ALI - Numero 12

 

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n.12 Febbraio 2017

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L'ESA finanzia il motore riutilizzabile Prometheus Un motore a razzo francese riutilizzabile verrà finanziato dall'Agenzia Spaziale Europea, che è pronta a firmare un contratto con l'Airbus Safran Launchers (ASL) che guiderà la realizzazione di un motore di prova entro i prossimi tre anni. Una piccola squadra di ingegneri dell'Airbus Safran Launchers e dell'Agenzia Spaziale Francese (CNES) hanno già speso alcuni milioni di Euro fin dal 2015 per un motore riutilizzabile ad ossigeno liquido e metano dal nome Prometheus. I capi dell'ESA si erano trovati d'accordo durante la ministeriale di dicembre, tenuta a Lucerna, in Svizzera, di far entrare il Prometheus come parte del programma FLPP (Future Launchers Preparatory Program). In un'intervista con SpaceNews, l'amministratore delegato di ASL Alain Charmeau, aveva dichiarato che l'FLPP aveva allocato 85 milioni di Euro per finanziare le ricerche e lo sviluppo di Prometheus per arrivare ad un test di accensione nel 2020. Ora che Prometheus è un programma ESA, Charmeau si attende che altri Paesi vengano coinvolti. "L'ESA pagherà il contratto con ASL e poi la stessa coopererà con le industrie europee, certo con Francia e Germania, ma avrà anche il contributo di Italia, Belgio, Svezia e, probabilmente, di altri contributi minori," aveva detto Charmeau. L'Europa è stata restia finora a saltare sul carro del riutilizzo. Entrambi i suoi lanciatori di nuova generazione - Ariane 6 e Vega C - saranno a perdere. L'Airbus Safrane Launchers, il capocommessa di ESA per Ariane 6, ha dichiarato che il mercato europeo non permette di assicurare abbastanza lanci perché il riutilizzo sia una strada conveniente. Charmeau ha detto che il lavoro di Prometheus per ESA servirà per valutare la flessibilità di sviluppare un motore riutilizzabile che abbassino i costi drasticamente. "Se avremo questa risposta nel 2020, potremmo iniziare a lavorare con l'evoluzione dei lanciatori che potranno o meno dipendere dal riutilizzo a seconda delle dimensioni del mercato," L'obiettivo di prezzo per un motore Prometheus è di 1 milione di Euro, un decimo del costo di un motore Vulcain 2.1 alimentato ad idrogeno e ossigeno liquido per Ariane 6. Secondo la presentazione di ASL, il programma Prometheus si prefigge di utilizzare ampiamente nuove tecnologie e metodi produttivi come la stampa 3D e di un gran numero di disegni tecnici già completati in Francia e Germania. Charmeau afferma che le dinamiche di mercato che hanno dissuaso la compagnia al riutilizzo in passato sono ancora le stesse ma che la compagnia vuole comunque gettare le basi per uno sviluppo di un lanciatore a lungo termine. "Ci prepariamo al mercato del 2030. Oggi non abbiamo in Europa un motore a razzo che abbia la capacità di essere riutilizzato da parte dello stadio principale di un lanciatore. Fino a che non avremo questo motore è molto difficile progettare quello che dovrebbe essere un nuovo veicolo di lancio," Durante la ministeriale di dicembre i membri ESA hanno deciso di sostenere il FLPP con 206,8 milioni di Euro. La nuova compagnia spagnola PLD, altro membro del programma FLPP, ha ricevuto 750.000 Euro dall'ESA a novembre per studiare uno stadio a propulsione liquida per un lanciatore di piccoli satelliti. Il progetto di Airbus Defence and Space del motore per un primo stadio riutilizzabile, l'ADvanced Expendable Launcher with INnovative engine Economy, o Adeline, diverso da Prometheus, dice Charmeau,

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ma potrebbe essere combinato con il sistema di propulsione liquida. Adeline propone il ritorno del primo stadio di un Ariane volando indietro con ali dispiegabili per atterrare su una pista aeroportuale. "Il Prometheus potrebbe rientrare bene con quest'idea di lanciatore riutilizzabile," dice Charmeau. La ASL sta negoziando con ESA e Commissione Europea per cercare di garantirsi un certo numero di missioni annuali in modo da poter sostenere efficacemente i programmi dei nuovi lanciatori Ariane 6 e Vega-C.

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Cassini sfiora gli anelli di Saturno Le fotografie appena rese pubbliche dalla Nasa mettono in risalto quanto da vicino la sonda Cassini, ora in orbita ”ring-grazing” (di sfioramento), stia osservando i brillanti anelli di detriti di ghiaccio che avvolgono Saturno Dopo quasi tredici anni di intensa attività, la sonda Cassini non ha nessuna intenzione di allentare il ritmo. In queste ultime settimane, grazie alle sue orbite strette, è riuscita a raccogliere immagini degli anelli di Saturno con un dettaglio senza precedenti. La distanza estremamente ravvicinata a cui riesce ad arrivare la sonda (poche decine di migliaia di km) permette agli scienziati di osservare le perturbazioni presenti negli anelli, che creano addensamenti di forma allungata (detti “straw”), e le strutture che somigliano a eliche dovute alla presenza di piccole lune (chiamate “propeller”). Sebbene Cassini abbia scoperto queste caratteristiche degli anelli diversi anni fa, il nuovo punto di vista privilegiato permette di osservarle con maggior dettaglio. Le immagini raccolte in questi giorni raggiungono infatti una risoluzione di 550 metri per pixel. Attualmente Cassini è nel pieno della sua penultima missione, che prevede 20 orbite ravvicinate, a sfiorare il bordo esterno del sistema di anelli. A partire dal 26 aprile, la sonda entrerà nella sua fase finale, durante la quale percorrerà 22 orbite ancora più strette, infilandosi nello spazio che separa tra loro gli anelli e il pianeta. Alcune delle strutture studiate con le immagini più recenti non erano state osservate con tanta accuratezza dal 2004, ovvero quando la sonda è arrivata a Saturno. All’epoca le perturbazioni presenti negli anelli erano sconosciute, e sebbene i propeller fossero rilevabili dalle immagini raccolte all’arrivo, sono stati scoperti solo con un’analisi successiva. Nel 2004 Cassini si trovava più vicina agli anelli di quanto non sia ora, ma la qualità delle immagini non è altrettanto alta. Questo perché allora la sonda osservava il lato retroilluminato degli anelli, e per minimizzare i problemi dovuti al movimento della sonda stessa il team ha preferito impostare esposizioni brevi. Per questo motivo le immagini raccolte sono un po’ buie, sebbene scientificamente ricche di informazioni. Le immagini raccolte durante le campagne osservative che preparano Cassini al gran finale stanno invece catturando sia il lato retroilluminato che quello colpito dal Sole. Inoltre le missioni sono composte da decine di passaggi successivi, che permettono di mettere a confronto panorami simili al passare del tempo. «Avendo contribuito a pianificare la raccolta di immagini durante l’orbita di inserimento, sono molto sorpresa da quanto questa nuova campagna abbia migliorato il livello di dettaglio con cui possiamo studiare gli anelli», dice Carolyn Porco dello Space Science Institute. Dopo quasi tredici anni in orbita attorno a Saturno, il team Cassini ha una comprensione molto più profonda del signore degli anelli del sistema solare, ma è anche preparato ad accogliere nuove informazioni e sorprese. «Queste nuove immagini, così ravvicinate, rappresentano una finestra completamente nuova sugli anelli di Saturno», spiega Mattew Tiscareno, ricercatore presso il SETI Institute e responsabile della pianificazione delle campagne di osservazione durante le fasi finali della missione Cassini. LE FOTO NELLE SUCCESSIVE PAGINE Di Elisa Nichelli

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Arriva il taxi volante Il prototipo di Airbus entro la fine del 2017 Supercar era un telefilm di fantascienza negli anni ‘90, ma ora le auto volanti, più volte ideate, arrivano davvero. Airbus si dice pronta a lanciare un prototipo di taxi che non correrà su strada ma in cielo. Se così fosse, la compagnia supererebbe all’ultimo Google e Uber, anche loro impegnati da tempo nella realizzazione di questo mezzo di trasporto futuristico. Il Ceo di Airbus Tom Enders l’anno scorso aveva creato la divisione Urban Air Mobility e l’aveva dedicata proprio al progetto #Vahana, che promette di lanciare sul mercato taxi volanti entro il 2022, anno in cui potremmo effettivamente vederli circolare. “Cento anni fa il trasporto urbano è andato sottoterra, ora abbiamo i mezzi tecnologici per andare sopra la terra”, ha detto Enders alla DLD digital tech conference di Monaco di Baviera. Andare in volo potrebbe avere multipli effetti benefici sul trasporto urbano e sui costi delle infrastrutture, che non dovrebbero più essere così sofisticate e capillari se questo mercato si diffondesse sul serio. Obiettivo di Airbus sono in particolare i taxi volanti elettrici, con decollo e atterraggio verticali, da uno o più posti, prenotabili via smartphone tramite un’app apposita. E in questo si differenzierebbe da Uber, che pensa a degli elicotteri veri e propri, inizialmente con pilota, in futuro con guida autonoma. Il sistema deve essere messo a punto nei dettagli, ha precisato il CEO, ma i problemi, comunque, non sembrano tecnologici. Attualmente infatti la regolamentazione stradale non prevede norme per il trasporto in volo (né tantomeno per la guida senza pilota) e, se i tempi di lancio fossero veramente così stretti, la normativa dovrebbe adeguarsi in fretta. Ma, come sappiamo, questo difficilmente avviene. D’altronde “se ignoriamo questi sviluppi, saremo esclusi da importanti segmenti di business”, ha concluso. In poche parole, se ignoriamo gli sviluppi tecnologici, ignoriamo il futuro. Roberta De Carolis

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Anche gli Emirati Arabi puntano al Pianeta Rosso Italia con Battiston (Asi) a Global Space Conference di Abu Dhabi Marte è decisamente il protagonista delle prossime esplorazioni spaziali. Anche gli Emirati Arabi hanno intenzione di raggiungere il Pianeta Rosso con il lancio nel 2020 di una sonda che dovrebbe arrivare a destinazione nel 2021, dopo un viaggio di circa sette mesi, in coincidenza con le celebrazioni del cinquantesimo anniversario dalla fondazione degli Emirati Arabi. E Marte - segnala l'Agenzia spaziale italiana - è stato uno degli argomenti di cui si è discusso alla Global Space Conference di Abu Dhabi, che riunisce agenzie spaziali, industrie e scienziati da tutto il mondo. Tra gli ospiti dell'evento i rappresentanti delle più importanti agenzie spaziali tra cui l'Italia. Il presidente dell'Asi, Roberto Battiston, durante il suo intervento, ha riaffermato l'impegno europeo ed italiano nell'esplorazione di Marte: "ExoMars è un programma fondamentale per la scienza che ci darà la possibilità di capire meglio il sistema solare e l'origine della vita sul nostro pianeta". Battiston ha anche raggiunto che solola collaborazione di tutti i più importanti protagonisti dello spazio porterà i primi uomini e donne su Marte. "Un'impresa - ha aggiunto che per le sfide scientifiche e tecnologiche sarà un volano sviluppo, così come è accaduto per l'esplorazione lunare". All'evento si è anche discusso dell'importanza dell'investimento nel settore spaziale da parte dei paesi arabi e in particolare degli Emirati Arabi. "Creare un hub per le tecnologie e per i servizi spaziali è un elemento importante del nostro mandato", ha detto Mohammed Al Ahbabi, direttore generale dell'agenzia spaziale emiratina, che ha sottolineato l'importanza di creare una space economy fortemente integrata con i maggiori player mondiali dello spazio. Lo scorso anno - ricorda l'Asi - il presidente Battiston aveva firmato un 'Memorandum of Understanding' con il direttore della UAE Space Agency. L'accordo, di durata quinquennale, prevede un'ampia intesa-quadro in cui si inseriranno via via progetti congiunti di cooperazione bilaterale incentrati all'uso pacifico dello Spazio.

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Scott e Mark Kelly: i gemelli spaziali non sono più identici Il primo ha trascorso 340 giorni consecutivi in orbita (alcuni con AstroSamantha), l’altro è rimasto a terra. Il Dna di Scott al ritorno è cambiato, così come le parti dei cromosomi legate alla longevità Si dice che da un viaggio si torna cambiati rispetto a come si è partiti. Ora è stato provato che i cambiamenti non avvengono solo sotto il profilo psicologico, ma anche a livello fisico più profondo. A patto che il viaggio sia nel Cosmo. I risultati preliminari degli studi effettuati su due gemelli astronauti americani, Scott e Mark Kelly, indicano che il Dna del primo ha subito alcune modifiche dopo una permanenza di quasi un anno nello Spazio rispetto a quello di Mark, che invece è rimasto sulla Terra. Le prime indicazioni delle analisi, condotte dall’équipe del genetista Christopher Mason della Cornell University di New York, sono state presentate a un convegno in Texas e pubblicate sulla rivista scientifica Nature. La missione Scott Kelly è atterrato il 2 marzo 2016 dopo aver passato 340 giorni in orbita sulla Stazione spaziale internazionale, dove per circa due mesi e mezzo aveva incrociato Samantha Cristoforetti. Grazie a questa missione (la quarta e ultima, dopo il ritorno ha annunciato il ritiro dalla Nasa) aveva stabilito con 520 giorni e 10 ore il record americano di permanenza nello Spazio, battuto l’estate scorsa da Jeffrey Williams che è rimasto in volo 14 giorni in più. Il record assoluto appartiene al cosmonauta russo Gennady Padalka con 878 giorni. Il principale scopo della missione di Kelly era osservare — se esistono — le differenze provocate su un organismo sottoposto a una lunga permanenza nello Spazio. La scelta era caduta su Scott perché è parte di una coppia di gemelli monozigoti, cioè nati da una singola cellula uovo fecondata, praticamente identici. Un caso unico a disposizione della scienza perché anche l’altro gemello, Mark, è stato un astronauta con alle spalle quattro missioni. Mark è andato nello Spazio per la prima volta nel dicembre 2001 e fu per due volte comandante dello Space Shuttle. Nella sua ultima missione, nel 2011, era alla guida dello shuttle Endeavour a bordo del quale c’era anche l’astronauta italiano Roberto Vittori. I dati ricavati dagli studi sui gemelli Kelly potranno risultare preziosi in missioni spaziali di lunga durata, come lo sbarco su Marte previsto dalla Nasa intorno alla metà degli anni Trenta del secolo.

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Cambiamento del Dna Prima della partenza e dopo il ritorno di Scott sulla Terra, i gemelli Kelly sono stati sottoposti a una lunga serie di analisi approfondite dalle quali stanno emergendo cambiamenti nell’attività dei geni e dei processi chimici (metilazione) del Dna del gemello che ha passato un anno in orbita. I cambiamenti sono simili a quelli che si osservano in persone sottoposte a condizioni di stress, come modifiche del ciclo del sonno e della dieta, ma nel caso di Scott sono risultati ancora più amplificati. Inoltre i telomeri, le parti che si trovano alle estremità dei cromosomi, associate anche alla longevità, sono diventati più lunghi. «Questo risultato proprio non ce lo aspettavamo», ha ammesso Susan Bailey, biologa della Colorado State University. Dopo il ritorno la lunghezza dei cromosomi di Scott è tornata normale. Gli scienziati sono ancora cauti nell’indicare le cause dei cambiamenti osservati: potrebbero infatti essere dovuti alle fasi di riposo in assenza di gravità oppure dipendere dal cibo liofilizzato. Lo scopriremo. I test sui gemelli Kelly proseguiranno per altri 4 anni. Di Paolo Virtuani

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Meteorite marziano da 2 miliardi di anni Si chiama Northwest Africa 7635 ed è un meteorite marziano la cui età è stata stimata a 2.4 miliardi di anni. I risultati dell’analisi isotopica, spiega a Media Inaf Tom Lapen (primo autore dello studio, pubblicato sull’ultimo numero di Science Advances), dimostrano che Marte ospita alcuni dei vulcani più longevi del Sistema solare. Alcuni dei vulcani più longevi del Sistema solare si trovano su Marte. L’ipotesi, già presa in considerazione dai ricercatori impegnati in questo tipo di studi, è stata confermata grazie all’analisi di un meteorite marziano trovato in Africa nel 2012. Lo studio, apparso sull’ultimo numero di Science Advances, dimostra che l’attività vulcanica del Pianeta rosso si spinge fino a 2 miliardi di anni fa. Il fatto che Marte sia stato in passato un pianeta vulcanicamente molto attivo è noto da tempo, ed è evidente da numerose caratteristiche geologiche del pianeta, con rilievi e pianure che mostrano in modo chiaro il passaggio di lava sulla superficie. Il vulcano più grande di tutti è il Monte Olimpo: con una ragguardevole altezza di oltre 27 km (rispetto alla base), supera di circa tre volte il vulcano record sulla Terra, ovvero Mauna Kea, che sommando la parte emersa a quella sommersa supera a stento i 10 km. Molto di ciò che sappiamo circa la composizione delle rocce vulcaniche presenti su Marte lo abbiamo ricavato grazie a meteoriti trovati sulla Terra. L’analisi delle diverse sostanze presenti può fornire informazioni preziose sul meteorite, come la sua età, la provenienza, il tempo trascorso nello spazio, e sulla superficie terrestre. I meteoriti studiati prima di questo coprono un intervallo di età che va dai 330 e i 600 milioni di anni. Circa un milione di anni fa, qualcosa ha colpito Marte, andando a impattare su un vulcano o su una pianura lavica. Questo evento ha comportato l’espulsione di rocce nello spazio, e alcuni dei frammenti hanno raggiunto l’orbita terrestre, cadendo sul nostro pianeta come meteoriti. Tom Lapen, primo autore dello studio, mentre esegue misurazioni spettrometriche. Crediti: Chris Watts «Il nostro lavoro riporta i dati relativi a un meteorite marziano trovato di recente», spiega a Media INAF Tom Lapen, professore di geologia presso l’Università di Huston e primo autore dello studio. «L’analisi degli isotopi presenti al suo interno dimostra che il meteorite si è cristallizzato a partire da un magma formatosi circa 1.8 miliardi di anni prima di qualsiasi altro tipo di shergottiti (il tipo più comune tra i meteoriti marziani)». «Questi dati sono entusiasmanti, perché si tratta della prima misura diretta dell’età, delle caratteristiche fisiche e dell’associazione spaziale dell’attività vulcanica su Marte. La scoperta di un unico sito marziano di espulsione, con oltre 2 miliardi di anni di colate laviche sedimentate è fondamentale per la comprensione della storia vulcanica del pianeta rosso, e fornisce un modello con il quale è possibile formulare ulteriori ipotesi verificabili riguardanti la periodicità delle attività magmatiche, i tempi scala dei flussi di gas vulcanici in atmosfera, e la natura dinamica del mantello su gran parte della storia del pianeta». Il meteorite analizzato nello studio, chiamato Northwest Africa 7635, è stato scoperto nel 2012, ed è risultato far parte della nutrita famiglia delle shergottiti. In tutto sono stati trovati undici meteoriti marziani, con composizione chimica simile, e stesso periodo di espulsione. «Siamo in grado di vedere che provengono tutti da una fonte vulcanica simile», aggiunge Lapen. «Dato che hanno anche tempi di espulsione compatibili, possiamo concludere che provengono dalla stessa regione di Marte». Di Elisa Nichelli Campione del meteorite marziano chiamato Northwest Africa 7635. Crediti: Mohammed Hman

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Mars Express La suggestiva calotta polare nord di Marte e le sue spirali di ghiaccio L'Agenzia Spaziale Europea ha pubblicato un nuovo spettacolare mosaico di immagini riprese dalla sonda Mars Express, in orbita intorno a Marte dal 2006, raffigurante la calotta polare del Pianeta Rosso con le sue caratteristiche depressioni scure a spirale. Generato da 32 passaggi orbitali distinti registrati tra il 2004 ed il 2010, il mosaico riguarda un'area di circa 1 milione quadrato di chilometri. La calotta polare nord è permanente nel paesaggio Marziano, ma nel periodo invernale le temperature sono così basse da far sì che circa il 30% dell'anidride carbonica presente nell'atmosfera del pianeta precipiti al suolo aggiungendo così uno strato "stagionale" alla calotta spesso fino ad 1 metro. Durante i mesi estivi più caldi, la maggior parte del giaccio di CO2 torna ad essere gas e si disperde nell'atmosfera, lasciando dietro di sé gli strati di ghiaccio d'acqua. nord Qui sopra avete una visualizzazione della calotta polare nel suo contesto con i dati di elevazione. Gli studiosi ritengono che i venti forti presenti nella regione abbiano giocato un ruolo importante del modellare la calotta polare col passare del tempo, soffiando dal centro più elevato verso i bordi a minore elevazione e distorto dalla stessa forza (forza di Coriolis) che sulla Terra provoca gli uragani a spirale. La calotta Marziana ha un volume equivalente a circa la metà dello strato di ghiaccio della Groenlandia sulla Terra. Analisi compiute al di sotto della superficie con gli strumenti radar di Mars Express e della sonda NASA MRO (Mars Reconnaissance Orbiter) hanno rivelato che la calotta polare nord è composta da molti

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strati individuali di ghiaccio e polvere, che si estendono fino ad una profondità di circa 2 km. La calotta è praticamente divisa in due da una fossa lunga 500 km, ampia 100 km e profonda 2 km. Questo canyon è noto con il nome di Chasma Boreale, e si pensa che si tratti di una struttura relativamente antica, formatasi prima delle spirali di ghiaccio e polvere ed apparentemente andando in profondità al formarsi di nuovi depositi di ghiaccio intorno ad esso.

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