A caccia di detriti spaziali

Nel suo ufficio all’università de La Rioja, Laura sta lavorando per applicare l’algebra differenziale alla ricerca e alla catalogazione delle centinaia di migliaia di oggetti che girovagano a grandi velocità nello spazio.
Stefano Porciello, 02 Novembre 2016
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Relazioni internazionali e Studi europei

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Cinquecentomila. È il numero stimato di oggetti spaziali più larghi di un centimetro che orbitano a velocità pazzesche intorno alla terra. Di questi, solo 20.000 sono più larghi di 10 centimetri. Si tratta dei cosiddetti rifiuti spaziali: frammenti di oggetti, di razzi, detriti, ma anche vecchi satelliti ormai “morti” che non sono più controllati da nessuno e continuano la loro perenne corsa intorno al nostro pianeta, ormai ingovernabili, silenziosi, e – come fantasmi di un passato lontano – difficili da rintracciare.
Come proiettili vaganti, questi rifiuti sono una minaccia per qualsiasi missione spaziale: un solo frammento che colpisse uno tra i molti satelliti che permettono le nostre telecomunicazioni o le ricerche nello spazio potrebbe fare milioni di dollari di danni, se non addirittura mettere a repentaglio un’intera missione, o la sicurezza degli astronauti in orbita come nel film Gravity. Dal suo ufficio all’università de La Rioja, in Spagna, Laura Pirovano sta cercando di applicare l’algebra differenziale alla ricerca e alla catalogazione di tutti questi oggetti per il progetto europeo Initial Orbit Determination Based on Propagation of Admissible Region With Differential Algebra, una ricerca che coinvolge diversi studiosi che lavorano tra Spagna, Italia, Olanda e Regno Unito ed è supportato, tra l’altro, dal dipartimento europeo di ricerca e sviluppo aerospaziale della Air Force americana.
Venticinque anni, di Lecco, Laura si è laureata al Politecnico di Milano; ha studiato nei Paesi Bassi e lavorato in Germania prima di ottenere questo posto di ricercatrice junior. «Ci sono già degli algoritmi che, a partire dalle osservazioni, riescono a dire: ‘il satellite è qui’», mi spiega parlando del suo lavoro, «Noi stiamo cercando di vedere se con l’algebra differenziale si riescono a prendere in considerazione alcuni errori, come ad esempio errori nella misurazione, errori nel posizionamento del telescopio, che magari sono piccolissimi, ma che su larga scala influenzano tantissimo la stima della posizione e della velocità di un satellite».

COME SI CERCANO I SATELLITI
Andare a caccia di satelliti “morti” e detriti spaziali non è affatto semplice. «L’unico modo che abbiamo per sapere dove sono è visualizzarli con dei telescopi», spiega Laura. Questi telescopi vengono lasciati ad osservare sezioni di cielo con una grande apertura angolare e, quando qualcosa si muove, ne registrano lo spostamento, attraverso una serie di “foto” che ne catturano la traccia. «Quello che vogliamo fare noi è riscoprire l’orbita di questo pezzo o di questo satellite, capire se l’abbiamo già osservato, e in futuro riuscire ad avere un catalogo. […] Lo scopo principale è la sicurezza, perché se c’è un satellite che è attivo, devi sapere se bisogna manovrarlo o spostarlo leggermente per evitare [l’impatto]».
Tuttavia, la risoluzione dei telescopi non è sufficiente a rilevare i frammenti più piccoli: è necessario andarli a scovare uno per uno, e si può fare. Sapendo in anticipo che “qualcosa” passerà da qualche parte nella volta celeste, si puntano i telescopi verso quella zona specifica. Un po’ di fortuna, il guizzo di un frammento, e la rilevazione è fatta. «Ho letto che sono riusciti a visualizzare qualcosa nell’ordine del centimetro», spiega Laura. E aggiunge, quasi sorpresa dalle sue stesse parole: «Pazzesco».

I VIAGGI NON SONO CHE UN PERCORSO
Laura non è nuova a questo tipo di studi, e il suo lavoro in Spagna sembra più un nuovo passo verso il sogno di lavorare alla European Space Agency (ESA), che non la posizione in cui il suo percorso di ricerca si conclude. Non si è “sistemata”, diciamo. Del resto, il suo contratto durerà due anni.
Dopo la laurea triennale in ingegneria matematica al Politecnico di Milano, Laura voleva semplicemente fare un’esperienza all’estero e passare dall’ambito matematico a quello aerospaziale. Ha studiato i programmi dei corsi in diverse università tra Germania, Olanda e Svezia, per poi decidere di trasferirsi alla Technische Universiteit di Delft (TU Delft), nei Paesi Bassi, per un master di ingegneria aerospaziale in “Spaceflight – Esplorazione spaziale”.
Con il bagaglio di conoscenze acquisite al Politecnico di Milano – una scuola “eccellente”, racconta: «Secondo me, la qualità dell’insegnamento del Politecnico di Milano non ha eguali» –, Laura si è lanciata in quest’avventura completamente diversa, dove le aziende sono invitate a tenere lezioni agli studenti e tutte le attività dell’università sembrano proiettarsi verso il mondo del lavoro. La TU Delft attira ragazzi da tutto il mondo: i corsi sono completamente in inglese, e ogni iscritto deve portare a termine un tirocinio in azienda di almeno tre mesi. Lei ne ha fatti otto, in Germania. «Stavo lavorando su una vela solare – spiega – che in pratica sarebbe un oggetto che vuole sfruttare la pressione della radiazione solare per viaggiare nello spazio, quindi, diciamo, viaggiare gratis. Nel senso che non c’è bisogno di propellente, ma semplicemente si sfrutta la forza dei raggi del sole». Il centro aerospaziale tedesco voleva sapere, qualora avesse lanciato “la vela” nello spazio, come sarebbe poi riuscita a tornare sulla Terra. Laura ha scritto un programma che ne simulava il rientro, dal quale ha tratto sia la nuova tesi di laurea che il suo primo paper, presentato a una conferenza internazionale.
European Space Agency, dicevamo. L’ESA è la “porta d’accesso allo spazio” dell’Europa, è l’agenzia internazionale che sta curando i più complessi progetti aerospaziali europei. Tra le sue missioni più ambiziose, Rosetta ha portato il lander Philae sulla cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, mentre ExoMars sta vivendo in questi giorni una fase molto delicata dopo l’incidente al lander Schiaparelli sulla superficie di Marte. «Lavorare all’ESA sarebbe il sogno, perlomeno per me», dice Laura. Un sogno che non sembra poi così impossibile, dopo aver lavorato tanto e non avere, sia chiaro, alcuna intenzione di arrestarsi. «Quello che mi piace è che alla fine [si tratta di] collaborazioni di tantissime persone, che vengono da Paesi diversi e lavorano insieme, non lo so, è una cosa che mi attrae, il poter far ricerca tutti insieme».

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