science e Francesca Esposito ricercatrice presso l’Osservatorio Astronomico di Capodimonte dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) e Principal lnvestigator di DREAMS.
L’evento è stato l’occasione per far conoscere, in particolare, le tecnologie, i progetti e gli impianti del Dipartimento ENEA di Fusione e Tecnologie per la Sicurezza Nucleare quali, ad esempio, facility e infrastrutture di ricerca uniche in Europa come Calliope, Triga, Tapiro, Frascati Neutron Generator. Queste macchine consentono di effettuare test di materiali, componenti e sistemi per lo spazio, di riprodurre le condizioni del 90% del picco di flusso dei raggi cosmici e di simulare le radiazioni in missioni lunari e interplanetarie (raggi gamma, neutroni, protoni, raggi X, elettroni), consentendo lo studio degli effetti su sistemi viventi, materiali e dispositivi.
Gli impianti ENEA, così come le competenze acquisite dai gruppi di ricerca dell’Ente, sono descritti nel White paper Italian contribution to Moon exploration, con particolare riferimento ai servizi di Radiation Exposur Tests che solo pochissime altre facility a livello internazionale sono in grado di offrire. “Nel contesto di una crescente attenzione al mondo dello spazio, vogliamo rafforzare le collaborazioni già in essere con l’industria e il mondo della ricerca e avviarne di nuove per dare il nostro contributo ad alcuni dei temi più cruciali della sfida spaziale”, ha dichiarato Alessandro Dodaro, Direttore del Dipartimento ENEA di Fusione e Tecnologie per la Sicurezza Nucleare
Luigi De Dominicis del Laboratorio Diagnostiche e Metrologia ENEA ha spiegato che gli studi si stanno focalizzando sugli effetti delle radiazioni spaziali su componenti, sistemi, rivelatori, dosimetri, polimeri, matrici biologiche, micro e macrorganismi.
da Sorrentino | Ott 15, 2021 | Missioni, Primo Piano, Programmi, Ricerca
Virgin Galactic ha annunciato il rinvio della missione “Unity 23” – il 23° volo dello spazioplano VSS Unity – che verrà riprogrammata nel corso del 2022, dopo il completamento di una serie approfondita di test ed analisi sui materiali delle VMS (Virgin Mother Ship) Eve e VSS (Virgin Space Ship) Unity, rispettivamente la nave madre e lo spazioplano di Virgin Galactic, propedeutiche all’avvio di un articolato processo di aggiornamento tecnico – già pianificato per fine settembre ultimo scorso e non più procrastinabile – che servirà ad incrementarne le prestazioni. In base alle valutazioni di Virgin Galactic, questo programma di lavoro, seppur comporti un ritardo non indifferente sul programma, è ritenuto più efficiente ed opportuno per raggiungere gli obiettivi prefissati nel settore dei voli suborbitali commerciali e, allo stesso tempo, fondamentale per incrementare ulteriormente i margini di sicurezza. Nel prendere atto di tale decisione, improntata ad un principio di ottimizzazione – in sicurezza – dei processi di aggiornamento, e pertanto condivisibile dalla Forza Armata, si comunica la conseguente riprogrammazione della missione di volo sperimentale dell’Aeronautica Militare – Consiglio Nazionale delle Ricerche “VIRTUTE-1” (Volo Italiano per la Ricerca e la Tecnologia sUborbiTalE) al 2022, in un periodo che è in via di definizione da parte della Virgin Galactic.
da Sorrentino | Lug 15, 2018 | Astronomia, Lanci, Primo Piano, Ricerca
Nella mattinata di sabato 14 luglio è stato lanciato dalle Isole Svalbard l’esperimento Olimpo, dedicato a innovative osservazioni cosmologiche che forniranno informazioni sugli ammassi di galassie, sulle galassie primordiali e sul loro contenuto di materia oscura. Si tratta di un telescopio con lo specchio primario di più di due metri e mezzo di diametro, equipaggiato con rivelatori per microonde molto sensibili. Raffreddati a 0.3K in un criostato, tali rivelatori permettono di misurare le minime distorsioni che la radiazione cosmica di fondo subisce quando attraversa un ammasso di galassie (effetto Sunyaev-Zel’dovich). Tra il telescopio e i rivelatori è posto un interferometro differenziale che permette di scomporre la radiazione e analizzarla più nel dettaglio, fornendo le chiavi per nuove scoperte nel settore. Lo strumento è posizionato su una navicella con tutti gli accessori necessari (elettronica di lettura, pannelli solari, batterie, sistema di telemetria e telecomandi, sistema di puntamento e di controllo d’assetto) e ha un peso complessivo di circa 1900 kg; per sollevarlo è stato necessario gonfiare di elio un pallone da ottocentomila metri cubi di volume (che in quota raggiunge le dimensioni di un campo di calcio). Per sfruttare a pieno le potenzialità dello strumento è necessario infatti che le osservazioni vengano effettuate ad una quota di circa 40 chilometri (dove il disturbo dell’atmosfera residua è minimo) per almeno dodici giorni. Questo spiega la scelta del luogo di lancio: alla latitudine delle Isole Svalbard, in questo periodo dell’anno, è presente una circolazione ad alta quota che consentirà al pallone e al suo carico di circumnavigare il Polo Nord e tornare al punto di partenza e forse proseguire ancora una volta verso la Groenlandia. Qui si spera di farlo atterrare e recuperare senza grossi danni lo strumento e i suoi accessori per un nuovo volo, stavolta attorno al Polo Sud. Olimpo è un programma dell’Agenzia Spaziale Italiana che da diversi anni è impegnata nel supporto alla realizzazione dell’esperimento e nell’organizzazione del suo volo. Il lancio è stato affidato alla Swedish Space Corporation, un’azienda di grande esperienza nel settore, ma che si cimenta per la prima volta in un lancio di un payload così pesante e da una latitudine così alta.
Lo strumento è stato ideato e realizzato dal gruppo di Cosmologia Sperimentale del Dipartimento di Fisica di “Sapienza” Università di Roma, sotto la responsabilità della professoressa Silvia Masi. Contributi importanti sono stati forniti dall’Istituto di Fotonica e Nanotecnologie del Consiglio Nazionale delle Ricerche per gli innovativi mosaici di rivelatori KIDS, dall’Istituto di Fisica Applicata ‘Nello Carrara’ sempre del CNR per il sistema di controllo d’assetto, dall’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia per i sensori solari e dall’Università di Cardiff per i filtri. Importante anche il contributo della ditta LEN di Chiavari che ha realizzato il sistema di telemetria per l’invio dei telecomandi allo strumento e per la raccolta dei dati scientifici. Il lancio è avvenuto alle 09.07 CET dall’aeroporto di Longyearbyen (Isole Svalbard, Norvegia); dopo una salita nominale di circa 3 ore la navicella si trova alla quota di galleggiamento nominale di circa 37 km e viaggia alla velocità circa 45 km/ora in direzione NordEst, seguendo il vortice artico che al momento risulta stabile intorno al polo. “Con il lancio di Olimpo – commenta il presidente dell’Agenzia Spaziale Italiana Roberto Battiston- l’Asi riprende una tradizione di eccellenza nel settore dei palloni stratosferici che si era interrotta con la chiusura della base di Milo, non più adeguata per le necessità della sperimentazione odierna che richiede voli che durano alcune settimane”. “Olimpo – aggiunge Battiston – è il piu grande carico, circa due tonnellate, mai lanciato dalle isole Svalbard, uno strumento sofisticato per studiare i dettagli della radiazione elettromagnetica che proviene direttamente dal Big-Bang. Sfruttando i venti di alta quota che seguono un percorso circolare in senso orario, il pallone volerà attorno al polo nord per circa una settimana raccogliendo dati scientifici unici”. Grande soddisfazione nel team scientifico: “Sono stati lo sforzo e la dedizione continua di un team di scienziati e studenti che hanno consentito la realizzazione del più grande telescopio da pallone stratosferico mai lanciato”, è il commento a caldo di Silvia Masi PI di OLIMPO, del Dipartimento di Fisica dell’Università La Sapienza. “Grazie alla sua notevole apertura ed alla estrema sensibilità dei nuovi rivelatori ci aspettiamo importanti risultati sugli ammassi di galassie e sulle prime strutture che si sono formate nell’universo”, aggiunge. “È stata una lotta contro il tempo meteorologico avverso durante quasi tutta la finestra di lancio”, dichiara Domenico Spoto Project Manager ASI delle operazioni. “Il team delle operazioni ha saputo aspettare e cogliere con grande professionalità e tempestività il momento giusto per il lancio”. “Aspettiamo da anni questo momento”, chiosa Elisabetta Tommasi che ha seguito la realizzazione dello strumento per l’Unità Esplorazione e Osservazione dell’Universo di ASI”, le difficoltà sono state molte, dall’ottimizzazione dei nuovi rivelatori, alla realizzazione di un sistema di telemetria adeguato, all’ottenimento del permesso di sorvolo del territorio russo, ma nessuno si è arreso e ora aspettiamo i risultati scientifici per trarre i frutti dell’impegno profuso.
da Sorrentino | Lug 12, 2018 | Astronomia, Missioni, Primo Piano, Ricerca
Per la prima volta, gli scienziati sono riusciti a individuare la possibile sorgente di un neutrino cosmico grazie all’associazione con una sorgente di raggi gamma, cioè fotoni di alta e altissima energia. Si tratta di un blazar, ossia una galassia attiva con un buco nero supermassiccio al centro, distante 4,5 miliardi di anni luce, in direzione della costellazione di Orione. A questo straordinario risultato, pubblicato su Science, i ricercatori sono arrivati combinando i dati del rivelatore di neutrini IceCube, che opera tra i ghiacci del Polo Sud, e altri 15 esperimenti per la rivelazione dei fotoni da terra e nello spazio. L’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), l’Agenzia Spaziale Italiana (ASI) e varie Università italiane hanno dato contributi determinanti attraverso la partecipazione dei propri ricercatori a molti degli esperimenti e osservatori coinvolti nella scoperta.
Questa osservazione senza precedenti, frutto del lavoro “corale” dell’astronomia multimessaggero, ha fornito anche un solido indizio verso la spiegazione di uno dei maggiori misteri ancora irrisolti: l’origine dei raggi cosmici di altissima energia. I raggi cosmici sono, infatti, composti prevalentemente da protoni, particelle elettricamente cariche che sono quindi deviate dai campi magnetici che permeano lo spazio, impedendoci di risalire alla loro origine. Un aiuto per chiarire questo mistero, che dura da oltre 100 anni, arriva dai neutrini che sono prodotti proprio dai protoni di alta energia. Essendo particelle neutre e con massa piccolissima, i neutrini non vengono deviati dai campi magnetici e interagiscono pochissimo con la materia, dimostrandosi dunque perfetti messaggeri, in grado di portarci diritti alla loro origine.
Il presidente dell’Agenzia Spaziale Italiana, Roberto Battiston, sottolinea che si tratta di “un altro grande risultato dell’astronomia multimessaggero, oltre ai fotoni e alle onde gravitazionali, sorgenti estremamente energetiche nell’universo comunicano con noi attraverso neutrini di altissima energia. Grazie a questa nuova astronomia l’universo ogni giorno diventa più piccolo e meno sconosciuto, grazie ai sofisticati strumenti a terra e nello spazio sviluppata dai ricercatori di ASI, INAF e INFN”. Nichi D’Amico, presidente dell’INAF, osserva come, anche in questa scoperta, come nel caso dell’emissione di onde gravitazionali da parte del primo merger di due stelle di neutroni mai osservato, la potenza di fuoco di cui dispone l’INAF, a tutte le lunghezze d’onda e con strumentazione di avanguardia da terra e dallo spazio, si è dimostrata determinante per rispondere ad alcune delle domande fondamentali per la comprensione dell’universo”.
Era il 22 settembre 2017 quando il rivelatore di neutrini IceCube osservava un interessante neutrino, battezzato poi IC-170922A. Interessante perché la sua energia molto elevata, pari a 290 TeV (teraelettronvolt, mille miliardi di elettronvolt), indicava, con ogni probabilità, che era stato originato da un lontano oggetto celeste molto “attivo”. Poiché, in base alle teorie, la produzione di neutrini cosmici è sempre accompagnata da raggi gamma, quando IceCube ha visto IC-170922A ha subito lanciato un “allerta neutrino” a tutti i telescopi, disseminati nello spazio e sulla Terra, nella speranza che le loro osservazioni potessero aiutare a individuarne con precisione la sorgente. E così è stato.
Il satellite Fermi, realizzato dalla NASA e che conta su una importante partecipazione di ASI, INAF e INFN, osservando con il telescopio LAT i raggi gamma molto energetici provenienti dalla direzione del neutrino, ha trovato un’emissione coincidente con una sorgente di raggi gamma che era in stato “eccitato”. Era il blazar TXS 0506+056: un nucleo galattico attivo, cioè un buco nero supermassiccio al centro di una galassia che espelle un getto di materia relativistica, flussi di particelle e radiazioni energetiche a velocità vicine a quella della luce. Fermi-LAT ha diramato subito l’allerta tramite un ATel, un Telegramma Astronomico come viene chiamato, che ha consentito a tutti gli altri 14 esperimenti di puntare la sorgente. Il satellite italiano AGILE, realizzato da ASI con il contributo di INAF e INFN, ha quindi confermato l’informazione di Fermi-LAT con un altro Telegramma. Anche i telescopi MAGIC, realizzati e gestiti con il contributo importante di INAF e INFN, sull’isola di La Palma alle Canarie, che studiano i raggi gamma da terra attraverso la radiazione Cherenkov prodotta dall’interazione dei fotoni gamma provenienti dalle sorgenti celesti con l’atmosfera terrestre, hanno orientato i loro giganteschi specchi verso la sorgente riuscendo, con 12 ore di osservazione, a rivelarla osservandola a un’energia mille volte maggiore di quella di Fermi, fornendo così un altro importante pezzo per il completamento di questa scoperta.
Tra gli esperimenti che studiano i fotoni e che hanno rivelato la sorgente, ci sono anche altri tre satelliti con una significativa partecipazione italiana: Swift, della NASA, che ha un piccolo campo di vista ma una elevata capacità di ‘girarsi’ per ripuntare velocemente una sorgente improvvisamente ‘eccitata’, NuSTAR, sempre della NASA, che con i propri telescopi per i raggi X riesce a fare immagini dell’Universo ad alta energia, e INTEGRAL, dell’ESA, che non hanno visto la sorgente ma ha fornito un limite superiore alla sua intensità, permettendo agli scienziati di escludere che il neutrino fosse associato a un lampo di raggi gamma (GRB, Gamma Ray Burst). Grazie alla combinazione di tutte le diverse osservazioni è stato così possibile individuare proprio nel blazar TXS 0506+056, che si trova al cuore di una galassia a una distanza di 4,5 miliardi di anni luce dalla Terra, la probabile sorgente del neutrino. La distanza di tale galassia ospite è stata misurata da un team di ricercatori dell’INAF di Padova.
L’identificazione della sorgente dei raggi cosmici
Diversamente dal caso delle onde gravitazionali e del violento lampo gamma prodotti nella fusione di due stelle di neutroni, dove l’identificazione della sorgente si basava su una coincidenza temporale molto stretta, l’associazione fra il neutrino di IceCube e la sorgente TXS 0506+056, indicata dal telescopio LAT a bordo di Fermi, si fonda sulla coincidenza di posizione, all’interno di un decimo di grado, la cui affidabilità è stata calcolata basandosi sui dati Fermi-LAT. Per riuscire ad associare IC-170922A con la sorgente TXS 0506+056, il team Fermi-LAT ha dovuto riprodurre l’intero cielo gamma e studiarne la variabilità arrivando a valutare la probabilità di una coincidenza spaziale spuria a meno dell’1%. Un ulteriore indizio viene dall’osservazione da parte di MAGIC dei fotoni gamma a energie prossime a quelle del neutrino rivelato da IceCube, che rende questa associazione ancora più stringente e permette di avere un quadro più chiaro sull’origine di entrambe le emissioni. Nel blazar TXS 0506+056 il getto, alimentato dalla materia espulsa dal disco di accrescimento del buco nero nel quale era precipitata, è proprio la regione in cui le osservazioni di onde radio e di raggi gamma ci dicono che vengono accelerate particelle di alta energia. Adesso, che oltre ai raggi gamma abbiamo osservato anche un neutrino molto energetico, possiamo concludere che, oltre agli elettroni (e ai positroni), ci sono sicuramente anche protoni accelerati. Possiamo, inoltre, affermare che, per produrre il neutrino osservato, questi protoni sono sicuramente di energia estremamente elevata. Oltre a testimoniare in maniera chiara la presenza di protoni accelerati, il neutrino IC-170922A ci permette di risolvere, in parte, il mistero rappresentato dai raggi cosmici di energie estreme. Questo straordinario risultato della neonata astronomia multimessaggero conferma dunque la strettissima connessione che sussiste tra i diversi messaggeri cosmici.
da Sorrentino | Lug 6, 2018 | Astronomia, Geologia, Primo Piano, Ricerca
Un team di ricerca italiano del quale fa parte anche l’Istituto per l’ambiente marino costiero del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Iamc) di Messina, oltre alle Università dell’Insubria, di Perugia, di Bolzano, di Trieste, di Venezia e della Tuscia, ha studiato in Antartide le brine, liquidi molto salati, in cui prosperano microorganismi che si sono adattati a vivere in crio-ecosistemi (sistemi estremi caratterizzati da basse temperature). Lo studio è stato condotto in un lago perennemente ghiacciato di Tarn Flat, nella Terra Vittoria, dove sono stati rinvenute due distinte comunità di funghi in due strati di brine, separati da un sottile strato di ghiaccio di 12 cm. I risultati ottenuti sono stati pubblicati sulla rivista Scientific Reports. “Quanto evidenziato rende possibile ipotizzare una prospettiva di vita anche in ambienti analoghi, quali le Lune ghiacciate del sistema solare o Marte. L’ipotesi che possa esistere una qualche forma di vita in ambienti extraterrestri è legata al fatto che vi è stata rilevata la possibile presenza di brine, come in Antartide”, spiega Maurizio Azzaro del Cnr-Iamc, coautore dello studio. “I crio-ecosistemi sono studiati per comprendere come queste realtà funzionino sulla Terra e quali potrebbero essere le fonti di energia in grado di consentire la vita in analoghe condizioni estreme. Ancora non sappiamo se nelle brine di altri pianeti del sistema solare ci siano microbi ma per studiare la possibile abitabilità di tali sistemi extraterrestri, in futuro, si potrebbero impiantare microbi terrestri”. Per studiare in maniera più approfondita le brine di alcuni laghi perennemente ghiacciati, un gruppo di ricercatori quest’anno partirà per il Polo Sud, nell’ambito del Programma nazionale di ricerche in Antartide (Pnra), finanziato dal Ministero dell’istruzione, dell’università e della ricerca e attuato dall’Enea per gli aspetti logistici e dal Cnr per la programmazione e il coordinamento scientifico. “La missione comincerà a novembre, durerà circa un mese e riguarderà i crio-ecosistemi (già studiati in due passate spedizioni scientifiche del Pnra, nel 2014 e nel 2017) che sappiamo ospitano brine in forma liquida. Inoltre, ci avvarremo del geo-radar per individuare altri laghi che possano racchiudere brine”, conclude Azzaro. “Bisognerà perforare i laghi ghiacciati con un carotatore, quindi le brine saranno prelevate sterilmente per essere trattate e analizzate nei laboratori della stazione scientifica italiana Mario Zucchelli. Cercheremo quindi di isolare e caratterizzare in laboratorio i ceppi microbici presenti, ricorrendo sia a metodi colturali sia a estrazione del Dna della componente procariotica (batteri e archeobatteri) ed eucariotica. L’obiettivo di questi studi è aumentare le conoscenze sulla vita microbica in ambienti estremi e capire come possa essere sostenuta nei crio-ambienti terrestri, per acquisire elementi utili a ipotizzare sistemi analoghi in altri mondi ghiacciati dell’Universo”.
da Sorrentino | Mag 23, 2018 | Eventi Scientifici e Culturali, Ricerca, Telescienza
La drammatica vicenda del dirigibile Italia, che il 25 maggio 1928 impattò sul pack artico lasciandovi il generale Umberto Nobile e parte dell’equipaggio per poi allontanarsi e scomparire nella regione polare, è stata fortemente influenzata dalla meteorologia spaziale. A 90 anni dall’incidente che segnò il mondo dell’aeronavigazione, le ricerche basate sulla ricostruzione delle condizioni influenzate dall’attività solare disegnano uno scenario nuovo che spiega perché il segnale di SOS venne captato da un giovane radioamatore russo a quasi duemila km di distanza anziché dalla nave “Città di Milano” ancorata nelle vicine isole Svalbard. I modelli matematici hanno permesso all’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia di dimostrare come la ionisfera risentisse dell’azione del Sole, sulla cui superficie erano evidenti le macchie, e probabilmente di una tempesta geomagnetica tali da permettere comunicazioni a grande distanza (il segnale pervenne poi anche alla stazione radio militare di S. Paolo a Roma) creando una zona d’ombra nella regione delle Svalbard. Una spiegazione scientifica che aggiunge un elemento fondamentale al racconto del disastro che permise solo a pochi superstiti riparati per 48 giorni nella famosa tenda rossa (in corso di restauro al Museo Nazionale della Scienza e della Tecnologia di Milano) di essere recuperati con sforzi eccezionali e ulteriori sacrifici di vite umane, prima fra tutti quella dell’esploratore norvegese Roald Amundsen, scomparso con il suo idrovolante nel generoso tentativo di portare soccorso.
Proprio il Museo Nazionale della Scienza e della Tecnologia, il Consiglio Nazionale delle Ricerche e l’Università degli Studi di Milano, hanno celebrato i 90 anni della spedizione del Dirigibile Italia al Polo Nord, in collaborazione con Polarquest2018, la spedizione di ricerca ed esplorazione di cui è capoprogetto Paola Catapano, ispirata all’impresa di Umberto Nobile e programmata nel mese di agosto con la circumnavigazione delle isole Svalbard. Tre sono gli obiettivi di Polarquest2018: effettuare campionamenti di microplastiche dell’ipotetica “sesta isola” in oceano Artico, rilevare il flusso di raggi cosmici per la prima volta oltre l’80° parallelo a nord dell’equatore e cercare per la prima volta i resti del dirigibile Italia a Nord-Est dell’arcipelago.
L’Italia non ha mai lasciato il Polo Nord e mantiene una presenza permanente grazie alla Stazione Artica “Dirigibile Italia” del CNR a Ny-Alesund, una base di assoluta importanza strategica sia dal punto di vista scientifico, per misurare lo stato dei ghiacci e l’effetto dei cambiamenti climatici, sia politico, in considerazione della funzione attribuita al nuovo Consiglio scientifico per l’Artico. Organismo preposto a definire il futuro programma di ricerche. La ricerca scientifica italiana in Artico contribuisce infatti agli studi internazionali e interdisciplinari con oltre 20 progetti. Gli esperimenti interessano la chimica e la fisica dell’atmosfera, la meteorologia. Inoltre è attivo un osservatorio permanente per lo studio dell’oceano artico nel clima globale e sono in corso studi di geologia, geofisica, biologia e astrofisica. Il 90esimo anniversario della spedizione del dirigibile Italia è stata anche l’occasione per ricordare la figura di Aldo Pontremoli, fisico di punta degli anni Venti, che vi prese parte come giovane professore di fisica teorica presso l’Università degli Studi di Milano.
