Dalla Calabria alla Luna. Il contributo Unical alla missione Artemis

Missione Artemis, dopo oltre mezzo secolo da Apollo 17, astronauti in viaggio verso il nostro satellite. Il contributo dell’Unical e del professor Alfredo Garro, docente di Sistemi di elaborazione delle informazioni

A 54 anni da Apollo 17, e nel nome della sua gemella del mito, l’uomo torna ad avvicinarsi alla Luna. Il primo aprile scorso (le 00:35 del 2 aprile in Italia), dal Kennedy Space Center di Cape Canaveral, è decollata la missione Artemis II, la prima con equipaggio umano del programma destinato a riportare l’uomo (e a portare la prima donna) sul nostro satellite. L’allunaggio è previsto, secondo i programmi attuali, nel 2028, con Artemis IV. Da lì in poi i piani della Nasa sono quelli di tornare sulla Luna, più volte, per nuovi test e per realizzare un avamposto che porterà l’esplorazione spaziale umana a raggiungere destinazioni più lontane. Marte, su tutte.
In questo nuovo capitolo del rapporto tra uomo e spazio che si sta scrivendo, un contributo importante arriva dalla Calabria.

L’UNICAL E LA MISSIONE ARTEMIS

Dall’Unical, per essere precisi, e dal professor Alfredo Garro, docente di Sistemi di elaborazione delle informazioni. Garro ha contribuito, insieme a un team internazionale di ricercatori di cui è vicepresidente, alla definizione di SpaceFOM (Space Reference Federation Object Model), lo standard per simulazioni spaziali adottato dalla Nasa per il programma Artemis. Di cosa si tratta? Facciamo un passo indietro, lungo gli ultimi 50 anni. Perché anche se non siamo più tornati (con equipaggio umano) sulla Luna, l’esplorazione spaziale ha fatto grandi passi avanti e ha visto crescere una rete di collaborazione tra Paesi. Nel ‘69, in piena Guerra Fredda, gli Usa arrivavano sulla Luna per riaffermare il proprio primato in ambito di ricerca spaziale, sull’Urss, che qualche tempo prima aveva mandato in orbita lo Sputnik. La competizione, negli anni successivi, ha lasciato il passo alla cooperazione tra le agenzie spaziali, dagli Stati Uniti alla Russia, passando per l’Europa e arrivando al Giappone.

Una collaborazione che è plasticamente rappresentata dalla Stazione spaziale internazionale, lanciata in orbita a fine 1998. «Possiamo considerarla una palestra di pace» commenta, al telefono, Alfredo Garro. E di dialogo. Il punto, però, è che se ricercatori e astronauti una lingua comune per capirsi ce l’hanno, l’inglese, tutt’altra storia abbiamo davanti quando a interagire tra loro – interoperare, termine corretto – sono i diversi moduli di missione.

GARRO: «UNA PALESTRA DI PACE»

«Una missione spaziale deve essere pianificata e simulata in tutte le sue fasi. Questo avviene con il contributo di team enormi di ricercatori, agenzie spaziali e aziende. Ciascuno, naturalmente, usa la propria tecnologia proprietaria. Quando i diversi modelli devono integrarsi nella simulazione unica di missione, serve una ‘lingua comune’ che consenta di dialogare – spiega Garro – E questa ‘lingua comune’ è SpaceFOM». Il rilascio della prima versione ufficiale di SpaceFOM risale al 2020, con l’annuncio, da parte della Nasa, del suo utilizzo nel programma Artemis.

Una bella soddisfazione professionale.

«Sì, certo. Senti di aver dato un contributo concreto e di non essere solo uno spettatore di questa sfida storica. Un piccolo tassello, perché ovviamente sono programmi enormi – può immaginare quanti ingegneri, scienziati lavorino su Artemis – però un tassello fondamentale. Senza lo SpaceFOM, senza questa tecnologia, tutte le simulazioni che sono state fatte in questi anni e che hanno portato ad Artemis I prima e Artemis II ora, necessarie per assicurare che la missione potesse avere successo, non si sarebbero potute fare. Simulazioni necessarie per la sicurezza degli astronauti, l’adeguatezza dei sistemi di terra e a bordo, l’integrazione tra il modulo di servizio costruito in Europa di Orion, la capsula realizzata negli Stati Uniti, i contributi delle varie aziende coinvolte».

Riavvolgiamo il nastro, come siamo arrivati fin qui?

«Torniamo indietro di una decina di anni. Prima con l’Università di Genova, poi con un team che avevo costituito all’Unical, ho potuto partecipare al Simulation Exploration Experience, un progetto avviato nel 2011 dalla Nasa e che coinvolge ogni anno università, centri di ricerca e aziende in una sfida annuale di modellazione e simulazione di una missione spaziale. Ogni anno si definisce uno scenario su cui lavorare. Nel biennio 2014/2015, ricordo, abbiamo simulato un insediamento lunare. Ci facciamo notare in entrambi gli anni, otteniamo dei riconoscimenti. Nel 2015, in particolare, il nostro team vince l’ambito “Excellence in Technology Application & Engineering Design Award”, assegnato dal comitato tecnico-scientifico della Nasa, e lo speciale premio “Wow” assegnato dalla giuria e dal pubblico in occasione della presentazione dei risultati del progetto durante l’evento plenario svoltosi ad Alexandria, in Virginia».

Nel 2015 vi fate notare anche grazie allo sviluppo di un software che accelerava lo sviluppo dei moduli, in fase di simulazione.

«Permetteva di ultimare in un’ora un’attività di sviluppo che in media avrebbe richiesto tre settimane. Sì, le nostre tecnologie risultarono molto apprezzate e il Centro di Houston invitò me e Alberto Falcone, un dottorando che collaborava con me (oggi è al Cnr, ndr) a trascorrere un periodo di ricerca in Texas per sviluppare questa tecnologia».

Restate 10 mesi a Houston, nel 2016. Che esperienza è stata?

«Straordinaria e incredibilmente sfidante. E poi eravamo nei luoghi che hanno fatto la storia dell’esplorazione spaziale. Lì abbiamo continuato a sviluppare le nostre ricerche ed è iniziato il lavoro sullo SpaceFOM. In quel periodo ho messo a punto anche un’altra tecnologia, che la Nasa ha scelto di utilizzare nei suoi programmi. Per me era un sogno che si realizzava. La Nasa per un ingegnere è il Real Madrid per un calciatore. Ero già felice di essere lì, pensi sentirsi chiedere di poter utilizzare una tecnologia che hai ideato e sviluppato».

Il lavoro su SpaceFOM l’ha tenuta impegnata nel decennio successivo.

«Sì. È stato costituito un comitato internazionale, io sono stato scelto come vicepresidente e sono stato riconfermato nell’incarico. Abbiamo lavorato cinque anni per definire la versione ufficiale, oggi utilizzata. Dopo l’annuncio, nel 2020, che sarebbe stato lo standard usato per il programma Artemis, abbiamo continuato a lavorarci e siamo pronti adesso a iniziare il processo che porterà a standardizzare l’evoluzione dello SpaceFOM nei prossimi anni. Tenga conto che SpaceFOM non è adottato solo dalla Nasa, l’Esa lo usa per le missioni robotiche, l’agenzia tedesca per i voli suborbitali».

Immagino che Artemis sia un banco di prova decisivo.

«Senza dubbio. E anche in questa fase, che ovviamente è nelle mani del controllo missione, stiamo ricevendo moltissimi dati, preziosi per la pianificazione delle prossime simulazioni che porteranno a preparare le nuove missioni. SpaceFOM è un po’ la spina dorsale che tiene insieme tutte le fasi di un programma spaziale, dall’addestramento dei piloti nel simulatore a quello degli operatori di terra, dal concepimento della missione alla sua operatività. Poi durante l’operatività i modelli di simulazione continuano a essere alimentati dai dati che arrivano dalla missione e che ci permettono di prevedere eventuali malfunzionamenti o reagire ad eventuali situazioni di emergenza, testandole prima sui simulatori per poi comunicare agli astronauti le procedure da eseguire. Non so se ricorda, nel film Apollo 13, gli astronauti provano la sequenza per il rientro e c’era la lampadina che non doveva accendersi perché altrimenti significava che stavano consumando troppo. Quello era un ‘gemello fisico’ per la simulazione. Oggi invece abbiamo i ‘gemelli digitali’, digital twins, che consentono di simulare, anche durante la missione, la sua evoluzione e prevedere eventuali malfunzionamenti».

Missione Artemis, gli astronauti sono ora in viaggio verso l’orbita lunare. Quali sono i prossimi passaggi?

«Stanotte (ieri notte, ndr) gli astronauti hanno eseguito la manovra di Trans-Lunar Injection che ha consentito alla capsula Orion di lasciare l’orbita terrestre e iniziare il viaggio verso la Luna. Ora dovrebbero impiegare 4 giorni per arrivare in prossimità della Luna e sorvolare il lato nascosto del nostro satellite, quello che non vediamo dalla Terra. Arriveranno a circa 7mila chilometri dal suolo lunare e poi seguiranno una traiettoria di rientro libero, simile a quella dell’Apollo 13, per rientrare a casa. Verranno, diciamo così, ‘riattratti’ dalla Terra verso casa. Nella fase di ritorno dovrebbero trovarsi a una distanza tra i 400 e 450.000 km dalla Terra, superando il record di Apollo 13 (poco più di 400mila chilometri, ndr): saranno gli esseri umani più distanti dalla Terra che abbiamo mai avuto. L’ammaraggio, nel Pacifico, è previsto per la sera del 10 aprile, quando da noi sarà tarda notte (tra le 2 e le 6 dell’11 aprile in Italia, ndr)».