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In occasione della morte del grande astrofisico, ecco una serie di cose da sapere sul grande scienziato

Stephen Hawking ci ha lasciati oggi all’età di 76 anni, ma la sua eredità scientifica e non continuerà a ispirarci. Ecco una serie di punti, dalla A alla Z, che dovreste conoscere su Hawking.

Astrofisica e cosmologia

Sono le dimensioni scientifiche dove, da sempre, si muoveva Hawking e dove, grazie alle sue intuizioni, ci ha regalato i suoi contributi più grandi. La sua missione, comprendere le leggi che descrivono l’Universo, quasi a volerlo abbracciare tutto quanto, nel tentativo di scrivere nero su bianco l’intera storia del tempo.

 

Stephen Hawking

Come? Confermando l’esistenza di regioni dove la materia ha una densità infinita, in cui per forza i concetti di Spazio e di Tempo sono privi di significato, le cosiddette singolarità gravitazionali teorizzate da Albert Einstein. E, più in generale, dimostrando assieme al collega Roger Penroseche a una di queste singolarità coincide il Big Bang, dove Spazio e Tempo iniziano a esistere, per poi trovare fine al centro esatto dei buchi neri, luogo in cui si trovano ulteriori singolarità e le due variabili si perdono.

Stephen Hawking

 

Atrofia muscolare

Ha solo 21 anni, Hawking, quando dopo alcune difficoltà motorie gli viene diagnosticata la Sla, o sclerosi laterale amiotrofica, una malattia neurodegenerativa che gli avrebbe lasciato, stando ai medici, solamente due anni di vita. Una diagnosi fortunatamente sbagliata, o incompleta, sostituita più tardi dall’ipotesi di un’atrofia muscolare progressiva: una patologia che lo ha costretto a vivere quasi tutta la vita sulla sedia a rotelle, costringendolo via via a una paralisi quasi integrale del corpo ma che, per fortuna, ha un decorso più lento, offre un’aspettativa di vita decisamente più lunga della Sla e gli ha consentito di vivere fino a 76 anni.

Stephen Hawking

Bosone di Higgs

“Sembra proprio che io abbia appena perso 100 dollari”, ironizzava Hawking all’indomani della scoperta della dannata particella. Il pretesto, una scommessa risalente al 1964 (l’anno in cui Peter Higgs cominciò a sviluppare le sue teorie) e passata poi alla storia, dove Hawking, convinto allora che il bosone di Higgs non sarebbe mai stato trovato, si mise in gioco contro Gordon Kane, fisico dell’università del Michigan.

È senza dubbio un ottimo scienziato”, scherzarono in seguito alla scoperta i suoi colleghi, “ma di certo un pessimo scommettitore!.

Buchi neri 
Sono di certo la sua più grande passione ed è questo il settore dove ha realizzato i suoi lavori maggiori. Innanzitutto, elaborando per primo le leggi termodinamiche che li descrivono, rendendoli reali e non più solamente un’ipotesi fantascientifica. Poi, dimostrando che questi oggetti (per le loro caratteristiche di temperatura ed entropia) non erano completamente bui, bensì irradiavano particelle subatomiche: da qui la definizione della cosiddetta radiazione di Hawking, una nuova entità cosmica capace di rimpicciolire progressivamente la massa di un buco nero, fino alla sua completa evaporazione. E che è stata dimostrata sperimentalmente nel 2014.

Dio 

“Ciascuno di noi è libero di crede ciò che vuole e io credo che la spiegazione più semplice è che non esista alcun Dio. Nessuno ha creato l’Universo e nessuno decide il nostro destino […]. Probabilmente non c’è alcun paradiso, e nemmeno alcuna vita dopo la morte. Abbiamo solo questa vita per apprezzare il grande disegno dell’Universo e, per questo, io sono profondamente grato”.

Riassumiamo con questa citazione l’idea di Hawking sulle religioni, anche se il suo ateismo è un argomento spesso al centro di dibattiti.

Disabilità 
Per le sue precarie condizioni di salute, Hawking si è sempre prestato a lanciare campagne di raccolta-fondi e messaggi di speranza alle persone disabili come lui. Uno dei più celebri è: “Concentratevi sulle cose che la vostra malattia non intacca, e non rimpiangete quelle con cui essa interferisce. Non siate disabili nello spirito così come lo siete nel corpo”.

Cambridge 
Vi giunge dopo una laurea in fisica ottenuta, a soli 20 anni, presso lo University College di Oxford. Proprio quando diventano chiari i segni della sua malattia e arrivano le prime e allarmanti diagnosi, viene qui nominato professore di matematica in quella che era stata, 300 anni prima, la cattedra di Isaac Newton, che ha lasciato (dopo 30 anni) solo nel 2009.

È qui che ha trascorso la quasi totalità della sua carriera professionale (con solo una breve parentesi a Pasadena, in California), è qui che ha elaborato tutte le teorie cosmologiche per cui è conosciuto ed è alla Cambridge University che ricopre ancora il ruolo di direttore della ricerca presso il dipartimento di matematica applicata e fisica teorica.

Stephen Hawking

Einstein

Nonostante i suoi voti scolastici non fossero inizialmente altissimi, si dice che insegnanti e compagni di scuola avessero comunque notato da subito la sua predisposizione alle materie scientifiche, tanto da averlo soprannominato, appunto, Albert Einstein.

Extraterrestri 
Hawking sosteneva che, data l’immensità dell’Universo, sia molto difficile escludere che esistano forme di vita aliena. Tuttavia, egli ha sempre messo in guardia sulla ricerca di un contatto con questi esseri poiché questo, stando alle sue parole, potrebbe essere disastroso per la razza umana: quando Colombo sbarcò in America, le cose non andarono più così bene per gli indigeni”.

Galileo Galilei
“Sono nato l’8 gennaio 1942, a esattamente 300 anni dalla morte di Galileo”. Una coincidenza che a Hawking piace ricordare, esprimendo così la propria ammirazione per lo scienziato che da sempre ha rappresentato il suo modello“Immagino, comunque, che almeno altri 200mila bambini siano nati lo stesso giorno. Non so se qualcuno di loro abbia poi sviluppato un interesse per l’astronomia”, una delle sue battute più famose in proposito. Ironicamente, è morto il 14 marzo, il giorno in cui nacque Albert Einstein.

La teoria del tutto 
Il film è la trasposizione cinematografica della biografia scritta dalla prima moglie dello scienziato, Jane Wilde Hawking, nel libro Travelling to Infinity: My Life with Stephen (Verso l’infinito: la mia vita con Stephen).

La storia del loro amore, nato ai tempi del college, e della loro famiglia, portata avanti in mezzo a un turbine di difficoltà ma allo stesso tempo straordinariamente ricca di emozioni e sorprese.

Un film di cui lo stesso Hawking ha dato un giudizio positivo, confessando (anche sulla sua pagina Facebook) di essersi davvero riconosciuto nell’attore che lo interpreta.

Stephen Hawking

Libri 

Nel 1988 Hawking pubblica il suo lavoro più famoso: non un paper scientifico, bensì un saggio divulgativo, dal titolo A Brief History of Time (in italiano: Dal Big Bang ai buchi neri. Breve storia del tempo): un testo creato ad hoc per rendere accessibile al grande pubblico i concetti della cosmologia moderna. E che diventa subito un bestseller, trasformando il suo autore in una celebrità.

Stephen Hawking

Da allora lo scienziato ha sempre mantenuto, parallelamente alla ricerca, una ricca attività di divulgazione scientifica: non solo attraverso i saggi, ma anche scrivendo libri e racconti per ragazzi.

Pianeta Terra
Hawking ritiene che la Terra sia allo stremo e che a fronte di una continua crescita demografica, all’abuso del Pianeta e alla scarsità di risorse, è ora che mettiamo in moto un piano B per non rischiare che la specie umana si estingua. Uno di questi, suggerisce, è colonizzare lo Spazio, spostandoci sulla Luna o su Marte, auspicabilmente entro i prossimi cento anni.

Via libera quindi all’esplorazione degli altri pianeti del Sistema solare e dei loro satelliti, alla ricerca del luogo adatto a costruire l’umanità del futuro.

Politica

Hawking non ha mai nascosto la sua personale opinione sull’attacco del 2003 all’Iraq, che ha denunciato come “crimine di guerra”. Di recente, ha annullato alcuni dei suoi interventi a congressi scientifici in Israele per protesta contro la politica nei confronti dei palestinesi della Striscia di Gaza, così come ha dichiarato una fortissima preoccupazione per in conflitti civili in Siria.

Qi
Si dice che Hawking avesse un quoziente intellettivo compreso tra 160 e165 punti, pari a quello di Einstein o Newton, e che da giovane sfiorasse addirittura la soglia dei 200. Lo scienziato non lo ha mai confermato e anzi, ritiene che vantarsi del proprio Qi sia un atteggiamento da perdenti.

Secondo il fisico, l’intelligenza non è ciò che si misura attraverso i test, ma è piuttosto “la capacità di adattarsi al cambiamento”. E anche in questo, di fatto, con la sua vita tortuosa ma piena di successi, rimane un esempio di eccellenza.

Stephen Hawking

Sintetizzatore vocale

Da quando, nel 1985, Hawking viene sottoposto a una tracheotomia per colpa di una grave polmonite, perdendo la capacità vocale, comunica solo grazie al supporto della tecnologia. Dapprima, grazie a un sintetizzatore vocale che trasforma in suono quel che lo scienziato digita su un apposito computer producendo una voce artificiale, dall’accento curiosamente americano, che ormai lo scienziato considera la sua.

Negli ultimi anni, con il progredire della paralisi dovuta alla malattia, che lo conduce all’immobilità quasi totale, inizia invece a servirsi di un sistema di riconoscimento facciale, frutto della tecnologia a infrarossi, capace di interpretare e tradurre in parole e frasi anche movimenti minimi della bocca, della guancia destra e del bulbo oculare: gli unici che può ancora compiere.

Stephen Hawking

Un sistema, quello che consentiva a Hawking di esprimersi, sempre in fase di studio e miglioramento e che, grazie anche allo sviluppo di un software predittivo personalizzato, gli dava la possibilità di comunicare molto più velocemente rispetto ai tempi della tastiera. E che ha rappresentato un punto di svolta nello sviluppo di tecnologie di supporto per i disabili di tutto il mondo.

Tv e cultura pop 
Stephen Hawking è stato l’icona vivente della scienza moderna. Era il genio assoluto, tutto cervello e niente corpo, cresciuto nei più grossi templi del sapere, e allo stesso tempo il personaggio schietto, che sapeva stare al gioco e non si tirava mai indietro quando c’era da dare una sferzata alla cultura di massa.

Stephen Hawking

Lo abbiamo visto protagonista di documentari e programmi divulgativi per la tv, ma anche dentro gli episodi dei Simpson, dei Griffin, in Futurama. Lo ritroviamo in carne e ossa in Start Trek: the Next Generation The Big Bang Theory. Fa il modello per il celebre fotografo Herb Ritts per dei ritratti in bianco e nero che ottengono un successo immediato. Presta la sua voce, quella artificiale, ai Pink Floyd per la realizzazione di svariati brani.

E in tutti questi casi interpretava uno e un solo personaggio: se stesso.

Stephen Hawking

Zero-G 

Pur condannato sin da giovane all’immobilità, Hawking non ha mai smesso di partecipare alla vita pubblica, tenere conferenze, compiere viaggi: in Antartide, sull’Isola di Pasqua, a bordo di un sottomarino.

Il suo sogno era di farne, prima o poi, uno nello Spazio, e per questo era molto legato a Richard Branson, il direttore di Virgin Galactic, che gliene aveva offerto la possibilità e grazie al quale aveva potuto sperimentare, qualche anno fa, l’esperienza del volo a gravità zero.

Stephen Hawking

E sono proprio i sogni, probabilmente, la parola chiave della sua intera esistenza, e che non perde occasione di stimolare negli altri.

“Per quanto difficile possa essere la vita, c’è sempre qualcosa che è possibile fare. Guardate le stelle invece dei vostri piedi”.

 
   

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  • This image shows the aftermath of the accretion of a star by a supermassive black hole. Black holes such as these lurk at the centres of many, if not all, galaxies, and can weight in at anything from a few tens of thousands to several billion times the mass of a single star. The star has been completely destroyed, its gasses mingling inside the giant accretion disc with those of previous stars which met the same fate. --- Image by © Mark Garlick/Science Photo Library/Corbis

Detective presso Computer Crime Research Center. Investigazioni Roma. Ingegneria Elettronica e delle Telecomunicazioni Seminario Analisi del Crimine Violento Università di Roma

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Seguite il signore,state attenti alle strade sbagliate perchè dificilmente si può uscire.
Pregate sempre a Dio Padre,nostro signore Gesù Cristo e la santissima vergine Maria.
e non fate uso di azioni sbagliate di cattiveria e malvagità.
leggete il vangelo per conoscere di più Cristo nostro Signore e comportarci come lui.

Fisica

Perché è importante la scoperta della prima sorgente dei neutrini cosmici

Scienziati da tutto il mondo hanno individuato una sorgente di neutrini ad altissima energia. Si tratta di una blazar, una galassia ellittica con al centro un buco nero, fra le più luminose dell’universo noto

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Dove nascono i neutrini più energetici, provenienti dallo spazio? Un gruppo di ricerca internazionale è riuscito a rispondere a questa domanda, individuando per la prima volta la sorgente di un neutrino cosmico ad alta energia. Questo genere di neutrino arriva dallo spazio insieme ai raggi cosmici, radiazioni potentissime composte da particelle (soprattutto protoni) e nuclei di atomi. Il team di ricerca, che include gruppi italiani dell’Istituto nazionale di astrofisica (Inaf), Istituto nazionale di fisica nucleare (Infn), dell’Agenzia spaziale italiana (Asi), nonché università ed enti di ricerca italiani, ha studiato questi rari neutrini. La prima allerta è giunta dal grande rivelatore Ice Cube in Antartide, che ha avuto un ruolo importante nello studio, individuando il neutrino super-energetico. I dati sono stati combinati con quelli di altri 15 esperimenti in tutto il mondo. I risultati sono pubblicati in due studi su Science.

I neutrini sono particelle molto elusive: non hanno carica, hanno una massa piccolissima e interagiscono debolmente con la materia (non risentono dell’azione dei campi magnetici).

Proprio perché così sfuggenti, miliardi di queste particelle raggiungono indisturbate la Terra e attraversano il nostro corpo in ogni secondo. La maggior parte dei neutrini sono prodotti principalmente dall’interazione tra raggi cosmici e particelle nell’atmosfera terrestre.

Finora gli scienziati hanno individuato e studiato soprattutto quelli a bassa energia all’interno dell’atmosfera terrestre o del sistema solare.

Tuttavia esistono anche neutrini con un’energia significativamente maggiore, che sono molto più rari e che necessariamente non hanno un’origine locale (nell’atmosfera o nel Sistema Solare), ma nello spazio profondo. Questi ultimi vengono cercati da Ice Cube (nato con questo obiettivo): si tratta di una grande macchina, composta da 86 cavi d’acciaio e 5000 sensori di luce, con un insieme di rivelatori che occupano un chilometro cubo nei ghiacci del Polo Sud, a profondità fra 1.450 e 2.450 metri sotto terra.

Grazie a questo grande cacciatore di neutrini, i ricercatori sono riusciti a individuare una possibile sorgente di quelli cosmici ad alta energia. Ma non è stato facile. Il problema dei raggi cosmici, costituiti da particelle cariche come protoni, infatti, è che i loro percorsi non possono essere tracciati fin dal punto di partenza, dato che potenti campi magnetici, che riempiono lo spazio, deformano le loro traiettorie: insomma, è un po’ come se si riuscisse a vedere il letto di un fiume, ma non la sua fonte.

Tuttavia in questo caso i neutrini ci vengono in aiuto. Questi ultimi viaggiano indisturbati, dato che non sono carichi e non vengono deviati dai campi magnetici. Così il loro tragitto segue una linea retta ed è più facile da seguire fin dal punto di partenza. Sfruttando queste proprietà i ricercatori hanno studiato il comportamento di 82 neutrini altamente energetici, che sono molto rari, il tutto dal 2013 ad oggi.

Quando un neutrino altamente energetico interagisce con il nucleo di un atomo vicino al rivelatore Ice Cube, si genera una particella carica secondaria. Questa, a sua volta, produce un cono di luce blu, che viene identificato da Ice Cube attraverso la rete dei rivelatori. La particella carica e la luce sono nella stessa direzione, così è stato possibile per i ricercatori individuare la traiettoria del neutrino e la sua sorgente. Le prime coordinate della sorgente sono state identificate nel settembre scorso (il 22 settembre 2017), ma ci sono voluti alcuni mesi per studiare meglio la sua forma.

Si tratta di un blazar, denominato dagli autori TXS 0506+056, un grande nucleo galattico ellittico associato a un buco nero molto massivo e ruotante al suo centro. Situato a circa 4 miliardi di anni luce di distanza dalla Terra, vicino alla costellazione di Orione, questa galassia è fortemente energetica e luminosissima. Ed emette getti di luce e particelle elementari, fra cui neutrini ad alta energia: uno di questi, il neutrino cosmico individuato il 22 settembre scorso, puntava direttamente verso la Terra. L’associazione fra il neutrino rilevato da Ice Cube e la blazar si fonda dunque sulla coincidenza della posizione all’interno di un decimo di grado.

“Il risultato dell’osservazione della prima sorgente nota di raggi cosmici e neutrini ad alta energia”, sottolinea Francis Halzen, fisico alla University of Wisconsin-Madison e a capo per la parte scientifica dell’Ice Cube Neutrino Observatory, “è stringente”. Si tratta dunque della prima volta in cui un oggetto celeste emette sia fotoni (luce) sia neutrini, la luce ha permesso di identificare il neutrino elusivo e a sua volta il neutrino ha fornito informazioni sulla sorgente delle particelle dei raggi cosmici.

“Si apre l’era dell’astrofisica multimessaggero, aggiunge l’autore France Córdova della Nsf, “dove ciascun messaggero, dalla radiazione elettromagnetica alle onde gravitazionali e oggi i neutrini ci fornisce una più completa comprensione dell’universo”. Il risultato, inoltre, fornisce un nuovo tassello per comprendere dove nascono i raggi cosmici, che sono studiati da più di 100 anni e di cui non era nota l’origine.

Il risultato è stato corale e ha coinvolto più di 10 esperimenti in tutto il mondo. Appena rilevato il neutrino altamente energetico, la cui provenienza era sicuramente associata a grandi distanze, Ice Cube ha inviato un’allerta a vari telescopi, chiedendo di osservare la regione di origine del neutrino, in prossimità di Orione. Fra i vari esperimenti, il telescopio Fermi, missione della Nasa a cui l’Italia partecipa con Asi, Inaf e Infn, ha rilevato in quel punto una presenza di raggi gamma (i fotoni più energetici) più forti che mai vicino alla sorgente, il blazar TXS 0506+056.

Anche il telescopio Magic (Major Atmospheric Gamma Imaging Cherenkov Telescope), nelle Canarie, ha individuato un getto di raggi gamma potentissimi associati alla sorgente TXS. Una coincidenza non casuale: mettendo insieme questi dati, queste osservazioni hanno dimostrato che la sorgente TXS 0506+056 è una delle più luminose dell’universo noto, concludono gli autori, sufficientemente potente da accelerare raggi cosmici ad alta energia e produrre i neutrini associati.

 
   

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Fisica

La corsa all’economia dello spazio. L’Europa punta 16 miliardi

La Commissione europea propone di aumentare il budget per l’economia dello spazio. Obiettivo: salvaguardare l’industria locale e la competitività nel campo dei satelliti

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Sedici miliardi di euro per la corsa allo spazio. A tanto ammonta la spesa iscritta dalla Commissione europea nella proposta di budget 2021-2027. Circa 5 miliardi in più rispetto agli investimenti 2014-2020, tre volte tanto quelli del precedente settennato. D’altronde, come si legge nella propostache la Commissione ha spedito a Europarlamento e Consiglio europeo per avviare le negoziazioni (il cosiddetto trilogo), “tecnologia, dati e servizi spaziali sono diventati indispensabili nella vita quotidiana degli europei e giocano un ruolo essenziale per preservare vari interessi strategici. L’industria spaziale dell’Unione è già una delle più competitive al mondo”. Il primato, però, non è per sempre. “L’emergere di nuovi concorrenti e lo sviluppo di nuove tecnologie stanno rivoluzionando i modelli industriali tradizionali”, prosegue il documento.

Per questo Bruxelles intende aumentare gli investimenti. I programmi Galileo e Egnos, per la navigazione satellitare globale e regionale, riceveranno 9,7 miliardi. L’obiettivo è arrivare a fornire servizi gratuiti sempre più accurati, con un margine di errore nel posizionamento di 20 centimetri. Egnos è adoperato in 350 aeroporti per coordinare gli atterraggi quando c’è maltempo. Ed entro il 2035 la Commissione si aspetta un aumento del 4% dei voli sull’Europa. Galileo da quest’anno è integrato in ogni auto venduta in Europa per supportare il sistema automatico di chiamate di emergenza, Ecall, mentre dal 2019 integrerà tachigrafi digitali per controllare chi sfora i limiti di velocità.

E in futuro potrebbe tornare utile per applicazioni come droni, auto a guida autonoma e robot.

Altri 5,8 miliardi incasserà il programma Copernicus. Consiste nell’osservazione satellitare della terra e viene adoperato per monitorare emergenze ambientali, per la sicurezza in mare e per il cambiamento climatico. In futuro i dati saranno resi aperti per consentire a imprese e startup di costruire il proprio modello di business anche sulla base delle informazioni raccolte dai satelliti Ue. Per l’agricoltura, per esempio.

Infine 500 milioni foraggeranno i programmi di sicurezza. Da un lato la sorveglianza dello spazio, dall’attività solare agli asteroidi fino al rientro dei satelliti. Oggi un satellite su tre è prodotto in Europa. Un secondo piano, chiamato Govsatcom, svilupperà canali di comunicazione via satellite blindati e dallo spazio servirà a monitorare le frontiere e a fornire dati alle forze dell’ordine.

La staffetta globale Quella dello spazio è un’industria che già oggi in Europa dà lavoro a 231mila persone. Nel 2017 la Commissione stima che il settore abbia fatturato ricavi tra 53 miliardi di euro e 62 miliardi, a seconda dei servizi inclusi nel censimento. Un volume di affari secondo solo agli Stati Uniti.

La corsa alle stelle, però, si sta facendo sempre più agguerrita. Cina e Indiasono entrate a gamba tesa nella competizione. “Nel breve periodo, la riduzione dei costi di accesso allo spazio e la competizione da parte di altre nazioni che vogliono avventurarsi nell’esplorazione spaziale stanno portando a un’evidente conseguenza: l’Europa rischia di essere messa da parte nel settore dei lanciatori”, si legge nel pamphlet L’economia dello spazio, scritto a quattro mani di Andrea Sommariva, economista dell’università Bocconi di Milano, e da Giovanni Bignami, presidente dell’Agenzia spaziale italiana (Asi), deceduto nel maggio del 2017.

È un rischio che riconosce la stessa Commissione europea nel documento del trilogo: “In termini di competitività, l’industria spaziale europea sta affrontando una dura concorrenza da parte di tradizionali, emergenti e nuove potenze dello spazio e da attori industriali. In aggiunta l’ecosistema di business sta spostando il focus dall’infrastruttura ad applicazioni e servizi. Questo pone l’industria europea sotto pressione (dai lanciatori di satelliti fino ai fornitori di servizi nell’indotto)”. Nel 2014 il settore dei lanciatori valeva 2,4 miliardi di dollari e 36mila impiegati.

Per Sommariva e Bignami, “finora il continente è rimasto legato al vecchio modello, ovvero contratti statali all’interno di un mercato basato su un monopolio di fatto”. È Ariane, che costruisce lanciatori e missili medi e pesanti. Fa eccezione l’italiana Avio, che produce razzi medi e piccoli, i Vega. “Servirebbero nuove politiche europee che cerchino di aumentare la competizione, far nascere nuove “Avio” e così far avanzare l’Europa verso l’indipendenza del settore dei lanciatori”, si legge nel libro. Qualcosa si muove, anche in Italia. D-Orbit è una startup di Fino Mornasco, nel Comasco, specializzata in sistemi di trasporto di satelliti. Ha firmato accordi con Ariane, ma anche con privati, come l’olandese Hyperion. Persino la Cina è interessata ai suoi progetti.

 

satelliti

A Madrid, vista dalla cattedrale dell’Almudena (foto: Gerard Julien/AFP/Getty Images)

Dal pubblico al privato

Il neonato Space economy evolution lab (See lab), centro di ricerca presso la Scuola di direzione aziendale della Bocconi, diretto proprio da Sommariva, cita un fatturato globale del settore spazio di 350 miliardi di dollari. Spiega Sommariva: “Il 70% deriva dalla fornitura di servizi, mentre il 30% circa dal comparto manifatturiero”, ossia la costruzioni di razzi, satelliti e strutture a terra. Appannaggio dei governi, lo spazio sta diventando però sempre di più un’impresa privata.

Per il See lab il risultato di investimenti come la SpaceX dell’imprenditore Elon Musk, la Blue Origin del patron di Amazon, Jeff Bezos, o Spaceship One, fondata dal cofondatore di Microsoft Paul Allen, è che il costo medio di un chilo di materiale lanciato nello spazio costa circa le metà rispetto a vettori classici. Come l’europeo Ariane. In sostanza, il vecchio continente rischia di non avere più prezzi competitivi per andare in orbita.

“I governi sono i grandi clienti. Quello che cambia nell’economia dello spazio è come contrattano queste forniture”, spiega Ian Christensen, direttore programmi privati della Secure World Foundation, fondazione statunitense che promuove sostenibilità e cooperazione nella corsa allo spazio. Per lo stesso Sommariva occorre “cooperazione internazionale per i progetti più avanzati. Nessuno da solo ha i soldi”. È il caso del Lunar orbital platform gateway, uno stazione spaziale che orbita intorno alla Luna. Al progetto lavorano la Nasa, l’Agenzia spaziale europea, la russa Roscosmos, la giapponese Jaxa e la Csa dal Canada. “Si stima che i primi elementi saranno installati nel 2022. Sarà uno spazioporto che potrebbe favorire la ricerca di minerali sulla Luna”, osserva Sommariva.

Una delle frontiere dell’economia dello spazio è l’estrazione di minerali fondamentali per l’industria terrestre, come le terre rare. “Questa base potrebbe far nascere attività minerarie nello spazio, partendo dalla Luna”, suggerisce Sommariva.

Sull’esito di questa ricerca è scettico Ugo Bardi, docente di chimica all’università di Firenze e presidente dell’associazione per gli studi su peak oil e gas (Aspo). “Penso che trasportare minerali dallo spazio alla terra resterà molto costoso. Penso che funzionerà l’uso nello spazio di metalli leggeri per assemblare piccoli satelliti in orbita. Avrebbe un immediato risparmio”, evidenzia Bardi.

Gli obiettivi di Bruxelles

Se l’estrazione di minerali e metalli resta una frontiera più lontana, il primo campo per misurare le potenze spaziali è l’economia legata alle orbite intorno alla Terra in cui gravitano i satelliti. Da qui la spinta del budget europeo 2021-27. Come riconosce Bruxelles, il sistema dei 30 satelliti di Galileo, il cui lancio in orbita sarà concluso nel 2020, richiede investimenti in infrastrutture e lanciatori. L’agenzia europea per il sistema globale di navigazione satellitare (Gnss), calcola che entro il 2030 prodotti e servizi basati su questa tecnologia muoveranno un giro d’affari da 250 miliardi di euro. Perciò, avverte Bruxelles “il valore aggiunto del sistema europeo Gnss non risiede soltanto nell’assicurare l’indipendenza dell’Europa rispetto a una tecnologia critica, ma anche nell’assicurare importanti benefici macroeconomici”.

Oggi 100 milioni apparecchi si collegano a Egnos, ma entro il 2027 ci si aspetta che triplichino a 290 milioni. E i satelliti dovranno rafforzare la rete di comunicazioni 5G, per raggiungere “i nuovi traguardi della banda larga, 30 mbps (download) entro il 2020 ed entro il 2025 100 mbps per tutti, anche nelle aree più remote”.

Il budget aggiuntivo a Copernicus, per esempio, consentirà di concentrarsi sugli effetti del cambiamento climatico e sulla sorveglianza per stroncare traffici illegali. Nel precedente settennato il programma ha sottoscritto 1.100 contratti di fornitura per un valore di oltre 2,1 miliardi.

Bruxelles stima tra il 2017 e il 2035 un indotto che va dai 67 miliardi di euro ai 131 miliardi. Un raddoppio. Senza però specificare a quali condizioni si possa verificare il passaggio da un estremo all’altro della forbice. Questo vale anche per i posti di lavoro creati: 12mila diretti e tra 27mila e 37mila nell’indotto. Sempre con ampie oscillazioni e senza una spiegazione del come e perché.

Bruxelles intende rivedere anche la cinghia di trasmissione delle decisioni. Le strategie restano in capo alla Commissione, che si avvarrà di due superconsulenti. Una è l’Agenzia spaziale europea, Esa, alla quale sarà affiancata con un ruolo di primo piano l’Agenzia dell’Unione europea per il programma spaziale. È in realtà un nuovo nome per un ente già esistente, l’Agenzia nazionale del sistema globale di navigazione satellitare europeo. La Commissione punta a chiudere il trilogo con Europarlamento e Consiglio in tempi stretti. Entro il 2019 vorrebbe ottenere il via libera al nuovo piano di spesa.

 
   

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Fisica

Acqua liquida sulla luna di Giove Europa

Un team internazionale di astronomi ha rielaborato i dati raccolti oltre 20 anni fa dalla missione Galileo e scoperto che sulla luna ghiacciata di Giove Europa, proprio come per la saturniana Encelado, sotto la superficie si nasconde un oceano caldo e gli ingredienti base per la vita

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C’era un mistero tra i dati della sonda Galileo che da ormai oltre 20 anni affliggeva gli astronomi. La sonda per anni ha raccolto dati su Giove e sui suoi satelliti, come Europa e Ganimede, e proprio sul primo ha rivelato una anomali magnetica che è diventato un vero e proprio mistero. Una curvatura del suo campo magnetico, piccola e localizzata, che per decenni è rimasta senza spiegazione, fino a oggi. Gli scienziati che stanno lavorando alla missione Europa Clipper della NASA, che è diretta a esplorare il satellite gioviano e verificarne l’abitabilità, ha spulciato tra i vecchi dati raccolti nel 1997 e con nuovi modelli informatici ha scoperto che dagli oceani ghiacciati e dai laghi sotterranei vengono espulsi dei getti di vapore acqueo, la prova che esiste acqua liquida e quindi gli ingredienti necessari a supportare la vita.

Alla guida del team di ricercatori che ha effettuato la scoperta pubblicata sulla rivista Nature Astronomy c’è Xianzhe Jia, fisico spaziale dell’Università del Michigan e collaboratore alla missione Europa Clipper, che ha spiegato: “I dati erano lì, ma avevamo bisogno di modelli più sofisticati per dare un senso alle osservazioni”.

A ispirare il salto nel passato, ha raccontato lo scienziato, è stata un altro membro del team scientifico della futura missione NASA, Melissa McGrath. La ricercatrice del SETI Institute ha mostrato durante una presentazione delle immagini scattate dal telescopio Hubble di una zona di Europa ed è allora che Jia ha avuto l’intuizione:

“Una delle località che ha menzionato ha fatto suonare nella mia testa un campanello. Galileo ha effettuato un passaggio ravvicinato proprio vicino a quella località, che è stata una delle più vicine osservazioni che abbiamo mai avuto a disposizione. È stato allora che abbiamo realizzato che avremmo dovuto ricontrollare i dati. Avevamo bisogno di vedere se c’era qualcosa tra i dati che poteva svelarci la presenza o meno di un getto”.

Vecchi dati alla mano e nuovi modelli nell’altra, Jia e colleghi si sono avventurati nell’analisi dei dati di Galileo, raccolti durante un flyby nel 1997 ad appena 200 chilometri dalla superficie di Europa, e nel confronto con le immagini ultraviolette scattate nel 2012 dal telescopio spaziale Hubble, in cui i getti sembravano venire emessi proprio dalla superficie ghiacciata del satellite.

Se già nelle immagini di Hubble sembrava chiara l’esistenza dei getti, i dati di Galileo rappresentano una prova ancora più forte e corroborante, un prova che però oltre 20 anni fa gli scienziati non furono in grado di svelare, perché gli strumenti a loro disposizione non erano adatti allo scopo e soprattutto il team non sospettava nemmeno della loro esistenza e che la sonda avesse potuto sfiorarli nel momento di eruzione dalla gelida luna.

Oggi infatti sappiamo che i getti esistono su Encelado, la luna ghiacciata di Saturno, e che si tratta di materiale che viene espulso in pennacchi che si ionizzano e lasciano un caratteristico segnale nel campo magnetico del pianeta. Applicando la moderna conoscenza di come questi getti influenzano il campo magnetico del satellite e rielaborando i dati del magnometro ad alta risoluzione raccolti durante il passaggio ravvicinato ad Europa, finalmente i ricercatori hanno identificato la causa di quella piccola e localizzata curva che è proprio la prova della presenza di un caratteristico pennacchio.

Oltre al magnometro, Galileo disponeva anche di uno spettrometro per le onde di plasma, che ha catturato le onde provocate dalle particelle cariche nei gas che compongono l’atmosfera di Europa. E anche nella rielaborazione di questi dati, la teoria della presenza dei getti sembrava trovare conferma. Mettendo a confronto queste due prove in un nuovo modello tridimensionale dell’interazione tra plasma e corpi celesti del sistema solare e aggiungendo alla “ricetta” le osservazioni di Hubble, Jia e colleghi sono riusciti anche a definire le dimensioni di questi getti di vapore. Robert Pappalardo, project scientist della missione Europa Clipper al Nasa Jet Propulsion Laboratory (JPL) di Pasadina, in California, ha spiegato:

“Ora sembrano esserci molte linee di prova per negare l’esistenza di pennacchi su Europa. Questo risultato li rende molto più reali e, per me, rappresenta un punto di svolta: non si trattano più di indizi incerti da una immagine lontana”.

Un risultato, quello ottenuto da Jia e colleghi, che cambia l’approccio degli scienziati nella progettazione della missione Europa Clipper, che sarà lanciata dalla NASA nel 2022 proprio per raggiungere il satellite di Giove, raccogliere campioni della sua atmosfera e superficie e permettere di studiarne l’abitabilità.

Conoscere l’esistenza dei getti di vapore infatti cambia anche i percorsi orbitali della futura sonda, che non avrà più bisogno di perforare il ghiaccio della superficie della luna per raccogliere campioni del suo interno, ma potrà semplicemente attingere dai getti espulsi per svelare la composizione interna del corpo celeste, come ha spiegato Pappalardo:

“Se i getti esistono e possiamo raccogliere campioni direttamente di quanto sta uscendo dall’interno di Europa, dopo saremo in grado più facilmente di capire se il satellite ha gli ingredienti per la vita. Questo è l’obiettivo della missione, il grande quadro d’insieme”.

Il salto nel passato dunque apre un nuovo futuro nell’esplorazione spaziale, gettando le basi sia per Europa Clipper che per la futura missione Juice (Jupiter Icy Moons Explorer) dell’Agenzia spaziale europea. Dopo 20 anni finalmente uno dei misteri di Europa è stato svelato e ora agli scienziati non resta che dare la caccia all’acqua e a quegli elementi che potrebbero fare del satellite un luogo potenzialmente abitabile.

 
   

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