L’Europa spaziale che verrà

Senza dubbio lo spazio sta vivendo un periodo di profondi cambiamenti. All’indomani della guerra in Ucraina molte collaborazioni fra i Paesi occidentali e la Russia si sono chiuse e molte altre collaborazioni si sono aperte; l’arrivo dei privati, la New Space Economy e la futura Lunar Economy stanno facendo dello spazio la prossima frontiera dello sviluppo economico. Opportunità impensabili fino a pochissimi anni fa diventano sfide contro il tempo per le telecomunicazioni con tecnologie quantistiche, la navigazione satellitare e la cybersicurezza, mentre sulla scena internazionale si affacciano nuovi attori. L'India si prepara a far volare il suo primo astronauta, mentre la Cina sta costruendo la sua nuova stazione spaziale.

Per tutti è importante essere pronti a cogliere le nuove opportunità di quella che è stata definita «la quinta rivoluzione industriale».

di Enrica Battifoglia

L’impatto della guerra

Il cambiamento più tangibile sul fronte delle collaborazioni è avvenuto quando l’invasione dell’Ucraina da parte della Russia, nel febbraio 2022, ha portato l’Agenzia spaziale europea (Esa), con i suoi 22 Stati membri e molte aziende occidentali, a interrompere le relazioni con l'Agenzia spaziale russa Roscosmos. Il risultato è stato un efetto domino con ripercussioni su tutti i programmi spaziali.

Slittata di sei anni la missione ExoMars diretta a Marte, la missione congiunta di Europa e Russia, con lancio programmato nel 2022, dopo il 24 febbraio dello scorso anno ha subito un blocco. È stato necessario sostituire la tecnologia russa a bordo del rover Rosalind Franklin, destinato a cercare tracce di vita a circa due metri di profondità nel sottosuolo di Marte con una trivella progettata e fabbricata in Italia. La prossima opportunità di lancio è attualmente prevista nel 2028. A fornire uno degli strumenti per il rover è adesso la Nasa. L’Esa ha assegnato all’industria italiana, e in particolare a Thales Alenia Space Italia (Thales 67%,

I satelliti Galileo ora in orbita per un migliore segnale di navigazione satellitare dell’Ue. Crediti: Esa

Leonardo 33%), la leadership principale di entrambe le missioni, oltre alla responsabilità di tutti gli elementi e dell’intero sistema del rover. Su quest’ultimo è installata la trivella realizzata da Leonardo e destinata a perforare il suolo marziano fno a due metri di profondità in cerca di tracce di vita, passata o presente. È italiana anche la responsabilità del Rocc (Centro Operativo di Controllo del Rover) e del controllo del rover sulla superfcie marziana con Altec (Aerospace Logistics Technology Engineering), di Thales Alenia Space Italia (63,75%) e Asi (36,25%).

Sempre guardando a Marte, l’Esa partecipa al programma americano Mars Sample Return (Msr) destinato a portare per la prima volta sulla Terra campioni di suolo e rocce del pianeta rosso.

Sono slittati anche i tempi delle quattro missioni europee che avrebbero dovuto partire con il razzo russo Soyuz: il telescopio spaziale europeo Euclid, destinato al lancio dalla base europea di Kourou con una Soyuz, sarà invece lanciato il prossimo luglio dal Kennedy Space Center di Cape Canaveral con un razzo Falcon 9 della SpaceX. L’Italia gioca un ruolo importante attraverso l’Asi, con l’Istituto Nazionale di astrofsica (Inaf), Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Infn), molte università (fra le quali quelle di Bologna, Ferrara, Statale di Milano, Sapienza di Roma, Roma Tre, di Trieste, Sissa e Cisas). Con Inaf e Infn, l’Asi guida anche l'Associazione temporanea d'Imprese che ha contribuito agli strumenti, con Ohb Italia mandataria, Sab Aerospace e Temis mandanti. A livello europeo, Thales Alenia Space Italia è prime contractor per la realizzazione del satellite.

Necessitano di un nuovo lanciatore sia la missione Earthcare per l'osservazione della Terra sia i primi due satelliti di nuova generazione del programma di navigazione europeo, Galileo M10 e Galileo M11. Stessa esigenza per la missione Hera diretta al piccolo asteroide Dimorphos, la cui traiettoria era stata deviata il 27 settembre 2022 dall'impatto della sonda Dart della Nasa, il primo test al mondo sulla possibilità di difendere la Terra dagli asteroidi pericolosi. Hera, dovrà esaminare e misurare il cratere lasciato dall'impatto di Dart. Lancio previsto nel 2024 con il nuovo lanciatore europeo Ariane 6, oppure con un Falcon 9. Alla missione Dart, l’Asi ha contribuito fornendo il nano satellite LiciaCube, un prezioso fotoreporter cosmico che ha permesso di raccogliere immagini e dati preziosi. Vero e proprio concentrato di nuove tecnologie, a partire dall'intelligenza artifciale, LiciaCube è gestito e coordinato dall’Asi e realizzato dall'azienda Argotec, con il contributo scientifco di Inaf, Politecnico di Milano, Università di Bologna, Università Parthenope di Napoli e Istituto di Fisica Applicata 'Nello Carrara' del Consiglio Nazionale delle Ricerche (Cnr-Ifac).

Luna, la nuova frontiera

Vecchie alleanze si rompono e ne nascono di nuove anche per la Luna. Sono in attesa di un nuovo razzo, per esempio, le missioni Luna-25, Luna-26 e Luna27, che in un primo tempo erano state organizzate congiuntamente da Europa e Russia. La telecamera di navigazione dell'Esa Pilot-D prevista per Luna25 sarà sperimentata grazie a un volo commerciale, mentre Prospect, il pacchetto formato dalla trivella lunare e dal mini-laboratorio per la missione Luna27, è assicurato su un volo a bordo della missione Clps (Commercial Lunar Payload Services) della Nasa. Ci sarà una soluzione alternativa anche per la tecnologia

Pilot per l'atterraggio di precisione e la prevenzione dei rischi, inizialmente pianifcata per Luna-27 e necessaria per le attività europee di esplorazione lunare, come lo European Large Logistic Lander (El3). Un altro strumento dell’Esa per l’esplorazione lunare, Ems-L volerà con la missione Lupex di Jaxa e l’Agenzia spaziale indiana (Isro).

La Luna è diventata la nuova frontiera dell’esplorazione spaziale soprattutto con il programma Arte- mis, lanciato dalla Nasa per portare la prima donna e il prossimo uomo sul suolo lunare. Molte le alleanze con istituzioni pubbliche e con molte aziende private. Si stima che nei prossimi anni potrebbero partire almeno 80 nuovi progetti, pubblici o privati, per l'esplorazione e lo sfruttamento lunare. L’Esa e l’Agenzia spaziale italiana sono in prima fla.

Per il nostro Paese, il primo passo in questa direzione è stata la frma degli Artemis Accords, gli accordi multilaterali che fssano i principi generali per le future missioni dirette alla Luna. Alla frma italiana si sono aggiunte quelle di Canada, Regno Unito, Lussemburgo, Giappone, Emirati Arabi Uniti, Australia e Stati Uniti. Quello che è orami molto chiaro è che non basta tornare sulla Luna: l'obiettivo è restare, costruire strutture che permettano di sfruttare le risorse in situ e di preparare le future missioni verso Marte.

Per questo si lavora al sistema di telecomunicazioni e navigazione satellitare lunare con MoonLight, proposto dall’Esa a supporto delle future missioni istituzionali e commerciali.

L’intento è avviare una Lunar Economy e in questo progetto l’Italia riveste un ruolo importante con la sua industria. Telespazio (Leonardo-Thales) è infatti alla guida di un consorzio che comprende operatori satellitari come Inmarsat e Hispasat, grandi aziende come Thales Alenia Space, Ohb e Mda Uk, Pmi e startup come Argotec, Altec e Nanoracks Europe, accanto a università e centri di ricerca, come See Lab Sda Bocconi e Politecnico di Milano.

Un altro importante progetto europeo è Argonaut, come è stato chiamato il lander El3 (European Large Logistic Lander) destinato a consegnare materiali, rifornimenti e infrastrutture sulla superfcie lunare.

Nel frattempo, l'azienda britannica Sstl sta costruendo il Lunar Pathfnder, il primo satellite per le telecomunicazioni destinato all'orbita lunare, che la Nasa lancerà in cambio dell'accesso ai segnali.

Nel futuro dell’esplorazione lunare c’è anche la composizione degli equipaggi. Il primo astronauta europeo dovrebbe volare con la missione Artemis 4 , dunque farà parte non del primo, ma del secondo equipaggio che metterà piede sulla superfcie lunare. Un secondo astronauta europeo è destinato alla missione Artemis 5 e un terzo ha un posto riservato in una missione non ancora individuata. L'Italia ha ottenuto l'impegno formale da parte dell'Esa per un volo di uno dei due astronauti italiani della classe 2009, ossia Samantha Cristoforetti o Luca Parmitano, alla missione a bordo del Gateway tra il 2025 e il 2030.

L’Europa unisce le forze

A questi grandi cambiamenti drastici l’Europa dello spazio ha reagito unendo le forze. Lo ha dimostrato il fnanziamento di quasi 17 miliardi di euro deciso nella Conferenza Ministeriale dell’Esa a Parigi, del novembre 2022: un risultato che ha segnato un deciso incremento rispetto al fnanziamento di 10,3 miliardi del 2016 e ai 14,5 del 2019, soprattutto considerando che è arrivato nonostante la guerra, la crisi energetica e la pandemia di Covid-19. Una tendenza seguita da tutti gli Stati membri a partire dalla Germania, che ha portato il suo contributo dai 3,2 miliardi del 2019 a 3,5, pari al 20,8% del contributo di tutti i Paesi dell’Esa, seguita dalla Francia (da 2,6 miliardi del 2019 a 3,2, pari al 18,9%) e dall’Italia, che ha portato il suo contributo dai 2,2 miliardi del 2019 3,08 miliardi, pari al 18,2%. Il nostro Paese ha assegnato allo spazio risorse notevoli, con i 23 miliardi complessivi previsti dal Piano nazionale di ripresa e resilienza (Pnrr).

Sempre nella Conferenza Ministeriale 2022, l’Esa ha dato luce verde ai nuovi progetti per la Luna, come Argonaut, e ha continuato a scommettere sulle attività che sono il suo fore all’occhiello, come l'osservazione della Terra, fnanziata con 2,7 miliardi sui tre proposti inizialmente. Al servizio dell’osservazione della Terra saranno presto le enormi quantità di dati forniti dai satelliti delle costellazioni europee, in particolare dalle Sentinelle del programma Copernicus di Esa e Commissione Europea con Sentinel-1 Next generation e Sentinel-3 Next generation; previste anche le missioni Nggm (NextGeneration Gravity Mission) Magic, che studierà la gravità terrestre, la circolazione delle correnti oceaniche e i corsi d'acqua, e Aeolus 2, in collaborazione con Eumetsat, destinata a migliorare le previsioni meteo, anche grazie a uno strumento costruito in Italia.

L’altro punto di forza europeo è la navigazione satellitare, con l’arrivo della seconda generazione dei satelliti Galileo

New Space Economy

A imporre cambiamenti importanti è stata la New Space Economy che ha preso il via negli Stati Uniti, con l’arrivo delle aziende private sulla scena spaziale. L’Europa ha cominciato a organizzarsi ed è consapevole che farlo in fretta è davvero molto importante, se le stime più recenti indicano che grazie alla New Space Economy il fatturato globale dello spazio potrebbe più che raddoppiare entro il 2040, passando dagli attuali 350 miliardi a mille miliardi di dollari. I privati sono ormai attori di primo piano sia nel campo dei lanciatori sia nei satelliti, tanto che, secondo le stime dell’Esa, «in questo decennio, il numero totale di satelliti lanciati ogni anno sarà il quadruplo di quello degli anni 2010». Basti pensare alle gigantesche costellazioni dei satelliti per l’internet globale, come Starlink e OneWeb, alle quali si sta aggiungendo il progetto Kuiper di Amazon che ha ottenuto il via libera per realizzare una costellazione da 3.236 satelliti per la connessione Intenet a banda larga da lanciare entro il 2029.

L’Esa nell’Agenda 2025, il documento che indica i principali obiettivi nel futuro dello spazio europeo, auspica che l’Europa non perda il treno del settore spaziale. È chiara fn da ora la crescente importanza delle applicazioni spaziali nella vita quotidiana, dall’ambiente e l’agricoltura ai trasporti e alla protezione civile, e in quest’ottica è indispensabile raforzare le relazioni fra l’Esa e l’Unione Europea.

Il primo passo in questa direzione risale all’accordo quadro del 2004, al quale nel 2009 ha fatto seguito il Trattato di Lisbona, che ha assegnato all’Unione Europea una competenza specifca in materia di spazio. In questo quadro, diventa importante raforzare la collaborazione fra l’Esa e le altre organizzazioni europee attive nello spazio, come Eumetsat, il Centro satellitare dell'Unione europea (SatCen), l'Agenzia europea per la difesa (Aed), l'Agenzia europea per la sicurezza marittima (Emsa), il Centro europeo per le previsioni meteorologiche a medio termine (Cepmmt), l'Agenzia europea dell'ambiente (Aea).

È altrettanto importante conservare la competenza nei settori che da tempo sono i punti di forza dell’Esa nel campo delle applicazioni spaziali, come le telecomunicazioni, la navigazione satellitare, la cybersicurezza e l’osservazione della Terra. Sono settori che potrebbero risentire fortemente delle grandi innovazioni portate dalle tecnologie quantistiche, che in Europa stanno avanzando rapidamente anche grazie alla realizzazione della prima rete di computer quantistici fra Germania, Francia, Italia, Polonia, Repubblica Ceca e Spagna. L’iniziativa fa parte dell’EuroQci, uno dei pilastri del nuovo programma dell’Unione europea per le telecomunicazioni sicure via satellite Iris2, che vede anche il coinvolgimento dell’Esa e di cui parleremo nel dettaglio nel prossimo articolo.

L’accesso allo spazio

Condizione indispensabile di tutte le attività spaziali è l’accesso allo spazio. In seguito all’uscita di scena delle Soyuz russe, l’Europa riorganizza la base di Kourou anche per adattare la base alla crescente domanda di lanci. Esa ha afdato a SpaceX il lancio di alcune missioni, in attesa dei nuovi lanciatori europei, ai quali guarda con grandi aspettative: Vega C, con il prossimo ritorno sicuro dei lanci interrottisi dopo il fallimento del volo dello scorso dicembre, e il nuovo grande lanciatore Ariane 6.

Nel frattempo, all’interno dell’Agenzia europea si sono consolidate alleanze, come quella sui lanciatori sancita fra Italia, Germania e Francia nell’ambito della Conferenza Ministeriale di Parigi del 2022, con l’obiettivo di riequilibrare i fnanziamenti relativi ad Ariane 6 e Vega C in modo da garantire un ritorno signifcativo all'industria italiana.

Tra i progetti futuri c’è poi Space Rider, il sistema di trasporto automatizzato riutilizzabile progettato per dare all'Europa la capacità di rientrare dall'orbita bassa e fortemente voluto dall’Asi. Il progetto è il risultato di un accordo frmato da Esa, Thales Alenia Space e il consorzio European Launch Vehicle costituito da Avio e Asi; importante anche il ruolo del Centro Italiano Ricerche Aerospaziali (Cira). A lanciarlo potrà essere Vega C; una volta in orbita, il mini-shuttle europeo potrà diventare un laboratorio orbitale per esperimenti in microgravità.

Il grande sogno del futuro è un accesso europeo autonomo allo spazio anche per le missioni con uomini a bordo. È un’esigenza reclamata anche nel Manifesto degli astronauti europei, nel quale si sottolinea quanto sia cruciale sviluppare lanciatori adatti a portare navette con astronauti a bordo.