La tecnologia venuta dallo spazio

Spacecraft re-entry vehicle sensor to meaure human breath
Dispositivo miniaturizzato per il rilevamento di gas
3 Settembre 2008

INTERVISTA 18-2008. I Paesi Membri dell’ESA investono nello spazio circa 3 miliardi di euro ogni anno. Ricerche astronomiche, indagini sulla Terra, volo umano, telecomunicazioni ma anche lo sviluppo di nuova tecnologia con ricadute, a volte impreviste, sulla vita quotidiana.

È il caso, per esempio, di nuovi dispositivi miniaturizzati per il rilevamento dei gas. A che cosa sono serviti?

Si sono rivelati utili, per esempio, per l’analisi delle capacità polmonari dei pazienti: è possibile determinare, in diretta respiro dopo respiro, la quantità di ossigeno e la quantità di biossido di carbonio presenti nell’aria emessa, oltre naturalmente al flusso totale. E questo ci dà indicazioni importanti sulla funzionalità dell’apparato respiratorio. I dispositivi sono molto piccoli – meno di una monetina da 1 centesimo di euro, e leggeri, in ceramica, e possono essere facilmente incorporati in maschere del tutto analoghe a quelle già esistenti.

Questa tecnologia non solo è utile per i pazienti con problemi respiratori, ma può essere utilizzata anche per tenere sotto controllo le prestazioni degli atleti, per esempio. Un’altra applicazione immediata dei sensori è l’analisi in tempo reale dei processi di combustione, sia industriali che domestici, per esempio per ottimizzare l’efficienza degli inceneritori.

Il punto è del tutto analogo al precedente: i sensori sono in grado di determinare la quantità di biossido di carbonio e di ossigeno nel gas combusto, dando ai tecnici un’indicazione quantitativa sull’efficienza della combustione. Utilizzando le misure in tempo reale dei rivelatori e agendo di conseguenza si potrebbe ridurre il consumo di carburante di circa il 10-15%.

Space sensor used in human breath measuerment masks
Maschera con sensori spaziali utili all'analisi delle capacità polmonari

È possibile anche il viceversa, cioè che le tecnologie terrestri siano utili allo spazio?

È possibile e succede. Per rimanere sull’esempio di prima, i rivelatori di cui abbiamo parlato sono stati adattati anche per identificare perdite di idrogeno (con il relativo rischio di esplosioni) nelle industrie che fabbricano celle solari.

I dispositivi così modificati sono stati riutilizzati a bordo della Stazione Spaziale Internazionale, in particolare su un’unità sperimentale, il FIPEX (Flux (Phi) Probe Experiment - Time resolved Measurement of Atomic Oxygen), che misura il livello dei gas all’esterno della ISS stessa.

Spesso succede che dalla vita quotidiana emergano domande e richieste di nuova tecnologia che, rivolgendosi allo spazio, trovano risposte pronte o facilmente riadattabili. Lo sport, per esempio, è un settore che spesso utilizza nuovi materiali sviluppati per lo spazio: è accaduto sia per la Formula 1, che per le gare di navigazione, che per lo sviluppo di protesi ad alta efficienza usate nelle Paraolimpiadi.

Nella scorsa edizione, per esempio, l’atleta tedesco Wojtek Czyz ha vinto 100 metri, 200 metri e salto in lungo con una protesi che ha utilizzato anche tecnologia venuta dallo spazio.

L'unità sperimentale FIPEX sulla ISS

Come funziona questo dialogo fra tecnologia dello spazio e tecnologia terrestre?

Le tecnologie sviluppate appositamente per lo spazio hanno diversi requisiti che, in teoria, sono molto interessanti per il mercato di oggi. Per esempio devono essere leggere, devono essere resistenti, non devono richiedere l’intervento sul posto di un operatore – non si possono riparare chiamando semplicemente un tecnico – devono avere un basso consumo energetico – o comunque un consumo molto controllato.

Queste caratteristiche sono di per se requisiti di base interessanti per il mercato. Naturalmente il problema principale sta nell’individuare una tecnologia sviluppata per lo spazio un’applicazione competitiva che soddisfi un’esigenza di mercato reale sulla Terra.

L’ESA ha un programma di Trasferimento di Tecnologia dallo spazio alla Terra e ha recentemente predisposto un forum di tecnologia, consultabile in rete, sul quale si trova un elenco di circa 350 tecnologie europee selezionate come promettenti e circa 450 tecnologie richieste dal mercato: si va dalla scienza della vita all’informatica. Non solo: chiunque sia interessato può segnalare la sua specifica richiesta, in modo da vedere se tra le tecnologie sviluppate per lo spazio, ve ne sia già una promettente per le sue necessità.

L’ESA supporta direttamente le industrie che si impegnano in un trasferimento di tecnologia, anche attraverso il suo Incubatore di Impresa ESI (European Space Incubator) e il network associato di incubatori europei (ESINET), che mette a disposizione assistenza tecnica, strutture e facilità d’accesso a fondi specifici o a partnership industriali.

Spacesuit
L'astronauta dell'ESA André Kuipers con la tuta spaziale

Possiamo fare qualche altro esempio di trasferimento tecnologico che ha avuto successo?

Un esempio semplice: le tute multistrato per le uscite nello spazio degli astronauti sono in grado di resistere al calore dell’esposizione solare, che in assenza di atmosfera, è estremo. La stessa tecnologia è stata adottata per alcuni modelli di tute da pompiere.

Un esempio meno semplice: fra gli strati, le tute spaziali ospitano strumenti leggerissimi e molto piccoli, in grado di monitorare alcuni parametri indicativi dello stato di salute dell’astronauta, come per esempio il battito cardiaco.

Gli stessi dispositivi sono stati incorporati in pigiami per bambini per la prevenzione della cosiddetta sindrome della morte improvvisa (a volte viene chiamata “morte in culla”), che può colpire – senza preavvisi particolari – i neonati nel corso del loro primo anno di vita. Ma voglio finire tornando ancora allo sport e al gioco.

Un’impresa olandese-tedesca ha avuto l’affascinante idea di sposare fra loro due passioni diffuse: quella per le gare automobilistiche e quella per i video giochi. L’idea è semplice: dotando di ricevitori satellitari l’auto in corsa, le loro prestazioni possono essere trasferite in tempo reale su una consolle, trasformandole così in auto virtuali contro le quali gareggiare. Insomma, invece di giocare contro improbabili avversari, è possibile affrontare direttamente Alonso e Hamilton. Una sfida da non poco!

Le interviste

Dal maggio 2000, con cadenza settimanale, RAI NEWS 24 - canale televisivo digitale della RAI dedicato all'aggiornamento in tempo reale - riserva all'ESA uno spazio di approfondimento di 5 minuti: un'intervista su una notizia di attualità legata alle attività nello spazio.

I servizi vengono ritrasmessi ulteriormente su RAI International e RAI 3. Si va dagli approfondimenti sulla Stazione Spaziale Internazionale, alle scoperte scientifiche dei satelliti dedicati all'astronomia, alle applicazioni concrete legate alle osservazioni della Terra dallo spazio.

I giornalisti della Rai, Lorenzo di Las Plassas, Stefano Masi, Marco Dedola si alternano nel discutere con il giornalista scientifico che collabora con l'ESA, Stefano Sandrelli, per dare un'idea dell'argomento e per approfondirne un aspetto, in modo che, leggendo di seguito le interviste relative a uno stesso settore se ne abbia uno spaccato sempre più ampio, venendo a conoscenza di cose sempre nuove.

Per ulteriori informazioni, rivolgersi a: Dieter.Isakeit@esa.int.

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