Knowtransfer n. 12 - Speciale SPAZIO

2 RICERCA SPAZIALE E

QUALITÀ DELLA VITA intervista di Vanessa Ravagni a Roberto Battiston

4 LA MISSIONE

SPAZIALE LISA PATHFINDER di Stefano Vitale

6 TELERILEVAMENTO

E RADAR

Periodico di informazione dell’Università degli Studi di Trento Poste Italiane SpA - Spedizione in abbonamento postale 70% NE/TN taxe perçue - tassa riscossa Iscrizione Registro Stampe del Tribunale di Trento n.11 del 22 marzo 2011 Iscrizione ROC n. 17340 del 31 luglio 2008

intervista di Paola Fusi a Lorenzo Bruzzone

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SPECIALE SPAZIO NUMERO 12 | ANNO 5 | GIUGNO 2015

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KNOWTRANSFER

Tecnologie e saperi tra università e impresa

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Periodico di informazione dell’Università degli Studi di Trento anno 5, numero 12, giugno 2015 Poste Italiane SpA - Spedizione in abbonamento postale 70% NE/TN taxe perçue - tassa riscossa Iscrizione Registro Stampe del Tribunale di Trento n.11 del 22 marzo 2011 Iscrizione ROC n.17340 del 31 luglio 2008

L’UNIVERSITÀ DI TRENTO?

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L’Università degli Studi di Trento ha tra i suoi obiettivi quello di favorire la brevettazione dei risultati della ricerca in collaborazione con le imprese.

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Direttore: Flavio Deflorian Direttore responsabile: Francesca Menna Redazione: Francesca Chistè, Marinella Daidone, Paola Fusi, Lino Giusti, Claudio Nidasio, Vanessa Ravagni, Cristiano Zanetti

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Progetto: Divisione Comunicazione ed Eventi Divisione Supporto alla Ricerca scientifica e al Trasferimento tecnologico Direzione Generale Università degli Studi di Trento Grafica e impaginazione: Merj Morani Hanno collaborato a questo numero: Roberto Battiston, Paolo Bellutta, Lorenzo Bruzzone, Mariolino De Cecco, Marco Durante, Stefano Vitale, Dino Zardi Foto: NASA-ESA-ASI, TIFPA, Paolo Bellutta, Marco Bellutta, Roberto Bernardinatti, Università di Trento, Fotolia.com Stampa: Publistampa Arti Grafiche Numero chiuso in tipografia il 26 maggio 2015

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LA MISSIONE FUTURA: FARE RICERCA NELLO SPAZIO

Samantha Cristoforetti sulla Stazione Spaziale Internazionale a cura della redazione in collaborazione con l’Agenzia Spaziale Italiana

Il 23 novembre 2014 alle 22:01 (ora italiana) ha ufficialmente preso il via la Soyuz Expedition 42/43. È iniziata così FUTURA, la seconda missione di lunga durata dell’Agenzia Spaziale Italiana (ASI), che vede protagonista Samantha Cristoforetti, astronauta dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA) e capitano pilota dell’Aeronautica Militare.

Nata nel 1977, cresciuta a Malè in Val di Sole, Samantha è a bordo della Stazione Spaziale Internazionale (ISS) in qualità di Flight Engineer membro dell’equipaggio della spedizione ISS 42/43. Capitano dell’Aeronautica Militare con all’attivo oltre 500 ore di volo su sei tipi di aerei militari, Samantha si è addestrata per la sua missione sui sistemi della Stazione, sulla navicella spaziale russa Soyuz, in robotica e in attività extra veicolari, nei diversi centri di addestramento negli Stati Uniti, in Russia, in Canada e in Giappone. Suoi compagni di viaggio sulla Soyuz sono lo statunitense Terry Virts e il russo Anton Shkaplerov.

La missione FUTURA, assegnata all’ASI dalla NASA, è frutto di una collaborazione tra ASI e ESA. È la prima missione di Samantha Cristoforetti, che diviene così anche la prima italiana a volare nello Spazio e la settima tra gli astronauti del nostro Paese ad andare nello Spazio dopo Franco Malerba, Umberto Guidoni, Maurizio Cheli, Roberto Vittori, Paolo Nespoli e Luca Parmitano.

APPROFONDIMENTI Gli esperimenti sulla Stazione Spaziale Internazionale http://www.asi.it/it/news/gli_esperimenti_di_samantha

Astronauta, ricercatrice, persona gentile e disponibile a interagire con gli entusiasti dello spazio (su Twitter, come @AstroSamantha, e sul sito web Avamposto42), Samantha è diventata “la ragazza della porta accanto” che ci parla dallo spazio. Non dobbiamo però dimenticare il suo lavoro di ricercatrice in un laboratorio scientifico d’eccezione come la Stazione spaziale.

La missione FUTURA, infatti, ha un nutrito programma scientifico costituito da esperimenti condotti in condizioni di microgravità dai quali è atteso un ritorno positivo in termini di conoscenza e di innovazione tecnologica.

L’ASI ha selezionato e sviluppato per la missione nove progetti italiani di ricerca scientifica e tecnologica da svolgere durante la permanenza di Samantha Cristoforetti a bordo della Stazione Spaziale, insieme a un altro progetto già presente sulla Stazione che sta raccogliendo dati da oltre tre anni.

I progetti sono stati ideati da università, centri di ricerca, aziende e PMI italiane.

Cinque progetti saranno dedicati allo studio di vari aspetti della fisiologia umana in condizioni di assenza di peso, due effettueranno analisi biologiche su campioni cellulari portati in microgravità; verrà inoltre portato e sperimentato a bordo della Stazione spaziale un dimostratore per un processo di produzione automatizzato per la realizzazione di oggetti 3D in assenza di peso (stampa 3D) e una macchina a capsule multifunzione in grado di servire bevande calde, tra le quali anche il tipico “caffè espresso italiano”.

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Vanessa Ravagni è responsabile della Divisione Supporto alla Ricerca scientifica e al Trasferimento tecnologico dell’Università di Trento.

LA RICERCA SPAZIALE PER MIGLIORARE LA QUALITÀ DELLA VITA

Dalle missioni europee su Marte alla space economy al trasferimento di tecnologie dallo spazio alla Terra e dalla Terra allo spazio. Ne parliamo con il presidente dell’Agenzia Spaziale Italiana intervista di Vanessa Ravagni a Roberto Battiston, presidente dell’Agenzia Spaziale Italiana

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Presidente dell’Agenzia Spaziale Italiana (ASI) da maggio 2014, Roberto Battiston svolge da molti anni ricerca in astrofisica e fisica delle particelle elementari nello spazio.

Professore ordinario del Dipartimento di Fisica dell’Università di Trento, in precedenza presidente della Commissione di Fisica astroparticellare dell’INFN, è stato tra i promotori del Trento Institute for Fundamental Physics and Applications (TIFPA).

Professor Battiston, la ricerca spaziale sembra vivere un momento di rinnovato splendore. Sembra che tutti vogliano investire in questo campo, ci può spiegare perché?

Una quantità incredibile di cose nella vita quotidiana dipende dallo spazio: telecomunicazioni, monitoraggio dell’atmosfera e della terra, gestione delle emergenze, solo per citarne qualcuna. Lo spazio è sinonimo di progresso, di miglioramento della qualità della vita. Non investire nello spazio significa non credere nel futuro.

In qualità di presidente dell’ASI, ci può dire qual è il ruolo dell’Italia nell’ambito internazionale della ricerca spaziale?

L’Italia gioca un ruolo fondamentale nella scena internazionale spaziale come terzo contributore di ESA (Agenzia Spaziale Europea), dopo Francia e Germania e prima dell’Inghilterra. Inoltre ha stretti rapporti di collaborazione con la NASA e con i Paesi spaziali emergenti come, in particolare, la Cina.

Quali sono i principali progetti ai quali l’Agenzia Spaziale Italiana sta lavorando?

L’ASI è impegnata nella ricerca scientifica con la strumentazione che viene lanciata dall’ESA nello spazio, sia per osservare l’Universo che per osservare la Terra. Si tratta di programmi che spesso durano più di dieci anni, ma che permettono di superare i limiti attuali della conoscenza in settori che vanno dall’astrofisica alla planetologia, alla cosmologia, allo studio di sistemi planetari appartenenti ad altre stelle.

Al recente Consiglio ministeriale di dicembre 2014 sono stati approvati tre grandi progetti in cui l’Italia gioca un ruolo importante, i nuovi lanciatori europei, tra cui il Vega-C realizzato in Italia, l’estensione della Stazione Spaziale al 2020 e il completamento delle due missioni europee che atterreranno su Marte, il progetto ExoMars.

La ricerca messa a punto per l’esplorazione spaziale può avere applicazioni anche sulla Terra? Può migliorare la qualità della nostra vita?

Lo spazio riempie la nostra vita quotidiana con modalità che spesso ci sfuggono: la navigazione satellitare è usata quotidianamente da tutti, le previsioni meteo sono sempre più precise, l’osservazione satellitare della Terra ci offre innumerevoli applicazioni, dalla protezione APPROFONDIMENTI Agenzia Spaziale Italiana http://www.asi.it/

dalle frane al monitoraggio delle frontiere, dal supporto della protezione civile in condizioni di emergenza alla gestione della superficie agricola. Lo studio delle mutazioni climatiche a livello locale e globale non sarebbe possibile senza il contributo dell’ osservazione satellitare. Tutto questo contribuisce a migliorare la qualità della vita, aiutandoci anche a gestire e mitigare l’impatto umano sul pianeta.

Pensa che ci siano possibilità concrete, per i ricercatori e per le aziende, di fare trasferimento tecnologico in questo settore?

Senza dubbio lo spazio rappresenta una grande opportunità sia per la ricerca che per l’impresa, sia per sviluppare la “space economy” sia per trasferire dallo/ allo spazio tecnologie utili per la vita di tutti i giorni.

Un esempio di trasferimento dalla Terra allo spazio è la tecnologia delle stampanti 3D, che potrebbe rivoluzionare la costruzione di strutture nello spazio o su altri pianeti. Invece, un esempio di trasferimento di tecnologie dallo spazio alla Terra riguarda le tecniche per contrastare malattie come l’osteoporosi, in particolare tramite opportune medicine e particolari tipi di ginnastica quotidiana.

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ASCOLTARE L’UNIVERSO ATTRAVERSO LE ONDE GRAVITAZIONALI

Il contributo dell’Università di Trento alla missione spaziale LISA Pathfinder.

Data di lancio fissata per il prossimo 2 ottobre di Stefano Vitale

4 La forza di gravità domina l’Universo. Il moto delle stelle e delle galassie, i grandi cataclismi cosmici come il big bang o i buchi neri, dove spazio e tempo spariscono, sono fenomeni dovuti o dominati dalla gravità. La gravità agisce a grandi distanze. Seppure molto indebolita dalla distanza, su di noi agisce la gravità prodotta da corpi celesti lontanissimi. In particolare arrivano fino a noi, come tenuissimi fremiti e viaggiando alla velocità della luce, i violenti cambiamenti nella gravità dovuti al moto, parimenti violento, di corpi celesti grandi come stelle o addirittura come galassie. Queste piccole vibrazioni della gravità, le onde gravitazionali, sono state previste da Einstein e ne è stata osservata indirettamente l’emissione da alcuni sistemi celesti. Esse sono tuttavia così deboli che ancora non siamo stati in grado di rivelarle con uno strumento di fabbricazione umana, anche se ci stiamo provando con determinazione e grande impiego di mezzi.

Le onde gravitazionali sono il messaggero ideale per osservare l’Universo. Esse attraversano indisturbate qualunque forma di materia o energia, sono emesse da tutti i corpi, visibili o oscuri, ne registrano il moto e portano l’informazione sino a noi dalle profondità più remote dell’Universo. Possiamo paragonarle al suono: arrivano da sorgenti nascoste dietro altri oggetti, come suoni di animali nascosti in una foresta, e ci permettono

di individuarle, riconoscerle, valutarne la distanza e seguirne il movimento. Ci raggiungono da sorgenti che non emettono luce, come suoni di notte. Ascoltare l’Universo attraverso le onde gravitazionali promette una profonda rivoluzione in astrofisica, astronomia e cosmologia come quelle dovute all’invenzione del telescopio o dei radiotelescopi.

Il principio di rivelazione delle onde gravitazionali è relativamente semplice. Le onde esercitano forze gravitazionali con la tipica forma della “marea”. Si comportano come la gravità della Luna, che attira un po’ di più le parti della Terra più vicine a essa e un po’ meno quelle più lontane, imprimendo al pianeta quella caratteristica deformazione a “palla da rugby” che chiamiamo “marea”. Le onde gravitazionali tenderebbero a dare a un qualunque corpo una deformazione simile, seppure molto più piccola, e oscillante nel tempo con periodi fra le frazioni di secondo e l’ora, dunque decisamente più brevi delle sei ore della marea terrestre.

Per rivelare le onde gravitazionali, occorrono quindi due corpi lontani fra loro (più sono lontani meglio è), come due parti distanti della Terra; bisogna poi misurare con grande precisione eventuali variazioni della loro distanza. Nel rivelatore spaziale di cui parliamo più sotto, le particelle sono due cubetti d’oro-platino di 2 kg ciascuna, poste a 1 milione di chilometri una

Stefano Vitale è professore ordinario del Dipartimento di Fisica dell’Università di Trento e Principal Investigator della missione LISA Pathfinder.

dall’altra, e le variazioni di questa distanza, dovute alle onde gravitazionali, sono attese essere di decine di miliardesimi di millimetro.

Grandi osservatori terrestri vengono sviluppati da molti anni in collaborazioni internazionali in Europa, negli Stati Uniti e in Giappone; la loro versione più avanzata sta entrando in funzione proprio quest’anno. Un grande osservatorio spaziale, noto con la sigla LISA o più recentemente eLISA, orbitante intorno al Sole, è allo studio da anni da parte dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA). Questa sarà la terza della serie di grandi missioni spaziali pianificate dall’ESA che proprio quest’anno l’ESA lancerà la missione LISA Pathfinder, sviluppata nel corso degli ultimi dieci anni, dedicata a provare nello spazio la sofisticata strumentazione necessaria per realizzare l’osservatorio.

La missione è stata concepita dal team del Laboratorio di Gravitazione sperimentale dell’Università di Trento insieme ai colleghi del Max Planck di Hannover. Trento ha anche disegnato e guidato lo sviluppo industriale di una parte essenziale della strumentazione, i sensori inerziali. Questi sensori consistono in un sofisticato sistema il cui scopo principale è sospendere all’interno dei satelliti, prima di LISA Pathfinder e poi di eLISA, i due cubetti di oro-platino citati sopra senza nessun contatto con il resto del satellite, il cui moto relativo dovrebbe essere sensibile solo alle onde gravitazionali.

Per dare un’idea, qualunque forza più grande di cento miliardesimi di miliardesimo della forza peso che questi cubetti sentirebbero sulla Terra, approssimativamente il peso di un batterio, sarebbe un disturbo apprezzabile per LISA Pathfinder.

Questo ruolo di Trento, esercitato con il supporto finanziario dell’INFN, ora rappresentato a Trento dal TIFPA, e dell’ASI, ha valso al responsabile del laboratorio il ruolo di Principal Investigator (responsabile scientifico) dell’intera missione.

LISA Pathfinder ha una data di lancio fissata al 2 ottobre prossimo. Gli scienziati di Trento lavorano a ritmo frenetico per gli ultimi test e le ultime operazioni prima del lancio. Ancora più intensamente lavorano a preparare le operazioni della missione, che avranno inizio nella primavera prossima, dopo due mesi di crociera del satellite verso la sua orbita interplanetaria, e dureranno circa sei mesi. Infatti, per le operazioni di LISA Pathfinder, al contrario di quello che avviene normalmente per le missioni scientifiche, data la grande sofisticazione della strumentazione, il team del Principal Investigator siederà nello Science Operation Center. E le operazioni stesse sono state disegnate in collaborazione fra il team scientifico, che comprende l’ESA, il gruppo di Trento e alcune decine d’istituti in 7 Paesi europei e negli Stati Uniti.

Se tutto va bene, alla fine delle operazioni si potrà passare alla realizzazioni di eLISA, l’epoca dell’astronomia gravitazionale sarà cominciata e potremo finalmente sentire il concerto dei suoni dell’Universo. Stay tuned!

CONTATTI Laboratorio di Gravitazione sperimentale Dipartimento di Fisica via Sommarive 14, I-38123 Povo (Trento) tel. +39 0461 281504 df.supportstaff@unitn.it http://web.unitn.it/dphys/7387/gravitazione-sperimentale

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Paola Fusi è responsabile della Divisione Comunicazione ed Eventi dell’Università di Trento.

TELERILEVAMENTO E RADAR: DALL’ESPLORAZIONE PLANETARIA ALL’OSSERVAZIONE DELLA TERRA

Dalla ricerca di forme di vita elementari nello spazio al monitoraggio dell’ambiente, delle risorse naturali e delle attività antropiche sulla Terra.

L’attività di ricerca del Laboratorio di Telerilevamento dell’Ateneo intervista di Paola Fusi a Lorenzo Bruzzone

6 Il Laboratorio di Telerilevamento (Remote Sensing Laboratory, RSLab) del Dipartimento di Ingegneria e Scienza dell’Informazione (DISI) dell’Università di Trento sviluppa dal 1999 attività di ricerca sulle tecnologie dello spazio. Tali attività sono incentrate su sistemi di telerilevamento e sui radar, sia nell’ambito di missioni per l’esplorazione del Sistema Solare sia nell’ambito dell’osservazione della Terra. Il laboratorio, diretto da Lorenzo Bruzzone, professore ordinario di Telecomunicazioni del DISI, ha raggiunto una notevole visibilità internazionale, sia per i risultati e i riconoscimenti scientifici di alto livello ottenuti, sia per la leadership in progetti internazionali di primo piano e in missioni spaziali di rilievo.

Nell’ambito dell’esplorazione del Sistema Solare, basti ricordare il radar spaziale RIME (Radar for Icy Moon Exploration) che sarà protagonista della missione JUICE dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA) alla ricerca di tracce di vita tra le lune ghiacciate di Giove. Si tratta di un radar capace di misurare dallo spazio quello che avviene al di sotto della superficie delle lune ghiacciate fino a una profondità di circa 9 chilometri. Sotto la guida del professor Bruzzone, RIME verrà costruito in Italia con alcuni sottosistemi forniti dal Jet Propulsion Laboratory della NASA.

Per quanto riguarda l’Osservazione della Terra, sono molti i progetti internazionali finalizzati a sviluppare sistemi innovativi e tecniche automatiche di analisi dei dati in grado di estrarre l’informazione dall’enorme mole di dati resi disponibili dalla vasta rete di satelliti che orbitano attorno al nostro globo. Tra le attività più importanti va ricordato il ruolo di primo piano di RSLab nelle iniziative sui Big Data dell’ESA e vanno citati i vari progetti sullo sviluppo di sistemi di nuova generazione per la gestione delle emergenze (es. terremoti e alluvioni) e per il monitoraggio ambientale.

Professor Bruzzone, in cosa consiste la vostra ricerca?

La nostra ricerca è incentrata sullo sviluppo di sistemi di telerilevamento e radar e delle relative tecniche di elaborazione per l’estrazione automatica dell’informazione dai dati. La tecnologia è trasversale: i sensori si possono montare a bordo di satelliti in viaggio nel sistema solare per studiare i pianeti e i vari corpi celesti o a bordo di satelliti che rimangono in orbita attorno alla Terra e permettono di osservare il nostro pianeta in maniera sistematica. Gli strumenti di telerilevamento e radar attualmente disponibili possono riprendere immagini dallo spazio (a centinaia di km di distanza) con un dettaglio dell’ordine delle decine di centimetri. Ciò permette di affrontare problematiche legate al monitoraggio ambientale, al controllo del territorio, all’analisi delle attività antropiche dalla scala globale alla scala locale.

Chi sono le persone coinvolte?

Sono coinvolti ricercatori (a vario livello), studenti di dottorato, scienziati di altre università che spesso trascorrono periodi presso i nostri laboratori. È attiva una stretta collaborazione anche con la Fondazione Bruno Kessler (FBK).

Quali sono i vostri obiettivi nei prossimi anni?

Gli obiettivi sono molteplici. Sul lato dell’esplorazione planetaria i prossimi anni saranno cruciali perché vedranno lo sviluppo di RIME che dovrà essere pronto nel 2020 per essere poi lanciato verso il sistema gioviano nel 2022. Sono però in corso di studio altri radar per l’esplorazione del Sistema Solare che potranno essere integrati in nuove missioni. Dal lato dell’Osservazione della Terra, la sfida è quella di ideare nuovi sistemi che permettano di sfruttare al meglio l’enorme mole di dati fornita dai satelliti attualmente in orbita e di integrare tali dati con quelli acquisiti da piattaforme aeree e UAV per lo sviluppo di nuove tipologie di servizi.

Come pensa che questa tematica possa avere delle ricadute sulla vita di tutti i giorni o sul mondo delle imprese?

Non si deve pensare che la nostra sia un’attività di nicchia, le ricadute della nostra ricerca sono immediate e molto concrete e riguardano anche il Trentino.

Infatti, in collaborazione con la Provincia Autonoma di Trento, sono stati sviluppati progetti pilota per servizi basati sul telerilevamento aereo/satellitare a supporto della mappatura e della gestione delle foreste, del monitoraggio delle aree agricole e della mappatura del manto nevoso. Tali progetti aprono la strada a una nuova generazione di strumenti per la gestione e il controllo del territorio, capaci di fornire in tempi rapidi informazioni molto precise ad ampia scala. Insomma, la ricerca spaziale spesso percepita come ai confini con la fantascienza è di fatto al servizio delle esigenze più concrete delle amministrazioni pubbliche e dei cittadini.

Cercate dei partners o delle imprese con cui collaborare su queste tematiche?

I nostri principali partners sono le agenzie spaziali (in particolare l’ESA, l’ASI e la NASA) con cui abbiamo varie attività di collaborazione. Presso ESA abbiamo anche dei ruoli di rilievo in Advisory Board scientifici di prestigio. Ci sono poi partnership con le università, i centri di ricerca e le aziende principali nel settore a livello internazionale.

Queste ultime sono strategiche per trasformare i prodotti della ricerca in servizi innovativi.

CONTATTI Remote Sensing Laboratory (RSLab) Dipartimento di Ingegneria e Scienza dell’Informazione (DISI) Università di Trento via Sommarive 14, I-38123 Povo (Trento) +39 0461 282056 bruzzone@ing.unitn.it http://rslab.disi.unitn.it

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Mariolino De Cecco è professore associato presso il Dipartimento di Ingegneria industriale dell’Università di Trento

LO STUDIO DELLE COMETE E L’ORIGINE DELLA VITA

Il contributo dell’Università di Trento alla Missione Rosetta di Mariolino De Cecco

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Ho avuto modo di partecipare alla Missione Rosetta sin dal mio dottorato di ricerca. Il mio è stato un esempio in parte atipico, in quanto normalmente le università si occupano degli aspetti di ‘concetto’ mentre sono poi le aziende del settore aerospaziale che realizzano l’hardware da volo. Nel nostro caso invece abbiamo progettato, assemblato e qualificato sia i prototipi da qualifica che quelli da volo.

Il progetto di ricerca applicata e trasferimento tecnologico ha riguardato in una fase iniziale un gruppo di ricercatori dell’Università di Padova e, per quanto mi riguarda, è poi proseguito con l’Università di Trento.

In particolare, da quando sono all’Università di Trento, mi sono occupato dell’aggiornamento del software di taratura e controllo del meccanismo otturatore, vero e proprio cuore di entrambi i telescopi che compongono OSIRIS, nome dell’esperimento principale di Rosetta, composto da due telescopi, uno a campo largo per inquadrare la chioma della cometa e uno a campo stretto per inquadrare il nucleo. Nell’esperimento OSIRIS è stata coinvolta un’azienda media italiana, la Lika Electronics, per la realizzazione di componenti (encoders ottici ad alta risoluzione) che venivano realizzati solo negli Stati Uniti, in Francia e in Giappone.

Cos’è Rosetta? Definita missione ‘cornerstone’, Rosetta è una tra le più ambiziose imprese dell’Agenzia Spaziale Europea (ASE). L’obiettivo della missione è svelare i tanti misteri che ancora circondano le comete, così come la stele di Rosetta, grazie all’archeologo francese Champollion, permise di decifrare nel 1816 i geroglifici egizi. Le comete rappresentano i corpi primordiali dei processi fisici e chimici avvenuti durante la formazione del Sistema Solare rimasti pressoché incontaminati

grazie alla loro permanenza a grandi distanze dal Sole.

Si ritiene infatti che una buona parte dell’acqua degli oceani terrestri possa essere stata rilasciata dalle tante comete che hanno colpito il nostro pianeta durante le prime fasi e che gli elementi pre-biotici che hanno favorito lo sviluppo della vita potrebbero essere stati portati sulla Terra dalle comete. Lo studio delle comete è pertanto cruciale per la comprensione di molte delle incognite ancora esistenti relative alla nostra origine.

Non si tratta dunque di ricadute immediate quali quelle provenienti da missioni relative a sistemi orbitanti attorno alla Terra che permettono di localizzarci, monitorare lo stato del suolo, creare strutture di difesa (per citare solo alcuni esempi). Rosetta si rivolge alle origini della vita e, per ora, non sappiamo ancora quali saranno le ricadute concrete per la vita di tutti i giorni. Molti dei progressi e delle conquiste scientifiche che hanno segnato la nostra storia non sono stati realizzati attraverso un approccio diretto, ma tramite obiettivi più grandi e ambiziosi che portano a una maggiore motivazione per l’innovazione.

La ricerca in ambito spaziale è tra queste.

CONTATTI MIRO - Measurement Instrumentation and RObotics Dipartimento di Ingegneria industriale Università di Trento via Sommarive 9, I-38123 Povo (Trento) +039 0461 28 2512 – 2558 mariolino.dececco@unitn.it http://www.miro.ing.unitn.it/

Marinella Daidone lavora presso la Divisione Comunicazione ed Eventi dell’Università di Trento.

SINERGIE, RICERCA DI BASE E APPLICAZIONI INDUSTRIALI

Il Trento Institute for Fundamental Physics and Applications (TIFPA): un punto di riferimento importante anche per la ricerca spaziale intervista di Marinella Daidone a Marco Durante, direttore TIFPA

Non si può parlare di ricerca spaziale a Trento senza citare il Trento Institute for Fundamental Physics and Applications (TIFPA) creato nel 2013 dall’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), dall’Università di Trento, dalla Fondazione Bruno Kessler (FBK) e dalla Provincia autonoma di Trento (in particolare APSS).

Per capire quali progetti sta sviluppando in questo campo, abbiamo rivolto alcune domande al neodirettore del TIFPA Marco Durante, esperto di livello internazionale in fisica medica e radioprotezione nello spazio nonché direttore del Dipartimento di Biofisica del GSI Helmholtz Center di Darmstadt (Germania).

Professor Durante, ci può spiegare cosa fate al TIFPA? Il TIFPA si occupa di ricerca in fisica fondamentale ed applicata. È un centro di ricerca fortemente innovativo, che vuole generare sinergie fra i partners (INFN, Università di Trento, FBK ed APSS) e creare un canale completo che dalla ricerca di base conduce alle applicazioni pratiche.

Com’è composto il gruppo dei ricercatori?

Il TIFPA ha un piccolo gruppo di dipendenti diretti, ma attorno ad esso orbitano circa 100 associati INFN presso l’Università e ricercatori di FBK e APSS interessati alle applicazioni della fisica nucleare.

Quali sono i principali progetti relativi alla ricerca spaziale che portate avanti?

Il TIFPA gestisce, con l’Università di Trento ed FBK, esperimenti importantissimi nella fisica spaziale, quali LISA Pathfinder e AMS-2. Inoltre, insieme ad APSS stiamo sviluppando un simulatore della radiazione cosmica nel centro di protonterapia che sarà utilizzato per progettare le schermature dei veicoli spaziali e

per studiare il danno da radiazione agli astronauti e ai dispositivi elettronici in volo.

Abbiamo appena assistito alla tragedia del Nepal.

In futuro sarà possibile monitorare i terremoti dallo spazio?

L’esperimento Limadou che stiamo portando avanti sta esplorando questa affascinante possibilità. Il TIFPA sta costruendo il rivelatore che volerà su un satellite cinese.

L’ipotesi è che intensi flussi di elettroni ad alta quota siano legati ad intensi terremoti a terra.

Più in generale, come può la ricerca spaziale avere ricadute per la nostra vita quotidiana?

La ricerca spaziale è da sempre un volano per le applicazioni a terra. Gli esempi sono numerosissimi, ma limitandoci al TIFPA possiamo vedere come Limadou possa portare a una migliore capacità predittiva degli eventi sismici e la ricerca sulle radiazioni nello spazio possa aiutare i trattamenti oncologici con i fasci di protoni.

Come si può promuovere il trasferimento tecnologico in questo settore? È pensabile il coinvolgimento di piccole e medie imprese? È questo lo scopo del TIFPA: chiudere il cerchio fra la ricerca di base e l’applicazione industriale.

CONTATTI TIFPA - INFN c/o Dipartimento di Fisica, Università di Trento via Sommarive 14, I 38123 Povo (Trento) tel. +39 0461 281500 segreteria@lists.tifpa.infn.it http://www.tifpa.infn.it/index.php

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DA TRENTO A PASADENA: PAOLO BELLUTTA SI RACCONTA

Prima la laurea in Fisica all’Università di Trento, poi il lavoro al Jet Propulsion Laboratory, ora è membro del Mars Exploration Rover mission della NASA Intervista di Lino Giusti a Paolo Bellutta

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Paolo Bellutta, laureato in Fisica presso l’Università di Trento nel 1981, è ora membro del Mars Exploration Rover mission della NASA. Lo abbiamo raggiunto a Pasadena in California per chiedergli di raccontarci qualcosa della sua splendida avventura.

Come è iniziato tutto? Com’è nato il desiderio di lavorare alla NASA? Quando ho iniziato a lavorare non pensavo assolutamente a questo campo. Lo spazio era un posto distante, un mondo affascinante ma non un settore a cui pensare.

Una serie di scelte intermedie, quasi casuali, mi hanno invece portato a intraprendere questa carriera.

In particolare, nel 1998 risposi ad un annuncio di lavoro da parte del Jet Propulsion Laboratory (JPL) e nel giro di poco tempo mi trovai a Pasadena, California. JPL era chiaramente una meta molto ambita e non ci speravo. È stato un percorso lungo e difficile, ma mi ha dato modo di fare esperienze, trovare soddisfazioni risolvendo problemi e forse è stato questo che mi ha aiutato di più a proseguire.

Non ha mai pensato che fosse difficile arrivarci partendo da una piccola città delle Alpi?

Era una meta così lontana che non la consideravo come un possibile punto di sbarco. Io sono nato proprio agli albori della conquista dello spazio e le prime traballanti immagini in bianco e nero viste in TV rappresentavano eventi lontani dal mio mondo. Persino adesso a volte mi chiedo se sto facendo davvero questo lavoro. D’altra parte forse, essendo nato a Rovereto, il mio destino era predeterminato.

Che cosa l’ha colpita di più dal punto di vista della ricerca quando ha fatto il grande balzo dall’Italia agli Stati Uniti?

Sicuramente l’aspetto più evidente è la disponibilità di risorse, sia umane che di mezzi e fondi. Ma l’aspetto fondamentale è la determinazione con cui la gente lavora, a volte anche a discapito della creatività. Sarà uno stereotipo consumato, però noi Italiani cerchiamo di risolvere i problemi nella maniera più semplice anche tralasciando le metodologie tradizionali. Spesso questo risulta in soluzioni più eleganti e innovative.

Che cosa consiglierebbe a un giovane ricercatore sulla scorta della sua esperienza ai massimi livelli della ricerca spaziale?

Al giorno d’oggi la competizione nel mondo del lavoro è incredibile, essere versatili e preparati è essenziale più di quando io ho iniziato trent’anni fa. Cercare di ampliare i propri orizzonti offre più possibilità di impiego e rende anche più appetibili. La conoscenza specifica di un solo problema è importante, ma può venir appresa sul lavoro.

Qual è il progetto spaziale che lo ha coinvolto e appassionato maggiormente e che cosa le ha lasciato?

Sicuramente il progetto che mi ha appassionato di più negli ultimi 11 anni è il Mars Exploration Rover Project con i due rover Spirit e Opportunity. Sono stati la mia porta verso lo spazio e il pianeta Marte. Capire come vengono gestite queste missioni, le scelte che vengono fatte da un punto di vista scientifico e tecnologico è affascinante. Questi rover sono come protesi che estendono le mie capacità e mi danno accesso a un altro mondo. E non sono il solo a pensarla in questo modo: spesso noi ci troviamo a gesticolare per immaginare

Lino Giusti lavora presso la Divisione Supporto alla Ricerca scientifica e al Trasferimento tecnologico dell’Università di Trento.

come i veicoli lavorino su Marte, in modo così vivido da associare tratti caratterali ai rover che, come tutte le navi da esplorazione, vengono immaginati di genere femminile. Spirit era molto difficile da gestire, sempre a richiamare la nostra attenzione. Opportunity invece ha sempre avuto successo in tutto. Curiosity è molto complessa, ha una coda termonucleare e un LASER da 10 megawatt. Esplorare un altro pianeta, vedere ogni giorno posti nuovi mi porta a pensare a come i navigatori dei secoli scorsi si sono sentiti approdando nelle varie zone del nostro pianeta e cosa sia accaduto dopo.

Dal suo punto d’osservazione privilegiato, cosa cambierà nei prossimi anni nella vita di tutti i giorni grazie alla ricerca spaziale e alla tecnologia che viene sviluppata attorno ad essa?

Non c’è dubbio che negli ultimi 20-25 anni Internet abbia modificato radicalmente la vita di tutti i giorni, la robotica sarà la prossima tecnologia che cambierà la nostra vita. Robotica intesa come sistemi meccanici controllati da sistemi che interagiscono con l’ambiente, non già come umanoidi che troveremo per strada.

Probabilmente l’industria dei trasporti sarà la prima ad essere visibilmente modificata. Già oggi ci sono autovetture che si parcheggiano da sole o che avvertono il guidatore di potenziali pericoli o addirittura prendono il controllo e correggono velocità e traiettoria in autostrada.

In un futuro non troppo distante mi immagino piccoli veicoli che possono trasportare uno o due persone senza bisogno di assistenza umana, dando libertà di movimento anche a disabili. Avremo sicuramente

veicoli pesanti e riconfigurabili, che possano trasportare merci in diverse quantità rendendo superflui i centri di smistamento.

Le strade a sola guida automatica sono alle porte e ci permetteranno di ridurre incidenti e rallentamenti dovuti al traffico. Probabilmente i nostri nipoti considereranno la patente di guida come una cosa esotica e non essenziale. Anche il trasporto aereo e ferroviario verrà robotizzato. Già molti aeroporti hanno sistemi di movimento persone totalmente robotizzati e i più recenti velivoli percorrono la maggior parte del percorso in maniera totalmente autonoma. Vedremo sempre più spesso nei nostri cieli piccoli veicoli per il trasporto di piccole quantità di materiale, in sostituzione di corrieri espresso.

Sarà necessario prepararsi a convertire il personale coinvolto, dato che molti dei mestieri che svolgono questi ruoli spariranno, ma questo è un problema che coinvolgerà la nostra società sempre di più.

L’evoluzione della tecnologia è molto più veloce dell’evoluzione sociale e gli studenti di oggi verranno impiegati in figure professionali non ancora inventate.

APPROFONTIMENTI Mars Exploration Rover mission http://mars.nasa.gov/mer/home/ Credits foto: Marco e Paolo Bellutta

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SUL PROSSIMO KNOWTRANSFER IL FESTIVALMETEOROLOGIA Prima edizione a Rovereto il 16 e 17 ottobre, un appuntamento da non perdere

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Dopo lo spazio il meteo. Il prossimo numero monografico di Knowtransfer sarà dedicato alla prima edizione del Festivalmeteorologia, che si svolgerà a Rovereto il 16 e 17 ottobre, alla ricerca scientifica e tecnologica e al trasferimento di conoscenze che gravitano intorno a questo settore.

Il Festivalmeteorologia rappresenta un’occasione unica per favorire l’incontro, la conoscenza reciproca e l’interazione tra le diverse realtà della meteorologia italiana. La manifestazione riunisce gli operatori dei servizi meteorologici, istituzionali e privati, i professionisti e le aziende che operano nel settore, i ricercatori, gli utenti dei servizi e dei prodotti meteorologici, gli appassionati di meteorologia, ma anche docenti e studenti delle scuole di ogni livello e il grande pubblico in generale. La meteorologia, infatti, è sempre più presente nella nostra vita quotidiana: consultiamo ogni giorno le previsioni del tempo per programmare le nostre attività e per prendere le più svariate decisioni.

Fulcro del Festival sarà un ricco programma di interventi divulgativi, scientifici e tecnici, che accenderanno il dibattito su temi di grande attualità collegati alla meteorologia. Una fiera della strumentazione e dei servizi meteorologici e una variegata proposta di attività culturali e ludico-ricreative a tema contribuiranno ad accendere i riflettori sulla meteorologia e sulle profonde e pervasive influenze del “tempo che fa” sulle attività quotidiane.

“Con il Festivalmeteorologia – spiega il responsabile scientifico Dino Zardi dell’Università di Trento – vogliamo proporre un contributo alla diffusione e al consolidamento di una cultura meteorologica di base, attualmente carente in Italia, ma sempre più necessaria per poter comprendere e interpretare la mole di informazioni meteorologiche quotidianamente diffusa dai vari mezzi di comunicazione. In questo senso il Festival sarà un’occasione unica di incontro tra le diverse realtà della meteorologia italiana.”.

Ma la ricerca spaziale e la meteorologia sono davvero così lontane? Lo abbiamo chiesto al professor Zardi. “Al contrario sono molto collegate reciprocamente: basti pensare agli enormi benefici che la meteorologia ha ricevuto dallo sviluppo dei satelliti per le osservazioni di interesse atmosferico, che fanno ormai parte integrante non solo delle attività operative previsionali, ma anche della ricerca più avanzata. Non a caso saremo onorati della presenza, fra i relatori del festival, del professor Roberto Battiston, presidente dell’Agenzia Spaziale Italiana”.

Consulta il programma sul sito del Festival e seguici anche su facebook.

CONTATTI Festivalmeteorologia 2015 per informazioni: info@festivalmeteorologia.it per la partecipazione delle aziende (area espositiva): aziende@festivalmeteorologia.it www.festivalmeteorologia.it

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Tecnologie e saperi tra università e impresa Si ringrazia per la preziosa collaborazione nella realizzazione del numero l’Agenzia Spaziale Italiana (ASI) Si ringraziano inoltre: NASA - National Aeronautics and Space Administration ESA - European Space Agency TIFPA - Trento Institute for Fundamental Physics and Applications

In questo numero

1 LA MISSIONE FUTURA: FARE RICERCA NELLO SPAZIO Samantha Cristoforetti sulla Stazione Spaziale Internazionale

8 LO STUDIO DELLE COMETE

E L’ORIGINE DELLA VITA Il contributo dell’Università di Trento alla Missione Rosetta L’obiettivo della Missione Rosetta dell’Agenzia Spaziale Europea (ASE) è svelare i tanti misteri che ancora circondano le comete, così come la stele di Rosetta, grazie all’archeologo francese Champollion, permise di decifrare nel 1816 i geroglifici egizi.

La missione FUTURA ha un nutrito programma scientifico costituito da esperimenti condotti in condizioni di microgravità dai quali è atteso un ritorno positivo in termini di conoscenza e di innovazione tecnologica. a cura della redazione in collaborazione con l’Agenzia Spaziale Italiana

2 LA RICERCA SPAZIALE PER MIGLIORARE LA QUALITÀ DELLA VITA Dalle missioni europee su Marte alla space economy al trasferimento di tecnologie dallo spazio alla Terra e dalla Terra allo spazio. Ne parliamo con il presidente dell’Agenzia Spaziale Italiana Una quantità incredibile di cose nella vita quotidiana dipende dallo spazio, telecomunicazioni, monitoraggio dell’atmosfera e della terra, gestione delle emergenze, solo per citarne qualcuna. Lo spazio è sinonimo di progresso, di miglioramento della qualità della vita. Non investire nello spazio significa non credere nel futuro.

di Mariolino De Cecco

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SINERGIE, RICERCA DI BASE E APPLICAZIONI INDUSTRIALI Il Trento Institute for Fundamental Physics and Applications (TIFPA): un punto di riferimento importante anche per la ricerca spaziale Il TIFPA si occupa di ricerca in fisica fondamentale ed applicata. È un centro di ricerca fortemente innovativo, che vuole generare sinergie fra i partners (INFN, Università di Trento, FBK ed APSS) e creare un canale completo che dalla ricerca di base conduce alle applicazioni partiche. intervista di Marinella Daidone a Marco Durante, direttore TIFPA

intervista di Vanessa Ravagni a Roberto Battiston, presidente ASI

4 ASCOLTARE L’UNIVERSO ATTRAVERSO LE ONDE GRAVITAZIONALI Il contributo dell’Università di Trento alla missione spaziale LISA Pathfinder. Data di lancio fissata per il prossimo 2 ottobre La missione LISA Pathfinder è stata concepita dal team del Laboratorio di Gravitazione sperimentale dell’Università di Trento insieme ai colleghi del Max Planck di Hannover.

Trento ha anche disegnato e guidato lo sviluppo industriale di una parte essenziale della strumentazione, i sensori inerziali.

10 DA TRENTO A PASADENA:

PAOLO BELLUTTA SI RACCONTA Prima la laurea in Fisica all’Università di Trento, poi il lavoro al Jet Propulsion Laboratory, ora è membro del Mars Exploration Rover mission della NASA “Questi rover sono come protesi che estendono le mie capacità e mi danno accesso a un altro mondo. Esplorare un altro pianeta, vedere ogni giorno posti nuovi mi porta a pensare a come i navigatori dei secoli scorsi si sono sentiti approdando nelle varie zone del nostro pianeta e cosa sia accaduto dopo.” intervista di Lino Giusti a Paolo Bellutta

di Stefano Vitale

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TELERILEVAMENTO E RADAR: DALL’ESPLORAZIONE PLANETARIA ALL’OSSERVAZIONE DELLA TERRA Dalla ricerca di forme di vita elementari nello spazio al monitoraggio dell’ambiente, delle risorse naturali e delle attività antropiche sulla Terra.

L’attività di ricerca del Laboratorio di Telerilevamento dell’Ateneo Il radar spaziale RIME (Radar for Icy Moon Exploration) sarà protagonista della missione JUICE dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA) alla ricerca di tracce di vita tra le lune ghiacciate di Giove. RIME verrà costruito in Italia, sotto la guida di Lorenzo Bruzzone, con alcuni sottosistemi forniti dal Jet Propulsion Laboratory della NASA. intervista di Paola Fusi a Lorenzo Bruzzone

http://knowtransfer.unitn.it

12 SUL PROSSIMO NOWTRANSFER IL

FESTIVALMETEOROLOGIA Prima edizione a Rovereto il 16 e 17 ottobre, un appuntamento da non perdere Il Festivalmeteorologia riunisce gli operatori dei servizi meteorologici, i professionisti e le aziende che operano nel settore, i ricercatori, gli utenti dei servizi e dei prodotti meteorologici, docenti e studenti delle scuole di ogni livello e tutti gli appassionati di meteorologia.

Il programma del festival è consultabile sul sito www. festivalmeteorologia.it. Si può seguire l’evento anche su facebook.