SMAT – VISITA AL CENTRO RICERCHE DI TORINO – “ACQUA ITALIANA DALLA TERRA ALLO SPAZIO”

Torino, considerata da molti come la “Houston d’Italia e d’Europa”, è nota per la sua alta concentrazione di aziende di eccellenza che operano nel settore aerospaziale. Aziende dedite all’innovazione dal punto di vista dei materiali e che si pongono come obiettivo quello di far avanzare le conoscenze scientifiche in un ambiente estremo come lo spazio. Tra queste aziende, un posto di rilievo viene occupato dalla SMAT (Società Metropolitana Acque Torino S.p.a.) e dal suo Centro Ricerche.

È una calda mattinata di metà settembre quando varchiamo il portone del Centro Ricerche SMAT, immerso nel verde e a pochi passi dal fiume Po. Ad accoglierci Marisa Di Lauro, Responsabile delle Relazioni Esterne dell’azienda, con la quale abbiamo organizzato l’incontro e la successiva visita al centro.

Incontriamo Lorenza Meucci, Dirigente laboratori, ricerche e controlli del Centro Ricerche, in una sala riunioni nel moderno fabbricato e inizia subito una lunga intervista che unirà l’elemento di cui siamo fatti allo spazio.

(Lorenza Meucci: Dirigente laboratori, ricerche e controlli del Centro Ricerche SMAT di Torino – photo Emmanuele Macaluso)

L’Ing. Meucci ci racconta che il Centro Ricerche è nato nel 2008, occupa circa 70 persone ed è stato il primo di questo genere nato in Italia. Attualmente è impegnato in 42 progetti e collabora con partner pubblici, privati e università.

ACQUA SMAT NELLO SPAZIO

Il primo progetto del quale parliamo è quello che ha visto la SMAT impegnata nella produzione di acqua destinata alla ISS (International Space Station - Stazione Spaziale Internazionale ndr).

Il progetto è iniziato nel 2003, e prevedeva due tipologie di acque, una per i cosmonauti russi e una per gli astronauti americani. Le acque avevano requisiti molto diversi ma una caratteristica comune: quella di mantenere stabilità microbiologica per almeno 6 mesi.

Una sfida che ha necessitato di 3 anni di ricerche e che è stata vinta da SMAT. C’è da dire che per raggiungere questo risultato, durante la fase di ricerca, si è compreso che l’inalterabilità delle caratteristiche del fluido non era solo dovuto alle caratteristiche dell’acqua, ma molto dipendeva dai contenitori che entravano in contatto con essa. Questo ha quindi innalzato l’asticella della sfida da parte di tutti gli enti coinvolti in questo progetto.

Nel 2006, dopo 3 anni di messa a punto dei processi produttivi, si ottiene l’autorizzazione finale della Nasa.

Il 9 marzo del 2008 quindi, dopo 5 anni dall’inizio del progetto, il primo carico di acqua parte alla vota della ISS nell’ambito della Missione Jules Verne. Successivamente ci sarebbero stati altri 3 lanci, nel 2012, 2013 e 2014 con la consegna totale di 22.700 litri di acqua e 4 carichi a bordo di vettori spaziali.

Questo successo unito al continuo spostamento dei limiti esplorativi e scientifici, ha creato una nuova sfida in vista delle future missioni di lunga durata. Nel 2014 è stato avviato lo studio di un progetto definito “Acqua per Marte”, nel quale SMAT è impegnata e che prevede il raggiungimento della soglia dei tre anni di stabilità dell’acqua dal punto di vista microbiologico. Un’ulteriore barriera da abbattere.

BIOWYSE (Biocontamination Integrated cOntrol of Wet sYstem for Space Exploration)

L’innalzamento delle soglie temporali per lo stoccaggio e l’utilizzo dell’acqua nello spazio vede la nascita di un innovativo progetto europeo chiamato BIOWYSE, che vede il Centro Ricerche SMAT tra i protagonisti.

Per raccontarci di BIOWYSE ci raggiunge Francesca Bersani, una giovane e brillante ricercatrice, che sulle immagini di un video (https://www.youtube.com/watch?v=8hc_hHqoHRw) ci illustra gli obiettivi e le caratteristiche del progetto.

Finanziato dall’Unione Europea nell’ambito del bando Horizon 2020, programma triennale avviato nel 2016, BIOWYSE rappresenta lo sviluppo di un sistema integrato per il controllo rapido della biocontaminazione di acque destinate al consumo umano e di superfici umide (infatti nello spazio si riutilizza anche la condensa), da utilizzare nel circuito di riuso dell’acqua sulla ISS, per missioni esplorative a lungo raggio e sulla terra per situazioni di criticità.

Si tratta di un macchinario grande come un capiente frigo da pic nic, dal peso di circa 50 Kg, che verrà installato a bordo della ISS in modo assolutamente compatibile e integrato con i sistemi idrici di bordo. Il sistema potrà fare, in modo assolutamente automatico, le analisi dell’acqua presente in un suo serbatoio rivestito di argento. Nel caso l’acqua non raggiungesse i rigidi standard per l’uso umano, provvederà attraverso un ciclo di decontaminazione ad adattarla ai requisiti richiesti. Successivamente, sarà ricontrollata e, qualora non fosse ancora “pura”, verrà sottoposta ad un ulteriore ciclo.

Vediamo il processo nel dettaglio e nelle sue 4 fasi:

- Fase 1: “Prevenzione” – l’acqua entra in una tanica di stoccaggio rivestita in argento con potere antimicrobiotico.

- Fase 2: “Monitoraggio” – Un campione d’acqua passa dalla tanica di stoccaggio ad un campionatore automatico per analisi della bioluminescenza.

- Fase 3: “Eventuale decontaminazione” – A svolgere l’azione di decontaminazione troviamo 2 lampade UV-LED. Queste, in base al livello di contaminazione operano in simultanea o singolarmente.

- fase 4: “Controllo” – L’acqua viene sottoposta ad un ulteriore sistema di controllo collegato ad un’interfaccia operativa. Al termine di questa fase, in base ai risultati l’acqua sarà pronta all’utilizzo o reimmessa nel sistema di contaminazione.

La complessità e l’importanza di questo progetto è comprensibile anche attraverso la lunga lista dei partner che sono coinvolti nel consorzio, e che oltre alla SMAT vede l’impegno di Thales Alenia Space Italia, IRSA-CNR, Università degli Studi di Firenze, Fondation Européenne de la Science (Francia), GL-Biocontrol (Francia), AquiSense Technologies (UK), Liewenthal Electronics (Estonia), A-ETC (Repubblica Ceca).

(Francesca Bersani: Ricercatrice del Centro Ricerche SMAT di Torino – photo Emmanuele Macaluso)

BIOWYSE, oltre a rappresentare uno strumento essenziale per le future esplorazioni e missioni a lungo raggio, ci aiuta a comprendere quanto la ricerca spaziale possa avere ricadute positive e immediate anche sulla Terra. Uno degli ambiti di ricerca infatti, vedrà l’utilizzo di questo macchinario di analisi e bonifica dell’acqua negli ambienti di crisi. Si immagini l’utilità di uno strumento con queste caratteristiche in ambienti dove a causa di disastri naturali non vi sia un accesso diretto all’acqua potabile. Senza la presenza di tecnici specializzati o biologi, il macchinario sarebbe in grado di analizzare e operare fino alla decontaminazione dell’acqua. Questo è un fattore che merita il massimo apporto divulgativo affinché si metta in evidenza come la corsa allo spazio possa aiutare anche noi terrestri sul nostro pianeta.

PERSEO (PErsonal Radiation Shielding for intERplanetary missiOns)

Il Centro Ricerche SMAT è attualmente impegnato in un altro progetto in ambito aerospaziale denominato PERSEO. Finanziato dall’ASI (Agenzia Spaziale Italiana), e coordinato dall’Università di Pavia, l’obiettivo del progetto è quello di sviluppare un sistema di radioprotezione personale da indossare per mitigare gli effetti della radiazione cosmica sugli astronauti.

Per immaginare questo dispositivo si deve pensare ad una sorta di “giubba” come quella utilizzata dagli artificieri. Questo giubbotto ergonomico, contiene al suo interno delle sacche (in materiale polimerico inerte) riempite d’acqua e collegate tra loro da un circuito di tubi e valvole. Mediante il riempimento delle sacche, si vuole utilizzare l’acqua come materiale isolante dalle radiazioni cosmiche. Anche in questo caso, come BIOWYSE, il sistema deve essere compatibile con il sistema idrico a bordo della ISS.

Il prototipo è stato consegnato per l’ispezione finale presso lo Space Center di Houston il 5 luglio 2017 ed è partito verso la ISS lo scorso 14 agosto alle ore 18:31. Il giubbotto era stivato a bordo di una capsula cargo Dragon della SpaceX di Elon Musk. Ad attenderla, dopo 2 giorni di rincorsa attorno al pianeta, il 16 agosto, l’astronauta italiano Paolo Nespoli, che nell’ambito della “sua” MISSIONE VITA testerà PERSEO e manderà sulla Terra i risultati del test.

La costruzione di un giubbino contenente delle sacche d’acqua potrebbe portare chi legge a pensare che il suo sviluppo e la sua produzione possano rappresentare un’impresa di poco conto. Come spesso capita, anche in questo caso sono i numeri a dare l’esatta visione delle difficoltà dell’invio di un progetto in un ambiente come lo spazio. PERSEO doveva rispondere a 116 requisiti, 51 dei quali erano a carico della SMAT.

L’intervista termina con una visita alle sale di monitoraggio e di ricerca, e ci lascia l’esatta percezione di come l’eccellenza delle aziende si rispecchi non solo attraverso le attrezzature, ma anche attraverso le caratteristiche umane e tecniche che la compongono.

Emmanuele Macaluso

PERSONAGGI E PERSONALITA’: INTERVISTA A DANIELE GARDIOL

Daniele Gardiol è un astronomo e tecnologo italiano, attualmente operativo presso l’Osservatorio Astrofisico di Torino – INAF. Dal 1997 al 1999 ha contribuito alla costruzione del Telescopio Nazionale Galileo sito alle Canarie. Ha collaborato al progetto “Gaia” e attualmente è impegnato in due progetti internazionali: il “Cherenkov Telescope Array” e “Prisma”. Il suo curriculum conta ad oggi più di 50 pubblicazioni scientifiche e oltre 100 note tecniche.

Per la seconda volta mi reco all’Osservatorio Astrofisico di Torino, per intervistare un astronomo di questo prestigioso sito astronomico. L’intervista si svolge all’esterno, sulla terrazza degli uffici che si affaccia su una splendida vallata, e che viene utilizzata anche per svolgere alcune serate osservative organizzate dal vicino planetario.

L’intervista inizia con la mia curiosità circa il termine “tecnologo”. Gardiol, dimostrando anche un’ottima capacità divulgativa, mi spiega che il tecnologo è un astronomo specializzato nello sviluppo della tecnologia applicata all’astronomia e ai suoi strumenti. Apprendo che negli enti di ricerca, tra i quali rientra anche l’INAF, esistono due tipologie di scienziati: il ricercatore e il tecnologo. L’importanza delle due figure è assolutamente equiparabile.

Il ricercatore è l’astronomo che osserva, studia, scopre e attraverso pubblicazioni o altri canali divulgativi condivide quello che ha imparato a conoscere. Il tecnologo è colui che si occupa dello sviluppo della strumentazione, attraverso simulazioni e una grande capacità di provare a prevedere tutte le condizioni di utilizzo dello strumento. Il lavoro del tecnologo avviene generalmente prima di quello del ricercatore, che in seguito utilizzerà le tecnologie sviluppate dal primo.

Quanto appena scritto è esaltante se si pensa che gli ambiti operativi di un tecnologo moderno sono complessi e al limite della fantascienza.

È il caso di Daniele Gardiol che ha collaborato alla buona riuscita di progetti internazionali di assoluta eccellenza. Tra questi spicca la missione “Gaia” dell’ESA, l’Agenzia Spaziale Europea. Ha iniziato occupandosi di uno strumento di bordo denominato “BAM” (Basic Angle Monitoring), grazie al quale la sonda riesce ad interpretare l’angolo tra i due telescopi che utilizza per la mappatura dell’universo. Conoscere l’esatta angolazione di questi due strumenti permette di poter sovrapporre quello che “vedono” i due telescopi, creando un’immagine con un margine di errore pressoché inesistente nella costruzione della mappa dell’universo che la sonda ci sta inviando.

Un progetto che ha unito l’astronautica all’astronomia e che ha visto il mio intervistato ricoprire il ruolo di “coordinatore del modello di strumento”.

Proprio Gaia può farci comprendere un altro aspetto della complessità del lavoro del tecnologo. Una sonda è un prototipo, un pezzo unico e dal valore economico-scientifico valutabile in milioni di dollari. Il tecnologo deve prevedere ancor prima del lancio, tutte le possibili condizioni interne ed esterne alle quali sarà sottoposta la delicata attrezzatura di bordo.

Anche una macchina di Formula 1 è un prototipo, tuttavia si deve però pensare che in caso di malfunzionamenti, oltre alla telemetria, alla fine del giro di pista, i meccanici possono agire manualmente su un’eventuale problema del mezzo. Questo non può avvenire per una sonda spaziale. Quindi attraverso simulazioni, confronti con gli altri membri del progetto e una grande capacità previsionale, il tecnologo si assume la responsabilità del futuro funzionamento di un progetto da milioni destinato a viaggiare nel cosmo.

Il progetto Gaia per il tecnologo è terminato il 19 dicembre del 2013, con il lancio da parte dell’ESA e la partenza dalla Guiana francese.

Attualmente Gardiol è impegnato principalmente in due progetti. Il primo è il “Cherenkov Telescope Array” (CTA), gestito da un consorzio mondiale che attraverso questo progetto si pone come obiettivo quello di osservare da terra i raggi gamma provenienti dal cosmo.

Mi viene spiegato che, quando i raggi gamma raggiungono l’atmosfera terrestre, attraverso cambiamenti fisici, producono degli sciami di particelle. Questi sciami producono una luminescenza di colore blu, nota come “radiazione di Cherenkov”. Attraverso lo studio di queste radiazioni luminose si può risalire alle caratteristiche del raggio gamma e studiare l’oggetto celeste che lo ha prodotto. È come se studiando gli effetti di un fenomeno fisico, andando a ritroso, se ne possa comprendere anche l’origine. Sono impegnati in questa ricerca circa un centinaio di telescopi, di diversa grandezza,  posizionati su un km quadrato circa. Gardiol partecipa allo sviluppo del software di controllo dell’ottica attiva dei telescopi piccoli coinvolti nel progetto. Ogni telescopio ha al suo interno degli specchi segmentati che hanno il compito di catturare la luce. Questi specchi devono essere riposizionati, attraverso delle correzioni a bassa frequenza, ogni volta che si sposta lo strumento. Ulteriori informazioni su questo progetto sono disponibili sul sito ufficiale https://portal.cta-observatory.org/Pages/Home.aspx

Il secondo progetto che vede in prima linea il mio intervistato, e che coinvolge attualmente anche i francesi, si chiama “PRISMA” (Prima Rete Italiana per lo Studio delle Meteore e dell’Atmosfera).

PRISMA consiste nel posizionamento di alcune telecamere puntate costantemente verso il cielo. Le telecamere sono protette da uno chassis che le rende simili a delle bottigliette d’acqua da mezzo litro. Una di queste è posizionata sul tetto dell’osservatorio di Torino e potete vederla nella foto che correda questo articolo, posizionata sul muretto accanto al protagonista. Tutte le “telecamere” utilizzate sono identiche, eliminando differenze di ottiche e software; scattano 30 immagini al secondo e sono collegate in rete con un elaboratore centrale che elabora tutte le informazioni. Ogni volta che una meteora entra nell’atmosfera viene ripresa da più angolazioni.

Grazie all’incrocio dei dati, alla triangolazione delle informazioni, si possono ottenere molte indicazioni utili circa la provenienza, l’orbita e il sito nel quale sarà possibile raccogliere eventuali meteoriti. Una vera e propria mappatura delle meteore sul cielo italiano e francese. È tuttavia facile immaginare che questo progetto possa estendersi anche ad altri Paesi europei. Una di queste telecamere ad esempio è già attiva in Austria. È possibile seguire l’andamento di PRISMA sul sito www.fripon.org.

L’intervista al Dott. Gardiol termina parlando di divulgazione e della sua importanza. Mi spiega che la sua esperienza lo ha portato a riconoscere due tipi di divulgazione attraverso i libri. Nel primo caso ci troviamo di fronte ad un tipo di divulgazione così rigorosa che diventa poco fruibile dal non addetto ai lavori. Nel secondo caso invece ci troviamo di fronte ad una divulgazione un po’ troppo semplicistica, dove il cosmo diventa solo un pretesto per raccontare una storia che spesso è ricca di disattenzioni ed errori scientifici. L’approccio giusto, come capita spesso, sta nel mezzo.

La nascita del primo figlio, ha portato Gardiol ad interrogarsi sulle necessità e modalità di divulgazione, soprattutto nei confronti di un pubblico molto giovane. I genitori dell’astronomo erano entrambi insegnanti delle elementari e unendo i suoi ricordi alla sua nuova veste di padre, ha creato una storia che parla di “Giallina, la stella bambina”, attraverso la quale spiega ai più piccoli l’evoluzione stellare con parole semplici utilizzando la tecnica dello storytelling.

Concludo questo articolo riportando le impressioni dell’intervistato circa il suo approccio alla divulgazione attraverso le sue parole:«Mi sentirei impoverito se quello che faccio rimanesse nella mia stretta cerchia. Coinvolgere il cittadino, che è colui che paga le tasse, spiegando la bellezza di quello che faccio e vedo, è per me gratificante».

Anche questa volta, oltre ad un astronomo abbiamo avuto il piacere di incontrare un uomo.

Emmanuele Macaluso

PERSONAGGI E PERSONALITA’: INTERVISTA AD ALBERTO CORA SULL’INQUINAMENTO LUMINOSO

Alberto Cora è un fisico e divulgatore scientifico. Attualmente è Responsabile della didattica e della divulgazione presso l’Osservatorio Astrofisico di Torino – INAF. Precedentemente è stato Sistem Manager nel gruppo di “fisica solare”del progetto “SOLAR”.

Da sempre appassionato di astronomia, è stato tra i soci fondatori del Gruppo Astrofili William Herschel di Torino ed è socio della Società Astronomica Italiana e dell’International Astronomical Union.

Quella che mi accingo a scrivere non è un’intervista come le altre pubblicate su TheCOSMOBSERVER. Non è fatta di domande e risposte, ma è focalizzata su un aspetto che sta particolarmente a cuore all’intervistato. Ho incontrato Alberto Cora una mattina di fine marzo presso l’Osservatorio Astrofisico di Torino, a Pino Torinese (To). Prendendo un caffè per “rompere il ghiaccio” prima dell’intervista, è subito emersa la particolare sensibilità di Cora per il tema dell’inquinamento luminoso. Un tema al quale tutti gli astronomi e astrofili guardano con sempre maggiore preoccupazione. Per questo motivo ho messo da parte le domande che avevo preparato e ho deciso di ascoltare con attenzione il tema proposto dal mio interlocutore. Chiaccherata che si è svolta in un luogo che ho sempre desiderato visitare: la biblioteca dell’Osservatorio.

In questo scenario carico di storia, pieno di tesori storici e culturali inizia la nostra intervista.

Quello dell’inquinamento luminoso è un problema sotto molti punti vista. Non riguarda solo gli “amanti del cielo”, ma la società tutta. Come tutte le forme di inquinamento deve essere presa in considerazione, e soprattutto deve essere oggetto di un’azione riparatrice.

“La gente sta perdendo il contatto con il cielo”. Sembra una frase ad effetto, ma in realtà racchiude una verità molto sfaccettata e che non porta nessun vantaggio. Le nostre città sono così illuminate da non  permetterci di vedere bene. Non ci riferiamo solo al cielo, ma in termini assoluti. Una buona illuminazione cittadina dovrebbe prevedere luci gialle o verdi. Questo perché il nostro occhio reagisce meglio a quelle tonalità. Invece si sta puntando al bianco. In più c’è un problema di intensità della luce. Quella che si sta utilizzando nelle nostre città, con il passaggio ai led, è eccessiva, al punto da limitare perfino i vantaggi in termini di risparmio che i led ci offrono. Quando vediamo le foto scattate dallo spazio, dove interi parti di globo sono “fluorescenti”, stiamo guardando qualcosa di innaturale. Come in tutte le cose, ci sarebbe bisogno di equilibrio, di un utilizzo corretto delle risorse e degli strumenti.

Secondo un recente articolo apparso su un mensile di astronomia, la bolletta della luce dei comuni italiani si aggirerebbe intorno al miliardo e mezzo di euro. Una cifra importante, che potrebbe essere ridotta di un terzo installando con parametri corretti le luminarie. 

E poi ci sono i costi indiretti. INAF (Istituto Nazionale di AstroFisica) ad esempio, è sempre più spesso costretta a svolgere attività scientifiche all’estero, con conseguente aumento dei costi, questo perché l’inquinamento luminoso sta diventando eccessivo in Italia.

Conoscere il cielo, avere un contatto visivo con esso è da sempre importante per l’uomo. Un case history curioso riguarda il terremoto che colpì Los Angeles il 17 gennaio del 1994. A causa del sisma, intere aree della città vennero isolate e rimasero al buio. I centralini della polizia, dei vigili del fuoco e del locale osservatorio vennero presi d’assalto perché molti videro nel cielo una strana (in alcuni casi spaventosa) luminescenza. Era la Via Lattea.

C’è un’altra frase di Cora che mi ha colpito e che ci ha strappato un sorriso mentre la pronunciava. “Vedere il cielo aiuta a combattere la superstizione”. Questa è una cosa che emerge spesso durante le visite serali all’osservatorio. Gli amanti degli oroscopi e dell’astrologia infatti, non potendo vedere il cielo, hanno difficoltà a vedere che i parametri sui quali basano la loro pseudoscienza sono errati. Infatti è risaputo che  le costellazioni “zodiacali” siano 13 e non 12. In più, a causa della precessione, le costellazioni sono tutte sfalsate di circa 30 gradi. Semplificando, quando si cerca il proprio “segno zodiacale”, bisognerebbe prendere in considerazione quello precedente a quello indicato dagli almanacchi. Ora, ognuno è libero di credere a quello che desidera, ma che almeno lo faccia bene!

Ma al di là di questo, che - per fortuna e logica - non rappresenta un vero problema, conoscere il cielo e studiarlo è importante sotto molti aspetti, e le sue ricadute sono tangibili e reali.

Come è possibile quindi agire positivamente su questo importante problema?

INAF è in prima fila in questa battaglia. In qualità di ente di ricerca riconosciuto per la sua autorevolezza, è impegnato da anni nell’attività di divulgazione attraverso convegni e incontri, diventando così il catalizzatore delle indicazioni che provengono dai tecnici e dagli appassionati.

La legge che regola l’illuminazione, e che si sta cercando di modificare, è una legge regionale. 

Nello specifico, l’INAF attraverso l’Osservatorio Astrofisico di Torino è impegnato nel lungo lavoro che dovrebbe portare alla modifica della legge secondo metodo di buone prassi.

Agire dal punto di vista legislativo è di fatto l’azione più importante e concreta che si possa fare. Ma bisogna fare in fretta, perché molti comuni stanno modificando l’illuminazione cittadina con parametri sbagliati, in termini di colore, intensità e temperatura. Un ritardo nella modifica della legge porterebbe ad ulteriore esborso economico da parte della collettività, o al non adempimento del cambiamento dei parametri. Infatti la legge non può essere retroattiva.

Ed è proprio in questi frangenti di natura istituzionale e politica che emergono i diversi interessi delle realtà coinvolte. Per gli astronomi è un fatto scientifico e culturale. Per gli enti pubblici è un fattore eonomico. La capacità dei protagonisti è quello di far convergere i diversi punti di vista e gli interessi verso l’obiettivo generale che è quello dell’abbattimento dell’inquinamento luminoso.

Emmanuele Macaluso

Di seguito il link del sito “Cieli Piemontesi”, particolarmente attivo nella tematica trattata da questo articolo http://cielipiemontesi.it/