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SCIENZE
MISSIONI SPAZIALI E AMBIENTE
01/04/2019
di Massimiliano Razzano

Dai satelliti meteorologici ai pannelli solari, la tecnologia aiuta a proteggere l’ambiente e l’intero Pianeta

FOTO A - fig_blue_marble

Il 7 dicembre 1972 gli astronauti della missione Apollo 17 scattarono una fotografia destinata a cambiare la storia. La foto, ottenuta nel viaggio di andata verso la Luna, mostrava il nostro pianeta per intero, con l’Africa, l’Antartide, e diverse formazioni nuvolose che si stagliavano contro il blu degli oceani. Visto da lassù, il nostro pianeta assomigliava a una biglia di vetro colorata, e perciò la storica immagine venne chiamata Blue Marble, traduzione in inglese di “biglia blu”. Quella foto immortalava il nostro pianeta nel vuoto dello spazio, in tutta la sua fragilità e vulnerabilità, e presto divenne uno dei simboli dei movimenti ambientalisti degli anni Settanta, contribuendo a destare una nuova consapevolezza verso la Terra e l’ambiente. Ma la conquista dello spazio non ha solo prodotto immagini spettacolari che hanno sensibilizzato l’umanità verso l’ambiente. Le tecnologie derivanti dalle imprese spaziali contribuiscono infatti a salvaguardare e difendere l’ecosistema in molti modi, dal monitoraggio dell’atmosfera allo sviluppo di energie pulite e rinnovabili.

La capacità di inviare satelliti in orbita ha permesso di osservare “dall’alto” il nostro pianeta, monitorandone i cambiamenti atmosferici a breve termine, fondamentali per le previsioni meteorologiche. Ma c’è di più. Grazie ai satelliti possiamo studiare l’evoluzione dell’atmosfera e delle temperature su tutta la Terra, decisivi per osservare i cambiamenti climatici su grande scala.

Le tecnologie di monitoraggio del Pianeta risalgono ai primi anni della corsa allo spazio, iniziata il 4 ottobre 1957 con il lancio del satellite Sputnik 1 da parte dell’Unione Sovietica. Il primo satellite progettato per l’osservazione della Terra fu infatti TIROS-1, lanciato il 1 aprile 1960 dalla NASA e rimasto operativo per 78 giorni, una durata sufficiente a mostrare la fattibilità di queste tecnologie. Oggi abbiamo una vera e propria flotta di satelliti: ad esempio negli anni Ottanta la NASA diede il via all’Earth Observing System, una serie di satelliti fra cui Terra, Aqua e Aura, lanciati rispettivamente nel 1999, 2002, 2004 e tuttora attivi.

FOTO B - fig_issIL LIDAR

Osservando da satellite è anche possibile studiare in dettaglio la struttura verticale delle formazioni nuvolose, raccogliendo dati utili per costruire modelli climatici più precisi. A questo scopo la NASA ha perfezionato il LIDAR (Light detection and ranging), una tecnica analoga al radar ma che sfrutta la propagazione e la riflessione di un fascio laser anziché di onde radio. Utilizzato nel corso delle missioni Apollo per stimare il profilo altimetrico della superficie lunare, oggi il LIDAR è usato in molti satelliti, fra cui CALIPSO della NASA, che misura la struttura verticale delle nubi e determina la presenza di aerosol in atmosfera.

Lo sviluppo delle missioni spaziali ha inoltre portato a tecnologie fondamentali nel campo delle energie rinnovabili. Uno dei risultati più importanti è lo sviluppo dei pannelli solari, che in ambito spaziale sono cruciali in quanto sono spesso la fonte principale di energia per alimentare le strumentazioni di bordo. Pur non avendo inventato questa tecnologia, la NASA ha il merito di aver contribuito a migliorare i pannelli solari soprattutto negli anni Settanta, in un periodo in cui questi dispositivi erano ancora poco efficienti e molto costosi, abbassandone via via i costi. Non vanno poi dimenticati i metodi di filtraggio dell’acqua, che permettono agli astronauti di produrre acqua potabile in orbita riciclando in modo efficiente i liquidi corporei. Una tecnologia che potrà essere usata per migliorare la sostenibilità, filtrando acque inquinate o fornendo acqua potabile in regioni aride del Pianeta.

Oltre a salvaguardare l’ambiente, le tecnologie spaziali ci aiuteranno a proteggere l’intero Pianeta da eventi catastrofici come l’impatto di un asteroide o di una cometa. Oggi conosciamo circa 1.900 asteroidi e comete potenzialmente pericolosi, che si avvicinano a meno di venti volte la distanza Terra-Luna. Oltre a monitorare il cielo per scoprirne di nuovi e tenere d’occhio quelli conosciuti, c’è chi studia come proteggerci da un eventuale impatto. Fra i progetti proposti c’è AIDA (Asteroid Impact and Deflection Assessment), un programma sviluppato dalla NASA e dall’Agenzia Spaziale Europea che consiste in due sonde di esplorazione di asteroidi, una delle quali appositamente progettata per scontrarsi con uno di essi e tentare di deviarne l’orbita, in modo da mettere alla prova queste tecnologie di difesa planetaria.

FOTO C - La luna pienaDETRITI SPAZIALI

Non si può però dimenticare che inviare satelliti in orbita ha progressivamente inquinato lo spazio intorno a noi. A partire dalla corsa allo spazio ne sono stati lanciati migliaia, molti dei quali non più operativi, che restano “parcheggiati” intorno alla Terra. Come riportato di recente dalla rivista Nature, ci sarebbero circa 20mila oggetti pericolosi, fra satelliti operativi e quelli ormai spenti. Senza contare i frammenti più piccoli, che orbitando a velocità di circa dieci chilometri al secondo rischiano di colpire e distruggere i satelliti funzionanti. E di questi “proiettili spaziali”, con dimensioni inferiori a 1 centimetro, secondo la NASA ce ne sarebbero circa 100 milioni. Con l’entrata in scena delle compagnie private, la situazione rischia di diventare ingestibile, perché questi detriti spaziali potrebbero formare una coltre che renderebbe impossibile l’invio di altri satelliti in modo sicuro. Per ridurre questo problema sono in corso diversi progetti condotti dalle agenzie spaziali e da aziende private, mirati a monitorare gli oggetti più piccoli, come lo Space Debris Sensor a bordo della stazione spaziale internazionale che monitora gli oggetti fra 5 e 0.5 mm, e per “spazzare” l’orbita, catturando ad esempio i frammenti più grandi per inviarli verso l’atmosfera. Lo scorso settembre sono stati fatti i primi test per il progetto RemoveDEBRIS, una rete per catturare i detriti spaziali sviluppata da una collaborazione internazionale fra istituti di ricerca e aziende attive nel settore aerospaziale. La conquista dello spazio ha portato a moltissime tecnologie utili non solo nella vita di tutti i giorni, ma anche a difenderci dalle minacce più disparate, dal catastrofico impatto con un asteroide fino al lento “avvelenamento” prodotto dal riscaldamento globale. Solo così potremo salvaguardare quella meravigliosa biglia blu ripresa dagli astronauti quasi cinquant’anni fa.