La Toscana nei cieli

La nostra fascinosa Rosetta. Una macchina costruita dall’uomo, dopo 10 anni di volo nello spazio, ha raggiunto alcuni mesi fa la cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko (poco fascinoso questo nome), e ha iniziato a orbitarle intorno.

Dopo il fascino, lo stupore: da Rosetta si è sganciato Philae (robottino grande come una lavatrice da campeggio), si è posato sulla cometa e ha cominciato a studiarla. Sembra Spazio 1999, e invece è scienza reale e concreta che ha coinvolto oltre 1000 persone e quasi 50 fra istituti e aziende, in 13 paesi europei.

Un grande contributo è giunto da Campi Bisenzio, sede delle Officine Galileo (oggi Selex ES, gruppo Finmeccanica); qui lavorano tecnici di valore, apprezzati da ASI, (Agenzia spaziale italiana), ESA (Agenzia spaziale europea) e NASA.

Ne parliamo con due ingegneri di Selex ES: Marco Molina – responsabile dell’Attività ricerca e sviluppo dell’Area spazio – e Giampaolo Preti, responsabile dei rapporti istituzionali per l’Area spazio.

A bordo di Rosetta, ci sono dei sensori stellari, realizzati a Campi Bisenzio, (responsabile Antonio Pomilia): «non fotografano la cometa, ma le stelle per indicare alla sonda l’orientamento rispetto alla Terra e per puntare le telecamere rispetto alla cometa».

Fra queste, la Navigation camera, progettata, costruita e certificata per il volo spaziale a Campi Bisenzio (responsabile Dorico ProcopioAndrea Novi).

Come VIRTIS (responsabili Enrico Suetta e Michele Dami), una macchina fotografica spettrale: attraverso l’osservazione in tantissimi colori diversi, riconosce quali sono i materiali e gli elementi chimici che compongono la cometa, finora in fase dormiente. «Ci aspettiamo che ci riveli anche come si attiva, man mano che sia avvicina al sole (il punto più vicino sarà raggiunto ad agosto 2015), e da dove avviene l’efflusso di materiale cometario. Abbiamo visto sulla superficie dei “tappi”, per alcuni le bocche di efflusso dei getti della cometa; nei prossimi mesi, come dei geyser, cominceranno a sparare materiale di cui vogliamo studiare gli elementi chimici».

Altri esemplari di VIRTIS volano nel sistema solare, attorno a Saturno e a Venere, uno ha raggiunto l’asteroide Cerere, e uno sta volando verso Giove.

Anche GIADA (responsabile Massimo Cosi) esamina la cometa, con uno strumento che rileva il diametro delle particelle di pulviscolo da lei emesso, studiandone le caratteristiche fisiche, misurandone velocità e massa, per capire l’evoluzione della cometa quando si avvicina al sole.

Missione ambiziosa per strumenti adatti a operare in condizioni ambientali estreme come richiesto dalla comunità scientifica per svelare le origini del nostro sistema solare. A oggi, nessuno di questi strumenti ha deluso, ma la «menzione di merito» va a Philae, equipaggiato con pannelli solari molto simili a quelli del satellite ma di dimensioni ridotte, sempre realizzati in Selex ES a Nerviano (Mi). Dopo l’accometaggio che ha visto Philae rimbalzare più volte e fortunosamente posizionarsi su un crepaccio, il robottino ha compiuto alcune delle operazioni cui era destinato; arrivato all’esaurimento dell’energia, si è «addormentato», cadendo in ibernazione. Data la sfavorevole posizione, le speranze di un risveglio si erano affievolite nei sette mesi trascorsi.

Con l’approssimarsi della cometa al Sole, i pannelli solari sono stati in grado di accumulare energia anche dalla difficile posizione di Philae, dando modo al robot di «svegliarsi» e trasmettere segnali a terra. Questo evento è da considerarsi un successo per Selex ES che con la propria tecnologia è stata attore protagonista della prosecuzione di questa missione.

Il trapano dei miracoli. Non è made in Tuscany – è realizzato da Selex ES a Nerviano -, ma del trapano che da Philae penetra nel suolo della cometa, è bello parlare. La punta è studiata per lavorare a basse temperature (a -140 °C uno strumento di solito diventa fragile) e per penetrare un terreno ignoto: o roccia compatta o ghiaia tenuta insieme dal ghiaccio o una crosta di ghiaccio o roccia, ghiaia e ghiaccio con uno strato di polvere che copre tutto; «abbiamo dovuto pensare a una punta eclettica che operasse in situazioni diverse».

Oltre a essere capace di perforare (come una qualsiasi punta di trapano), è cava: al suo interno ha delle mini ganasce che, estroflesse, raccolgono campioni, li sollevano e depositano dentro Philae. Qui delle microcamere, sorta di microscopi, li osservano, e una serie di strumenti di analisi chimica discriminano gli elementi che li compongono, più o meno come l’etilometro della polizia stradale.

Un microfornetto, sempre della Selex ES, scalda a 800 °C i campioni prelevati dal trapano e libera le sostanze volatili in essi contenute; un gascromatografo, il «naso», riconosce in modo accuratissimo l’impronta dei singoli elementi chimici.

Terra-cometa a/r. Ma non è finita qui: dato che l’unico materiale extraterrestre in nostro possesso sono i 300 kg di roccia lunare portati dagli astronauti e del pulviscolo cometario, invisibile a occhio nudo, intrappolato da meccanismi della NASA, una prossima missione «sarà riportare a terra un pezzo di cometa per analizzarlo in modo più esauriente di Philae. Ci stiamo già lavorando».

È un progetto costoso e complesso: ci vogliono un razzo per l’andata e uno per il ritorno. In più bisogna preservare il campione da cambiamenti, durante il ritorno, mantenendolo alla temperatura di prelievo: dovrà essere prodotta anche l’energia necessaria per questo.

E ora, un buon caffè. Per realizzare le meraviglie descritte, «è importante il rapporto che Selex ES mantiene con gli scienziati fin dal sorgere di un’idea: è chiaro che sono loro a definire requisiti e funzioni degli strumenti, ma realizzarli sta agli ingegneri e ai tecnici della Selex ES (nel caso di Rosetta coordinati da Andrea Cisbani)».

Così anche una macchinetta per il caffè diventa un capolavoro tecnologico per andare fra le stelle. Progettata a Torino da Argotec e sponsorizzata da Lavazza, è stata la Selex ES a integrarla a Campi Bisenzio, certificandola per lo spazio: «deve garantire la tenuta dell’acqua bollente e del caffè, con standard di sicurezza massimi». Ha raggiunto sull’ISS Samantha Cristoforetti e i suoi colleghi che, il 3 maggio scorso alle 12.44, hanno bevuto il primo espresso spaziale.

Non è così futile, come può sembrare: quando andrà su Marte, l’uomo viaggerà nello spazio per un anno; una macchina che, partendo da capsule, produca cibo più nutriente e appetitoso per gli astronauti, renderà più sopportabile dal punto di vista nutrizionale e psicologico il volo nello spazio.

Ozono, petrolio e pollini. Una linea di prodotti importante della Selex ES di Campi Bisenzio è la strumentazione iperspettrale la cui varietà di applicazioni è ancora da capire e sfruttare appieno: qua è stato realizzato GOME (misuratore globale di ozono) che evidenziò sperimentalmente il buco nell’ozono. ESA ed EUMETSAT hanno capito il valore di GOME, ordinandone nuovi modelli da installare sui satelliti.

Prisma è uno strumento che dal 2017 volerà a 600 km di altezza per mappare le caratteristiche chimiche del suolo: rivelerà la presenza di pollini, amianto e altri inquinanti, lo sversamento di petrolio in mare, l’alterazione della vegetazione, distinguerà una coltivazione sana da una malata. Farà inoltre riconoscere una minaccia chimica o batteriologica, proteggendoci da rischi di terrorismo.

Nel 2014 le Officine Galileo hanno festeggiato il 150° anniversario della fondazione avvenuta nel 1864. La missione Rosetta è costata 1400 milioni di euro. L’Italia ha investito 400 milioni, rientrati sotto forma di contratti industriali.

Gli esperimenti di Samantha. Valfredo Zolesi (nato a Monte Argentario, laureato in ingegneria elettronica a Pisa, specializzato a Pasadena e alla George Washington University) nel 1986 ha fondato la Kayser Italia, insieme alla Kayser di Monaco. Dal 1995 la ditta è italiana al 100%, ha sede sulle colline livornesi, impiega 60 persone. Finora ha partecipato a più di 50 missioni spaziali, con oltre 80 esperimenti.

«Stavo giusto parlando con Samantha», mi disse Zolesi, quando gli telefonai, qualche tempo fa, per saperne di più sugli esperimenti progettati da Kayser Italia, a bordo dell’ISS (Stazione spaziale internazionale).

Un profano è sorpreso che da Livorno si possa chiamare lo spazio, ma «Kayser Italia ha implementato un USOC (User support operation center), un Centro di comando e controllo che collega costantemente, in voce e video, gli astronauti e i centri USA di Houston e Huntsville. Il Centro è un vanto per l’Italia».

Kayser Italia ha realizzato, in tutto o in parte, anche gli esperimenti ELITE S2, CYTO e NATO; coordinati da Livorno, Samantha li ha messi in pratica: «oltre a dare informazioni importanti per il futuro dell’uomo nello spazio, avranno ricadute importanti sulla nostra vita».

ELITE S2 «è stato realizzato alcuni anni fa e usato da diversi astronauti; raffinatissimo, studia i disturbi di controllo motorio per l’assenza di gravità»; sulla Terra, una migliore conoscenza dei meccanismi di apprendimento in diverse condizioni di gravità è importante per interpretare comportamenti neuro-patologici.

CYTO è un esperimento di biologia: il nostro organismo possiede cellule (osteoblasti) che portano alle ossa il calcio che noi mangiamo; altre (osteoclasti) rigenerano e rimodellano il tessuto osseo. Nello spazio alcune cessano le loro funzioni. Con CYTO si cercano progressi nella cura di patologie del connettivo, di osteoporosi e cancro.

Anche NATO ci aiuterà a combattere l’osteoporosi, malattia sempre più diffusa.

Ma Kayser Italia sta preparando 11 esperimenti che voleranno in questo 2015. «È un record assoluto», conclude Zolesi con orgoglio.