Dai rifiuti spaziali all’agricoltura satellitare: a Houston l’Italia che innova

Flotte di sonde aerostatiche coordinate dall’intelligenza artificiale, nanosatelliti che “danno la caccia” ai detriti spaziali, e propulsori made in Italy tra i più avanzati sul mercato. Sono alcune delle soluzioni innovative proposte dalle sei aziende italiane che stanno partecipando a Houston, in Texas, nel luogo simbolo della storia dell’esplorazione spaziale, alla prima edizione di ‘Space it Up‘, il programma di accelerazione d’impresa creato da Ice, l’Agenzia per la promozione all’estero e l’internazionalizzazione delle imprese italiane, e dall’Agenzia Spaziale Italiana (Asi), in collaborazione con la Space Foundation, la principale associazione americana che riunisce i vari stakeholder del settore aerospaziale promuovendo attività di formazione, ricerca e innovazione tecnologica.

Space it Up, al via ufficialmente il 28 agosto, segue un percorso di sei settimane. La prima con attività preparatorie da remoto, e le restanti cinque a Houston, a partire dall’evento di kick-off di che si è tenuto l’1settembre. Tutte le attività di mentorship, i workshop e i momenti di networking con l’ecosistema aerospaziale texano si tengono al The Ion Houston, il principale centro di innovazione della città. Una full immersion che culminerà con il Demo Day del 27 settembre, in cui le aziende potranno mettere a frutto il lavoro delle settimane precedenti presentando le loro soluzioni innovative ai principali stakeholder del territorio. Un’opportunità importante per stringere relazioni e accordi commerciali oltreoceano, trovare clienti o capitali.

Il programma Space it Up non si esaurisce però nell’arco di queste settimane e punta a diventare in breve tempo una piattaforma di dialogo permanente tra gli attori italiani e statunitensi del settore space-tech: questo anche grazie a uno Spazio collaborativo “phygital” che faciliterà l’incontro, lo scambio e le occasioni di business tra imprenditori, innovatori e ricercatori. La piattaforma, attiva da settembre per 365 giorni l’anno, è stata realizzata in partnership tra l’ufficio ICE della città texana e Village Insights, leader per la costruzione di community di settore.

 

“Con un fatturato 2022 di 13 miliardi di euro e un export di 6,5 miliardi in crescita del 17,7% rispetto al 2021, il comparto aerospaziale italiano rappresenta oggi un settore in rapida crescita, fiore all’occhiello del Made in Italy e sempre più presente nella realizzazione di missioni internazionali. La new space economy è un driver di crescita strategica per il Paese che può vantare l’esser presenti con, principalmente, cinque poli produttivi regionali, su tutta la filiera: dalla costruzione e operazione di razzi vettori, alla costruzione di satelliti, acquisizione di dati dallo Spazio e gestione di immagini e big data. Non da meno la capacità di sviluppo del know how trasversale delle nostre aziende che potenzialmente permette loro di rispondere efficacemente a tutte le esigenze del comparto aerospaziale” spiega il Presidente dell’Agenzia Ice Matteo Zoppas.

“Le aziende del comparto si rivolgono con sempre maggiore attenzione, nel processo di internazionalizzazione delle loro attività, sia verso i grandi committenti esteri, sia verso i produttori di sistemi e sottosistemi”, sostiene il Direttore Generale dell’Agenzia ICE Lorenzo Galanti. “Partecipano ai grandi saloni e air show con il supporto dell’ICE, dove hanno l’opportunità di effettuare incontri per collaborazioni produttive. Il nostro ruolo è di portare i distretti produttivi nazionali sul mercato mondiale e al contempo di invitare in Italia buyers dall’estero, per favorire il sempre maggiore inserimento del sistema aerospaziale italiano nei processi di sviluppo tecnologico del settore a livello internazionale”.

A valorizzare l’iniziativa anche la stretta collaborazione con l’Agenzia Spaziale Italiana (ASI) e la partnership con Space Foundation. Tra le più importanti agenzie spaziali a livello mondiale, ASI contribuirà al programma mettendo a disposizione risorse ed expertise importanti per permettere alle aziende di competere sul mercato internazionale, mentre l’autorevolezza della Space Foundation nel panorama statunitense garantirà un punto di accesso privilegiato all’ecosistema. “Il mercato USA rappresenta un riferimento strategico per le industrie spaziali italiane e Houston uno degli epicentri. In questo contesto si delineano i più avanzati trend innovativi dello Spazio a livello globale. È anche grazie alla partnership con gli USA che la nostra industria nel passato ha avuto l’opportunità di costruire le solide competenze che abbiamo oggi. Per questo nell’ambito delle nostre iniziative per l’internazionalizzazione industriale, sosteniamo la collaborazione con ICE e abbiamo proposto il lancio di una iniziativa verticale di accelerazione per il settore Spazio che vada a beneficio di giovani imprese italiane con ottime prospettive di innovazione e crescita“, ricorda Teodoro Valente presidente dell’Agenzia Spaziale Italiana. “Dalla culla del Rinascimento alle frontiere del cosmo, la tradizione di innovazioni spaziali dell’Italia non conosce limiti – fa eco Kelli Kedis Ogborn, vicepresidente per il commercio e l’imprenditoria spaziale di Space Foundation -. Con il suo patrimonio di progressi scientifici, l’Italia torna a scrivere un nuovo capitolo della storia, questa volta con un’attenzione più ampia alla collaborazione internazionale e a una crescita significativa di un ecosistema spaziale globale in evoluzione“.

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L’Esa al lavoro per una vita sostenibile sulla Luna. Obiettivo ‘zero rifiuti’

“Un piccolo passo per l’uomo, un grande passo per l’umanità“. E’ il 20 luglio 1969, e Neil Armstrong compie la prima camminata sulla Luna. Immagini e frasi che segnano un’epoca e che, a distanza di oltre mezzo secolo, vedono l’uomo proiettato sempre di più sul satellite della Terra. Tanto che l’Agenzia spaziale europea (Esa) lavora a questo scenario futuristico, in chiave sostenibile. La vita sulla Luna è davvero possibile? La risposta è scontata, visto che l’organizzazione internazionale ci sta lavorando. Una cosa sembra certa: “Non ci saranno rifiuti”. Che sia una questione di gravità o la voglia di non ripetere l’esperienza del pianeta Terra, un progetto specifico ha studiato un nuovo metodo di stampa 3D che potrebbe consentire il riutilizzo di rottami metallici recuperati da vecchi veicoli spaziali o lander (le navicelle d’atterraggio) per la produzione sulla Luna di nuove parti ad alte prestazioni.

Nessuno scherzo né sceneggiature per film di fantascienza. “Questo progetto ha dimostrato che la tecnologia Lmm per produzione di metalli basata sulla litografia è in grado di utilizzare polvere riciclata per il materiale di base e fornire un flusso di lavoro sostenibile a zero rifiuti”, commenta Gerald Mitteramskogler, amministratore delegato di Incus, azienda austriaca tra i capofila del progetto.

Nel concepire una presenza umana stabile e fissa sulla Luna si ragiona a modelli di vita e modelli economici. Ebbene, continua l’Esa, “per stabilire un’economia lunare vitale, i futuri coloni dovranno utilizzare tutte le risorse a loro disposizione, compresi i rottami metallici”. Vuol dire riciclo e riuso. In estrema sintesi: economia circolare al 100%. Obiettivo imprescindibile, perché per rimanere sulla Luna uomini e donne del futuro “dovranno superare le sfide ambientali, in particolare l’elevata probabilità che i processi di produzione vengano contaminati dalla polvere lunare”. Da qui la voglia di andare avanti. I risultati raggiunti sono incoraggianti, e né l’Esa né Incus intendono fermarsi. “Prevediamo che ulteriori sviluppi nelle tecnologie di riciclaggio dei metalli apriranno la strada a materiali metallici con processi di sinterizzazione più consolidati per l’ambiente lunare”, confida Mitteramskogler.

Anche all’Agenzia spaziale europea si ostenta ottimismo. “Considerando la sfida di riportare gli esseri umani sulla Luna e costruire una base, il tema dell’utilizzo delle risorse in situ sta guadagnando slancio significativo”, sottolinea Martina Meisnar, funzionario tecnico dell’Esa per il progetto. “Metodi di produzione come Lmm sono ottimi candidati per supportare tale impresa”. A distanza di oltre mezzo secolo dalla passeggiata di Armostrong la corsa alla Luna dunque prosegue. Ma in ottica sostenibile.

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auto inquinanti

La Nasa lancia in orbita ‘Tempo’: misurerà inquinamento in Nord America

La nasa ha lanciato in orbita, dalla Florida, un satellite che trasporta un nuovo strumento che permetterà di misurare l’inquinamento atmosferico in Nord America ora per ora, quartiere per quartiere. Si chiama ‘Tempo‘ e dovrebbe consentire di monitorare la diffusione degli inquinanti in modo molto più accurato di quanto fatto finora, a partire dalla loro fonte e durante la loro propagazione tramite il vento.

I dati raccolti saranno utilizzati dall’Agenzia statunitense per la protezione dell’ambiente (EPA) e dall’Agenzia nazionale oceanica e atmosferica (NOAA), responsabile delle previsioni sulla qualità dell’aria negli Stati Uniti. Le applicazioni sono numerose: migliorare gli avvisi ai residenti in caso di cattiva qualità dell’aria, determinare meglio dove installare nuovi rilevatori a terra e aiutare la ricerca sull’impatto degli inquinanti atmosferici sulla salute. Ma anche per monitorare l’inquinamento causato dagli incendi, sempre più frequenti a causa del riscaldamento globale.

Secondo l’American Lung Association, circa il 40% degli americani (137 milioni di persone) vive in aree con scarsa qualità dell’aria. I quartieri più poveri sono colpiti in modo sproporzionato.
L’inquinamento atmosferico causa circa 60.000 morti premature all’anno negli Stati Uniti. È inoltre dannoso per l’economia, in quanto influisce sulla produttività dei lavoratori e sui raccolti.
I satelliti utilizzati finora per effettuare questo tipo di rilevazione negli Stati Uniti si trovano a un’altitudine di circa 700 km e girano intorno alla Terra circa 15 volte al giorno. “Così ogni giorno possiamo avere misurazioni sopra New York alle 13.30, per esempio“, spiega Caroline Nowlan, fisica dell’atmosfera presso il Center for Astrophysics, durante una conferenza stampa. Ma “a New York succedono molte cose in un giorno. Ci sono due ore di punta che non possiamo misurare“.

TEMPO, che pesa poco meno di 140 kg, sarà collegato a un satellite in orbita geostazionaria, a un’altitudine di oltre 35 000 km. Ruoterà quindi intorno alla Terra nello stesso momento in cui questa ruota su se stessa, permettendole di rimanere sopra il continente nordamericano. “Per la prima volta, saremo in grado di effettuare misurazioni orarie sopra il Nord America”, dichiara Caroline Nowlan. L’orbita geostazionaria è molto comune per i satelliti di comunicazione e TEMPO si basa su uno di essi: il satellite IS-40e di Intelsat.

Il satellite è decollato alle 12.30 (04.30 GMT) di venerdì a bordo di un razzo SpaceX Falcon 9 dal Kennedy Space Center in Florida. Il satellite effettuerà ulteriori spinte per posizionarsi nell’orbita corretta, il che dovrebbe richiedere circa due settimane, secondo Jean-Luc Froeliger, vicepresidente di Intelsat. A quel punto potranno iniziare le operazioni.
TEMPO opererà analizzando la luce riflessa dalla superficie delle nuvole, utilizzando uno spettrometro. Ogni gas assorbe la luce in modo diverso, quindi “possiamo vedere cosa c’è nell’atmosfera attraverso i colori, o le lunghezze d’onda, della luce che viene assorbita“, ha spiegato Caroline Nowlan.

Verranno effettuate tre misurazioni principali. In primo luogo, il biossido di azoto prodotto dalla combustione, in particolare dalle automobili a benzina o diesel, ma anche dalle centrali elettriche a carbone o a gas. Poi l’ozono, che quando è alto nell’atmosfera ci protegge dai raggi solari, ma diventa dannoso per la nostra salute quando si trova al suolo. Infine, la formaldeide, che può essere utilizzata per dedurre la presenza di composti organici volatili. Questi ultimi sono “ciò che rende certe cose odorose, come la vernice, la benzina o i pennarelli“, spiega la signora Nowlan. TEMPO, che opererà per almeno due anni ma quasi certamente per molto più tempo, si aggiunge alla flotta di circa 25 missioni di osservazione della Terra della NASA. Uno strumento simile a TEMPO, chiamato GEMS, è già in orbita geostazionaria e svolge la stessa missione sull’Asia dal suo decollo nel 2020. Un altro, Sentinel-4, è previsto a partire dal 2024 per coprire l’Europa.

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Tornano dallo spazio i semi Fao: colture cosmiche per la sicurezza alimentare

Dopo quattro mesi nello spazio stanno per tornare sulla terra i semi di Arabidopsis e Sorghum, protagonisti di un singolare esperimento frutto della collaborazione tra la Nasa, la Fao e l’Agenzia internazionale per l’energia atomica (Aiea). A Vienna  si è svolto un evento per fare il punto sulla sperimentazione, che ha l’obiettivo di sviluppare nuove colture in grado di adattarsi ai cambiamenti climatici e contribuire a rafforzare la sicurezza alimentare globale. Con una popolazione mondiale che si stima raggiungerà quasi i 10 miliardi entro il 2050, è chiara la necessità di trovare soluzioni innovative attraverso la scienza e la tecnologia volte a produrre più cibo, nonché colture più resistenti e metodi di coltivazione più sostenibili.

I semi dei laboratori Aiea e Fao hanno viaggiato su una navetta cargo senza equipaggio dal Wallops Flight Facility della Nasa allo spazio il 7 novembre 2022. Una volta in orbita sono stati esposti a una complessa miscela di radiazioni cosmiche, microgravità e temperature estreme – all’interno e all’esterno della Stazione Spaziale Internazionale (Iss). Al loro ritorno, che dovrebbe avvenire all’inizio di aprile, gli scienziati del Centro congiunto Fao/Aiea di tecniche nucleari per l’alimentazione e l’agricoltura hanno in programma di coltivare i semi e di selezionarli per individuare tratti utili per comprendere meglio le mutazioni indotte dallo spazio e identificare nuove varietà.

“Sono sbalordito dalla resilienza della natura – ha detto il direttore generale della Fao, QU Dongyu a Vienna – ed eccitato dagli infiniti benefici che l’esplorazione dello spazio può apportare per trasformare i nostri sistemi agroalimentari in modo che siano più efficienti, più inclusivi, più resilienti e più sostenibili in tutto il mondo”. Per Mariano Grossi, direttore generale dell’Aiea, “questa è la scienza che potrebbe avere un impatto reale sulla vita delle persone in un futuro non troppo lontano, aiutandoci a coltivare raccolti più forti e nutrire più persone”.  Sebbene esperimenti simili siano stati condotti dal 1946, questa è la prima volta che vengono condotte analisi genomiche e biologiche su semi inviati nello spazio in circa 60 anni di esperienza nell’indurre mutazioni vegetali. L’astrobiologia, insomma, sta esplorando nuove dimensioni.

I semi che hanno viaggiato nello spazio appartengono a due specie vegetali: Arabidopsis, un tipo di crescione che è stato ampiamente studiato da botanici vegetali e genetisti; e il sorgo, che appartiene alla famiglia del miglio ed è un cereale resistente alla siccità e al caldo coltivato in molti paesi in via di sviluppo per uso alimentare. Una volta che i semi saranno rientrati sulla terra e fatti germogliare, una serie di analisi aiuterà a capire se le radiazioni cosmiche e le dure condizioni spaziali possono portare le colture a diventare più resistenti di fronte a condizioni di crescita sempre più difficili sul nostro pianeta.

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satellite

ENEA e Asi guardano alla Luna per produrre energia con un mini-reattore nucleare

Progettare un mini-reattore nucleare made in Italy compatto, leggero, affidabile e sicuro, in grado di produrre energia per le future basi lunari e la successiva colonizzazione di Marte e dello Spazio profondo. È l’obiettivo dell’accordo di collaborazione sottoscritto da ENEA e Agenzia Spaziale Italiana (ASI) che punta a sfruttare competenze, infrastrutture e professionalità multidisciplinari dei Centri di Ricerche ENEA di Bologna e Brasimone (Bologna) e di ASI per costruire uno Space Nuclear Reactor (SNR). L’annuncio viene dato in occasione della seconda Giornata nazionale dello spazio del 16 dicembre. “I principi base per la progettazione dello Space Nuclear Reactor sono la modularità, in grado di garantire un facile ampliamento della potenza disponibile, e la ridondanza dei sistemi essenziali per garantire la massima sicurezza del reattore”, sottolinea Mariano Tarantino, responsabile della Divisione ENEA di Sicurezza e sostenibilità del nucleare. “Particolare attenzione – aggiunge – verrà posta alla minimizzazione del peso totale del sistema per rendere possibile il trasporto a bordo di un razzo cargo e l’affidabilità dei componenti, privilegiando, ove possibile, tecnologie mature made in Italy”.

Nei prossimi 15 mesi ENEA ed ASI delineeranno le caratteristiche dello Space Nuclear Reactor italiano, identificheranno i possibili scenari operativi (esplorazione lunare, marziana e dello Spazio profondo) e le tecnologie ritenute critiche, effettueranno un’analisi costi-benefici tenendo conto dei differenti scenari d’interesse e definiranno una roadmap di Ricerca e Sviluppo per le fasi successive.
ASI guarda con interesse a questa tecnologia che potrebbe su lungo periodo contribuire a risolvere i problemi energetici nelle fasi sia di esplorazione di altri pianeti, che per i viaggi e le esplorazioni nello Spazio profondo. Poter disporre di un reattore compatto, modulare, affidabile, di piccole dimensioni e in grado di garantire la necessaria sicurezza alla vita dell’uomo in un ambiente già di per sè ostile, costituirebbe una grande potenzialità per l’esplorazione. Inoltre, operare con dimensioni contenute permetterebbe una riduzione dei costi di produzione, dei tempi di sviluppo e un ingombro che ne consentirebbero l’utilizzo esteso senza difficoltà di trasporto, in diversi scenari.
I reattori nucleari per applicazioni spaziali sono stati studiati fin dagli anni ’50 come alternativa affidabile, efficiente e compatta. Se nel secolo scorso l’utilizzo è stato limitato ad alcuni prototipi negli Stati Uniti e in Russia, a partire dal 2000 il rinnovato interesse per l’esplorazione umana della Luna e di Marte ha contribuito ad accrescere gli investimenti per la progettazione di piccoli reattori da impiegare nelle future missioni, al fine di garantire indipendenza e piena funzionalità agli “avamposti spaziali”.

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Da Imola parte Artica: La vela solare che limita la spazzatura in orbita

L’innovazione Made in Italy va in orbita. E oltre a testare le nuove tecnologie aerospaziali, si preoccupa di limitare la ‘spazzatura’ nell’universo. Una nuova vela solare (Artica) è stata aperta in orbita ed è imbarcata sul cubesat Alpha, nanosatellite a forma di cubo lanciato il 13 luglio scorso dalla base di Kourou (Guyana Francese) in occasione del primo volo del vettore italo-europeo Vega C. Realizzato dalla divisione spazio Spacemind della società NPC di Imola (Bologna), il sistema Artica consentirà ai piccoli satelliti in orbita bassa di effettuare il de-orbiting al termine della loro missione, ovvero ridurre la quota e bruciare a contatto con gli strati più alti dell’atmosfera. “Ad oggi, secondo i dati dell’Agenzia Spaziale Europea (Esa), in orbita terrestre vi sono circa 130 milioni di oggetti di varie dimensioni, compresi 20mila satelliti– ha spiegato Nicolò Benini, marketing manager di Npc Spacemind – e così limitare la ‘spazzatura spaziale’ sta diventando dunque una vera emergenza per la sicurezza delle future missioni. Siamo perciò entusiasti che, con la corretta apertura della sua vela solare, ‘Artica’ abbia dimostrato di poter offrire una soluzione semplice, economica e sostenibile al problema degli ‘space debris’ in orbita bassa”.

RIFIUTI NELLO SPAZIO PROFONDO

Il problema della ‘spazzatura spaziale’ è in effetti aumentato considerevolmente nei decenni, ovvero in maniera proporzionale alla ricerca aerospaziale e ai lanci delle varie Agenzie nazionali. La Nasa conferma che le minacce derivanti dagli ‘space debris’, ovvero detriti spaziali, sono in aumento a causa del lancio di diverse installazioni multisatellitari, in particolare nell’orbita terrestre bassa. Il requisito di vita per qualsiasi veicolo spaziale nell’orbita terrestre bassa è di 25 anni dopo la missione o 30 anni dopo il lancio, se non può essere immagazzinato in un’orbita cimitero (una delle più estreme orbite intorno alla Terra destinata ad accogliere, appunto, satelliti in disuso o apparecchiature che hanno terminato il loro ciclo di funzionalità). Il tasso di decadimento di questi veicoli spaziali, spiega la Nasa, dipende da diversi fattori, e in particolare, dall’assegnazione dell’orbita e dal coefficiente balistico.

Le stime dell’accumulo di detriti orbitali suggeriscono che più di 900mila detriti con un diametro compreso tra 1 e 10 cm e oltre 34mila con diametri superiori ai 10 cm siano in orbita tra l’equatoriale geostazionaria e le quote dell’orbita terrestre bassa. Degli 11.370 satelliti lanciati, il 60% è ancora in orbita ma solo il 35% è ancora operativo. Ad aprile 2021, la Nasa stima che tutti i detriti spaziali in orbita abbiano una massa collettiva di 9.300 tonnellate.

IL PROGETTO ARTICA

Ebbene, il progetto Artica (Aerodynamic Reentry Technology In Cubesat Application) mira a limitare la presenza di rimasugli nello spazio. Avviato nel 2012 da NPC Spacemind, ha già visto il lancio di un primo dimostratore tecnologico a bordo del cubesat Ursa Maior, nel giugno 2017. La versione perfezionata è invece entrata in orbita nel luglio scorso a bordo di Alpha, realizzato da un gruppo di start-up innovative italiane guidato dalla società romana ARCA Dynamics. Il nanosatellite ha la forma di un cubo, con 10 centimetri di lato e un peso di 1,2 chilogrammi, mentre la vela ha una superficie di 2,1 metri quadrati ed è realizzata in mylar alluminizzato. In orbita bassa la vela funziona come un aerofreno e riduce la quota del satellite fino a bruciare nell’atmosfera terrestre, mentre nelle orbite più alte la vela sfrutta la pressione della radiazione solare per modificare l’orbita del satellite. Il sistema europeo di sorveglianza spaziale EUSST ha confermato che Alpha sta volando a 6mila chilometri di altezza ed è visibile da terra proprio grazie agli effetti della vela sulla sua luminosità e sulla traiettoria. A bordo del cubesat, sono anche presenti altri esperimenti scientifici e tecnologici realizzati dal Consiglio Nazionale delle Ricerche, ARCA Dynamics, H4 Research e Apogeo Space.

MISSIONI FUTURE

La missione di Alpha sarà seguita a breve da ben quattro cubesat, tutti realizzati in Italia da NPC Spacemind e dotati della vela per il loro de-orbiting a fine missione. Il primo, denominato ‘DanteSat’, sarà trasportato a bordo della Stazione Spaziale Internazionale nel prossimo mese di ottobre e da lì rilasciato nello spazio. Gli altri tre nanosatelliti (Futura 1, 2 e 3), saranno invece lanciati a dicembre da un vettore Space X. Benini spiega che “il lancio dei tre ‘Futura’, oltre a validare nello spazio alcuni sottosistemi elettronici miniaturizzati, avrà anche lo scopo di sperimentare il nostro SM Pod, un nuovo deployer per cubesat ad alte prestazioni, che consentirà di ridurre sensibilmente tempi e costi del rilascio in orbita. Grazie ai nostri cubesat, al deployer e alla vela per il de-orbiting, il nostro Paese potrà offrire così servizi innovativi al mercato mondiale dei nano e microsatelliti che è in grande espansione”.

(Photo credits: www.npcspacemind.com)

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