L’Unical alla conquista dello Spazio

Il professore Valentini comunica il via libera dell’ESA a Plasma Observatory

Traguardo storico per la ricerca spaziale italiana e per l’Università della Calabria. A tre anni dall’ingresso nella terna delle candidate, la missione spaziale Plasma Observatory incassa il ‘via libera’ decisivo dall’Agenzia Spaziale Europea (ESA) e si appresta a entrare nella fase operativa. Per la progettazione e la costruzione dell’intera costellazione Plasma Observatory, l’ESA prevede un investimento complessivo a livello europeo di 727 milioni di euro.
“È una soddisfazione immensa. Lavoravamo dal 2014, perché questo progetto un po’ è ‘figlio’ del precedente che allora sottoponemmo all’ESA e che poi non fu selezionato. Abbiamo deciso di riprovarci, nel 2019 abbiamo iniziato a lavorare all’evoluzione di quel progetto che è molto diverso da quello originario e che questa volta invece ha avuto il giudizio favorevole dell’ESA. Credo che sia una soddisfazione non solo personale, ma per tutto il Dipartimento che ho l’onore di dirigere, per l’università, per la Calabria. È un progetto a guida italiana: la coordinatrice è la ricercatrice Maria Federica Marcucci dell’INAF di Roma. Siamo in 9, le istituzioni italiane rappresentate sono due: l’Istituto Nazionale di Astrofisica e l’Università della Calabria, che è l’unico ateneo italiano all’interno di questo team che si chiama Science Study Team della missione Plasma Observatory”, ha raccontato a PdV Francesco Valentini, docente ordinario, direttore del Dipartimento di Fisica dell’Università della Calabria e membro dello Science Study Team (SST) dell’ESA. Il progetto si propone “di esplorare e studiare la magnetosfera terrestre, la bolla magnetica che si forma quando la radiazione solare investe il campo magnetico terrestre e che di fatto ci protegge dalla radiazione solare, perché senza questo scudo protettivo probabilmente la vita non sarebbe potuta nascere sul nostro pianeta. Studiare e capire come funziona questo equilibrio che c’è fra ciò che arriva dal Sole e lo scudo protettivo della Terra è molto importante. È pari a 727 milioni di euro il finanziamento che l’ESA mette a disposizione per costruire i 7 satelliti che formeranno la nostra costellazione, ovviamente le agenzie nazionali metteranno a disposizione il budget per costruire la strumentazione che metteremo a bordo e per supportare la fase scientifica. Da qui fino al lancio della missione, che è previsto nel 2039, anche l’Università della Calabria riceverà finanziamenti per formare e assumere giovani ricercatori e giovani ricercatrici. La notizia ha avuto grande risonanza sulla stampa, ho manifestato al Magnifico Rettore la volontà di raccontare al di fuori dell’Università questa missione. L’ho raccontata prima al presidente della Regione, Roberto Occhiuto; poi al Ministero dell’Università e della Ricerca abbiamo presentato il progetto alla ministra Anna Maria Bernini, che ci ha accolto con entusiasmo e ha manifestato la sua soddisfazione per questo successo”. Abbiamo intervistato il professore Valentini.

Perché 7 satelliti? Quali le caratteristiche?
Il motivo del numero risiede nella caratteristica fondamentale del sistema che vogliamo studiare. Lo Spazio è riempito dal plasma. A causa delle elevate temperature il gas non è neutro, gli elettroni si staccano dai nuclei, quindi abbiamo cariche positive e cariche negative. Questo plasma è uno di quei sistemi che noi chiamiamo sistemi complessi e che hanno una caratteristica, l’accoppiamento di scala, cioè i fenomeni che si sviluppano all’interno di questi sistemi hanno la caratteristica di accoppiare naturalmente scale diverse, ovvero ciò che succede a una certa grandezza influenza ciò che succede a una grandezza più piccola. Servono 4 satelliti per studiare le cose in maniera tridimensionale, 3 punti stanno su un piano, sistemiamo un primo tetraedro a una certa scala spaziale. Per studiare cosa succede alla scala più piccola dovremmo avere un altro tetraedro a quella scala, sarebbero 8, però se facciamo in modo che uno di questi satelliti è condiviso fra i due, possiamo ottimizzare e scendere a 7. Quindi la formazione tetraedrica a due scale ci permette di studiare contemporaneamente quello che succede a due scale diverse in tre dimensioni. Le 7 sonde verranno progettate in maniera analoga, però uno di questi satelliti è condiviso fra le due formazioni tetraedriche. Questa misura non è mai stata fatta nella storia in nessun altro sistema, per la prima volta avremo accesso a dei dati di cui non siamo mai stati a disposizione, per cui ci aspettiamo di avere informazioni scientifiche che non abbiamo mai potuto ottenere prima.

È già iniziata la realizzazione?
A giugno l’ESA ha raccomandato la selezione di PlasmoSat al panel formato dai delegati dei paesi membri dell’ESA, i delegati dei paesi membri dell’ESA hanno formalmente recepito questa recommendation scientifica e da qui fino a novembre bisognerà consolidare e verificare l’impegno economico di tutte le Agenzie spaziali nazionali, quindi questa è una negoziazione fra loro. Finita questa fase, a novembre inizierà quella che chiamiamo fase B1, la fase di realizzazione e implementazione, compresa la fase industriale, da lì inizierà la costruzione. La fase B1 verrà seguita dallo stesso gruppo di persone che ha seguito la fase di studio di fattibilità. La fase B1 durerà 13 anni, fino al 2039. Abbiamo redatto lo studio di fattibilità, tutte le verifiche e le modifiche richieste dall’ESA sono state fatte. La fase di costruzione inizierà a partire da novembre 2026.

Potrebbe essere coinvolto il nostro Paese, in particolare il Sud?
ESA selezionerà una grossa azienda che si occuperà di costruire il satellite, poi ci sarà il coinvolgimento di aziende più piccole, mi aspetto che anche aziende italiane, perché no, aziende del Sud possano essere coinvolte. Abbiamo aziende che si occupano di tecnologie innovative, mi auguro che possano arrivare finanziamenti, al di fuori dell’università, che possano coinvolgere anche realtà locali.

Un lavoro di rete…
Come gruppo di astrofisica ci occuperemo della parte puramente scientifica, ovviamente avremo la necessità di coinvolgere altri colleghi di altri dipartimenti con i quali peraltro già collaboriamo; ad esempio il progetto di costruzione del radiotelescopio solare che verrà intitolato alla memoria di Vincenzo Carbone sarà costruito insieme all’Istituto Nazionale di Astrofisica e verrà posizionato vicino all’infrastruttura di ricerca STAR.

Quale la motivazione che ha spinto l’ESA a scegliere Plasma Observatory?
La motivazione dell’ESA è stata veramente forte. La nostra missione è stata scelta perché rappresenta una sfida tecnologica senza precedenti. Costruire e gestire questa formazione di satelliti che orbitano attorno alla Terra è per ESA una sfida tecnologica. È stato riconosciuto il valore scientifico di unicità che ha questa missione in questo momento nella magnetosfera terrestre. Non ci sono altre missioni nel mondo, non ce ne sono altre previste, quindi questa è l’unica in questo momento che darà questo tipo di informazioni scientifiche; poi è stata riconosciuta la maturità di un gruppo che lavora sullo sviluppo di questa idea scientifica da tanto tempo.

Quando ha compreso la forza di questo progetto?
Sicuri non lo si è mai, però forse la consapevolezza l’ho avuta durante il meeting di aprile a Parigi, quando sono state presentate tutte e 3 le missioni competitors. Lì ho visto la forza del nostro team, la bontà del nostro progetto quando è stato presentato al pubblico. Mi sono reso conto che forse il nostro team aveva in questo momento una marcia in più. Tutte le missioni sono di altissima qualità, la selezione si è basata su dettagli scientifici, però è stato riconosciuta la tempistica, questo è il momento giusto per fare questa missione. Il progetto è frutto di anni di lavoro, abbiamo curato ogni minimo dettaglio.

Si potrà forse rispondere alla domanda sul perché la vita si sia formata solo sulla Terra…
Per far sì che su un pianeta si possa sviluppare la vita come la conosciamo noi la presenza della magnetosfera è fondamentale. È improbabile che non ci siano altri di questi sistemi nell’universo. Visto che l’universo è formato da centinaia di miliardi di galassie che contengono centinaia di miliardi di stelle intorno alle quali ruotano tantissimi pianeti, è altamente improbabile che non ci sia un altro sistema analogo.

C’è correlazione con il cambiamento climatico?
La missione Plasma Observatory darà interessanti dati scientifici anche nel campo dello space weather, la meteorologia spaziale, che si propone di predire gli effetti di ciò che accade sul Sole, sul clima e sulla Terra. Se fossimo capaci di stabilire con certezza che ci sia una correlazione tra il clima sulla Terra e ciò che accade sulla nostra stella e di prevedere anche quali sono gli effetti di queste relazioni Sole-Terra, avremmo fatto un enorme passo in avanti, perché questo ha anche un interesse dal punto di vista economico, nel senso che ormai ci sono tantissimi satelliti che orbitano attorno alla Terra. Questi satelliti sono basati su tecnologie avanzatissime. Se dovessero essere investiti da una di queste esplosioni coronali di materia molto energetica, la tecnologia verrebbe danneggiata gravemente, quindi se fossimo capaci di prevederlo, potremmo per esempio spegnere i satelliti ed evitare danni di questo tipo. Bisogna stabilire in maniera concreta quale sia la relazione causa-effetto sul clima. I dati di Plasma Observatory potrebbero aiutare a dare risposte anche in questo campo, questa è un’altra cosa che l’Agenzia Spaziale Europea ha apprezzato molto.

Progetti come questi necessitano di collaborazione tra diversi Paesi, potrebbero essere forieri di messaggi di pace?
Il team che gestisce questa missione è formato da nove persone, due italiane e gli altri provenienti da paesi europei. Questa è solo la punta dell’iceberg, perché il team che lavora a questa missione è formato da centinaia di persone di tutto il mondo. Stabilire relazioni fra paesi, scienziati che abbiano come obiettivo quello della conoscenza e non quello della guerra rappresenta una speranza. È ovviamente una speranza che noi abbiamo sempre, magari potrebbe essere questa la via per una pace in futuro nel mondo.

Occorre formare nuovi ricercatori. È già partita la sfida?
La sfida è già partita, cerchiamo di raccontare agli studenti di scuole di ogni ordine e grado quello che facciamo per attirarli. Al corso di laurea triennale in Fisica abbiamo un numero di iscritti che non è paragonabile a quello di qualche anno fa, è in linea con le medie nazionali, per cui adesso abbiamo veramente la responsabilità di dare un futuro a questi ragazzi che decidono di lavorare con noi. Ci auguriamo che con questi finanziamenti avremo la possibilità di dare a questi ragazzi una prospettiva.

È importante saper comunicare i risultati. Quanto sta investendo in questo?
Ci siamo resi conto che saper comunicare la scienza è cruciale, anche per far capire al pubblico che quello che facciamo qui deve avere anche un impatto sul territorio. Abbiamo una redazione social formata solo da studenti, cui abbiamo affiancato un direttivo di docenti guidati dalla mia delegata alla comunicazione, la dottoressa Alexa Guglielmelli. Molti dei miei post hanno un grande numero di visualizzazioni, questo è tutto merito loro. Il 9 luglio parteciperò ad un evento a Cerisano, il 10 luglio faremo la veglia delle stelle al campo estivo degli scout di Cosenza 6 per una presentazione sui buchi neri, le onde gravitazionali, porteremo il telescopio e faremo osservazioni. Organizzeremo delle summer school di astrofisica in collaborazione con le Terme Sibarite, si tratta di 3 scuole diverse, una di fisica quantistica e due di astrofisica. Abbiamo visto che i ragazzi si entusiasmano.

Ci sono studenti provenienti da altre regioni che decidono di venire a studiare qui?
Sì, una ragazza che ha conseguito la laurea triennale al Politecnico di Milano ora è una nostra studentessa di magistrale. Vuol dire che qualcosa sta succedendo, qualcosa sta cambiando.