11 modi per mettere in sicurezza il pianeta Terra grazie allo spazio

Nella tutela dell’ambiente lo Spazio, divenuto ormai ambito operativo da cui si agisce per migliorare la vita sulla Terra, rappresenta un vero e proprio game changer. Oggi, grazie alla combinazione di satelliti di telerilevamento, come le Sentinelle europee del programma Copernicus e gli italiani COSMO-SkyMed, e di strumenti altamente tecnologici a terra riusciamo a sapere moltissimo sullo stato di salute del nostro pianeta: monitoriamo i ghiacciai, le temperature e il grado di inquinamento degli oceani. Grazie a intelligenza artificiale e machine learning la scelta su quanta acqua e fertilizzante usare, cosa piantare e in quale momento, può essere addirittura automatizzata. Secondo i dati diffusi dal WWF, la produzione di un solo chilo di pasta comporta il consumo di quasi 2000 litri d’acqua. Una quantità spropositata che verrebbe drasticamente ridotta con vantaggi per il singolo agricoltore, ma anche per l’ambiente. Senza considerare che l’allocazione ragionata di queste risorse produrrebbe una riduzione delle emissioni di anidride carbonica pari al 14%.

Fonte: Rivista CdM settembre 2021 - Autore: Luigi Pasquali

Credits immagine: COSMO-SkyMed Image @ASI Processed and distributed by @e-GEOS

In ambito urbano i dati satellitari supportano azioni di prevenzione. È il caso delle cosiddette “isole di calore”, aree della città in cui il calore ristagna anche durante le ore notturne. Satelliti come Sentinel-3, sono in grado di individuare le zone colpite da anomalie termiche. Incrociando questo dato con quelli relativi alla distribuzione della popolazione sul territorio, le amministrazioni pubbliche possono programmare interventi a tutela delle fasce più a rischio, anziani e bambini, sia nell’immediato che nel lungo periodo. Anticipare i problemi e offrire una soluzione ancor prima che i danni siano visibili sono i prossimi passi dello “Space for citizens”. L’emblema di questa corsa ad anticipare il futuro è il Digital Twin Earth a cui sta lavorando l’Unione europea. Una replica digitale del pianeta alimentata continuamente proprio con i dati di osservazione della Terra, combinati con misurazioni in situ e intelligenza artificiale. Il modello simulerà l’evoluzione dell’atmosfera, degli oceani, il ghiaccio e la Terra con una precisione finora inimmaginabile. Non solo, il gemello in bit del nostro pianeta tenterà di catturare il comportamento umano, permettendo ai leader mondiali di prevedere gli impatti degli eventi meteorologici e dei cambiamenti climatici sulla società e di valutare gli effetti delle diverse politiche climatiche.

Fonte: Rivista CdM settembre 2021 - Autore: Luigi Pasquali

Credits immagine: Foto di USGS su Unsplash

Come specie umana abbiamo costruito tardivamente la nostra consapevolezza ecologica, per molti versi questo processo è ancora in corso. È un errore da non ripetere oltre l’atmosfera terrestre. Per supportare la sostenibilità, le attività spaziali devono essere sostenibili a loro volta. La quantità di detriti spaziali è cresciuta drasticamente dal primo lancio di un satellite artificiale nel 1957 fino a diventare una seria minaccia per la sicurezza, l’incolumità e la riuscita delle attività spaziali. Le nuove, numerose costellazioni, spesso di proprietà di attori privati, hanno reso ancora più affollata l’orbita terrestre e continueranno a farlo in futuro. Secondo alcune previsioni, seguiteremo a lanciare satelliti al ritmo di mille all’anno. Che fine faranno una volta che la loro vita operativa sarà conclusa? Continueranno ad accumularsi alle porte del nostro pianeta fino a impedire l’accesso allo Spazio alle generazioni successive? Si andranno ad aggiungere alle altre “mine vaganti” che già oggi mettono a repentaglio asset strategici per garantire servizi essenziali come le telecomunicazioni?

L’atmosfera terrestre attrae naturalmente i detriti orbitanti meno ingombranti verso il basso e li incenerisce nel suo strato inferiore. Ironicamente, questo aiuto prezioso nella lotta all’inquinamento spaziale è minacciato proprio dall’inquinamento del nostro pianeta.

Fonte: Rivista CdM settembre 2021 - Autore: Luigi Pasquali

Credits immagine: Foto di Forest Katsch su Unsplash

Il "Lightning Imager" di Leonardo è uno strumento di osservazione che, da oltre 36.000 km di distanza dalla Terra, è in grado di “vedere” i fulmini nell’atmosfera terrestre e operare delle analisi fondamentali per gli scopi dei satelliti Meteosat Third Generation (MTG), inviati in orbita proprio col compito di monitorare i fenomeni atmosferici che si verificano sul nostro Pianeta.

Studiosi e meteorologi da decenni osservano e cercano di comprendere meglio lo scatenarsi dei fulmini. Perché al di là di suggestione e bellezza, i fulmini sono anche un problema di sicurezza, per le persone, per l’ambiente e per i trasporti, che non può essere lasciato al caso.

Composto da quattro telescopi, con cinque lenti ciascuno che guardano la Terra per catturare i dati dell’emisfero terrestre centrato sull'Europa, Nord Africa, Medio Oriente e del Sud America, Lightning Imager è in grado di rilevare la scarica elettrica dei fulmini dallo Spazio in qualsiasi condizione di luce, sia di giorno che di notte e in qualsiasi scenario terrestre a circa 1000 immagini al secondo.

Fonte: Hub-Leonardo

Credits immagine: Foto di Kamal J su Unsplash

All’inizio di questo decennio, parallelamente all’acuirsi della sfida globale tra Stati Uniti e Cina, lo Spazio ha riacquisito una centralità che era scemata dopo gli anni Settanta. In questo contesto, la Luna è ritornata al centro dell’interesse delle maggiori potenze, anche in funzione di avamposto verso Marte. Nel gennaio 2019 la missione cinese Chang’e 4 ha permesso per la prima volta l’atterraggio sul lato oscuro della Luna del rover Yutu-2, alla ricerca di acqua e altri minerali rari; e nel dicembre 2020 la missione Chang’e 5 ha prelevato e riportato sulla Terra 2 kg di materiale lunare. Quest’anno la missione Chang’e 8 verificherà la possibilità di costruire una base permanente cinese sulla Luna. Nel marzo 2021, inoltre, Russia e Cina hanno annunciato l’intenzione di costruirne una congiunta entro il 2036. E gli Stati Uniti rispondono: sono previste missioni per la mappatura ed estrazione di acqua, minerali e terre rare. La NASA, in collaborazione con aziende commerciali statunitensi e con varie agenzie spaziali, tra cui ASI ed ESA, punta molto sul programma Artemis per esplorare la Luna e pianificarne l’estrazione dei giacimenti minerari. Artemis ha l’obiettivo di far sbarcare “la prima donna e il prossimo uomo” sulla Luna, in particolare nella regione del polo sud lunare, entro il 2026. La NASA vede Artemis come il prossimo passo verso l’obiettivo a lungo termine di una presenza autonoma sulla Luna, alla base di un’economia lunare che includa i privati e di future missioni su Marte.

Fonte: Rivista CdM settembre 2021 - Autore: Alessandro Gili

Credits immagine: NASA su Unsplash

La presenza dell’acqua è centrale: la sua esistenza e la possibilità di estrarla sono cruciali per la riuscita di qualunque stanziamento umano stabile sul satellite terrestre. Inizialmente ritenuta presente solo in forma ghiacciata, la NASA ha confermato nel 2020 la presenza di acqua anche allo stato liquido, simile a quella sulla Terra. Oltre a sostentare una presenza umana, l’acqua esistente sulla Luna potrebbe rappresentare la fonte di carburante necessario ai viaggi di ritorno: separandola nei suoi due elementi, idrogeno e ossigeno, se ne potrebbe impiegare l’idrogeno liquido (principale carburante spaziale USA) per i veicoli spaziali di ritorno. Inoltre, fondamentali saranno i minerali rari: le esplorazioni del suolo lunare condotte finora indicano la presenza di diverse terre rare, chiave di produzione tecnologica e transizione energetica/digitale, tra cui soprattutto il titanio. Infine, vi è un’ulteriore risorsa che potrebbe essere centrale per il futuro: l’elio H-3, un isotopo estremamente raro sulla Terra ma apparentemente presente sulla Luna in proporzioni di circa 11 milioni di tonnellate metriche (circa 25 tonnellate basterebbero a soddisfare il fabbisogno energetico degli USA per un anno); possiede un grande potenziale energetico nucleare nei reattori a fusione che sono in fase di studio a livello mondiale e potrebbe essere il carburante necessario per avere energia carbon neutral in grado di soddisfare l’intero fabbisogno mondiale.

Una lettera d’intenti è stata firmata nel 2020 tra lo US Nuclear Corp e la Solar System Resource Corporation per la fornitura di elio H-3 dalla Luna.

Fonte: Rivista CdM settembre 2021 - Autore: Alessandro Gili

Credits immagine: Ahmed Fareed su Unsplash

Con la nascita della “Space Economy”, si pone il problema di stabilire le possibilità giuridiche dello sfruttamento delle risorse lunari. Il Trattato sullo Spazio extra-atmosferico del 1967, corrispondente al diritto consuetudinario, stabilisce che lo Spazio e la Luna siano “provincia comune dell’umanità” e non prevede forme di sovranità, appropriazione, o di occupazione dello Spazio extra-atmosferico. Se ciò impedisce rivendicazioni di sovranità, non esclude necessariamente che le nazioni possano possedere le risorse estratte dai corpi celesti. Dunque, la libertà per gli Stati di agire includerebbe la libertà di permettere al proprio settore privato di agire, finché conforme alle norme del diritto spaziale internazionale. Questo è il senso in cui il Trattato viene interpretato dai recenti accordi Artemis che affermano come l’estrazione di risorse non equivalga a un’appropriazione nazionale, nel rispetto dell’Outer Space Treaty. Meno rilevante il Trattato sulla Luna e sugli altri corpi celesti del 1979, ratificato a oggi da solo 18 Stati. Esso innova e introduce il concetto di “patrimonio comune dell’umanità” prevedendo una razionale amministrazione ed espansione delle opportunità di usare le risorse lunari con la costituzione di un’apposita Autorità.

Fonte: Rivista CdM settembre 2021 - Autore: Alessandro Gili

Credits immagine: Mauro Morra - Kymberley Desert. Australia 2014

Quando pensiamo allo Spazio pensiamo agli astronauti, altre volte ai satelliti. Immaginiamo un mondo lontano dalla nostra vita quotidiana ma che in realtà è molto più vicino a noi. Lo Spazio è già parte integrante del vivere di ogni giorno: quando telefoniamo, guardiamo la televisione o usiamo il navigatore, sempre più spesso utilizziamo servizi satellitari. Rimane tuttavia il dubbio se sia preferibile investire nel settore spaziale, puntando verso mete lontane come Luna, Marte e oltre, o se non sia meglio destinare le nostre risorse alla risoluzione dei tanti problemi del nostro pianeta. Il quesito è mal posto. L’unico modo per salvare l’ecosistema terrestre è proprio continuando la corsa verso lo Spazio per trovare uno sfogo alternativo alla crescita delle economie mondiali. Nuove opportunità. Economiche in primis. Le risorse extra-atmosferiche, a iniziare da quelle presenti sulla superficie lunare, rappresentano la nostra prossima grande opzione di crescita sia economica che industriale. La sfida dei nostri tempi è assicurare un futuro al pianeta; la priorità è salvaguardare l’ecosistema terrestre per le nuove generazioni e la speranza si trova proprio al di fuori dell’atmosfera.

Fonte: Rivista CdM settembre 2021 - Autore: Roberto Vittori

Credits immagine: Scott Webb su Unsplash

La “New Space” introduce qualcosa di nuovo e di particolarmente importante, ovvero l’idea che l’investimento non sia più fatto dai governi o dalle agenzie, ma dai privati. Il settore spaziale nato agli inizi degli anni Sessanta è già arrivato ad avere una dimensione economica di 500 miliardi di dollari. Il ruolo centrale ed esclusivo dei governi viene progressivamente affiancato da quello dei privati. È fondamentale partire dal mondo universitario o scolastico in generale per chiarire come l’esplorazione dello Spazio oggi abbia la stessa importanza della scoperta dell’America: la scoperta di un nuovo continente con una nuova corsa all’oro. La superficie lunare è il settimo continente e le sue risorse il tesoro. Forse più che New Space potrebbe essere una vera e propria “new era”, quella dell’uomo che diventa una specie multiplanetaria. E con la Stazione Spaziale Internazionale costantemente abitata ormai dall’inizio del nuovo secolo, in parte lo siamo già. Chissà che non inizieremo a fare dei viaggi spaziali commerciali. In realtà l’obiettivo di SpaceX di Elon Musk è proprio quello di creare una base lunare che faccia da middle-point per raggiungere e colonizzare la superficie marziana. La nuova era dell’umanità porterà una migrazione spaziale, dai barconi alle navicelle, l’uomo multi-planetario riscriverà il destino dell’umanità.

Fonte: Rivista CdM settembre 2021 - Autore: Roberto Vittori

Credits immagine: Midjourney Bot @NunatakAI

La possibile colonizzazione in pianta stabile della Luna suggerisce la messa in opera di protocolli di diagnosi e assistenza al servizio di comunità complesse e numerose. È ragionevole immaginare la necessità di fornire cure on demand durante i lunghi viaggi verso nuove mete quali il pianeta Marte. Questa sfida necessita una pianificazione di sviluppo tecnologico a lungo termine e, in modo simile a quanto già avvenuto per gli aspetti ingegneristici, potrebbe avere un impatto importante sullo sviluppo della stessa medicina terrestre. Negli ultimi anni, la ricerca biomedica ha raccolto una gran mole di dati sugli effetti della permanenza nello Spazio degli astronauti. Lo Spazio è, per definizione, un ambiente ostile all’uomo. I due maggiori pericoli derivano dalla radiazione spaziale e dalla microgravità. La prima è composta da protoni ad alta energia prodotti da eventi solari, da ioni pesanti contenuti nei raggi cosmici galattici e da particelle secondarie frutto dell’interazione con gli elementi protettivi del veicolo spaziale. L’esplorazione dello Spazio profondo esporrà gli astronauti a massicce quantità di raggi cosmici ed eventi solari. I rischi per la salute aumentano dalla microgravità, dal contatto limitato con la Terra, dagli effetti fisiologici e psicologici dell’isolamento e dell’essere immersi in un ambiente ostile.

Fonte: Rivista CdM settembre 2021 - Autore: Stefano Gustincich

Credits immagine: Midjourney Bot @Sly Fox

Il DNA – esposto alle radiazioni cosmiche – può accumulare dei danni che provocano cambiamenti irreversibili della sequenza del genoma. Le vie di controllo dell’espressione genica proprie di ogni cellula e tessuto vengono modificate, impedendo l’adattamento cellulare alle condizioni di stress. La lunghezza delle sequenze alle terminazioni dei cromosomi, i telomeri, può modificarsi suggerendo un impatto sull’invecchiamento. Tali cambiamenti sono evidenti nell’alterazione della funzionalità di molti sistemi. L’apparato cardiovascolare, tra i molteplici effetti, presenta segni di invecchiamento con irrigidimento delle arterie. Questi sono accompagnati dalla degenerazione del tessuto muscolare, dalla perdita di tessuto osseo, dalle disfunzionalità del sistema immunitario, da danni al sistema epatico e dall’alterazione dei ritmi circadiani. Di particolare interesse è l’accumulo di mutazioni nel genoma che comporta un aumentato rischio di cancerogenesi. Un piano a lungo termine per la medicina spaziale deve poter usufruire e adattare l’innovazione tecnologica in atto nella medicina personalizzata. In particolare, sono necessarie nuove tecnologie portatili di sequenziamento del genoma e di analisi dell’espressione genica che possano fornire istantaneamente informazioni sull’accumulo di mutazioni, il loro potenziale impatto sulla salute e sulla presenza di marcatori biologici di malattia. Nuove piattaforme tecnologiche per le terapie a RNA possono rappresentare il toolbox di soluzioni per una medicina personalizzata on demand. La medicina nello Spazio sarà fonte di innovazione disruptive per le nostre capacità di diagnosi e cura sulla Terra.

Fonte: Rivista CdM settembre 2021 - Autore: Stefano Gustincich

Credits immagine: Midjourney Bot @Abo alfetoh