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Futuro

ESA, INNOVAZIONE PER IL FUTURO DELLO SPAZIO

Per scoprire e investire in idee innovative e non convenzionali che potrebbero apportare grandi benefici e far progredire l’industria spaziale europea e il mondo accademico, l’ESA ha creato OSIP, la piattaforma Open Space Innovation Platform.
Vediamo insieme i 5 progetti finanziati tra gennaio e giugno 2023 che spaziano dalla produzione alimentare basata sui batteri al monitoraggio delle valanghe fino alla mappatura di Venere.

LA CENA “CUCINATA” DAI BATTERI

Il trasporto di grandi quantità di cibo nello spazio, oltre al doverlo mantenere fresco, rappresenta una sfida per le missioni di lunga durata. La startup finlandese Solar Foods sta esplorando, grazie al finanziamento dell’ESA Discovery, una soluzione per risolvere questo problema.

Come? Cercando di sviluppare una tecnologia che alimenta i batteri con i gas di scarico. Questa innovativa soluzione funziona già sulla Terra e produce una polvere proteica gustosa e salutare. Il problema sta nell’estendere questa sua funzionalità all’ambiente spaziale.

“Solar Foods ha commercializzato Solein®, un ingrediente proteico prodotto ‘dal nulla’ utilizzando anidride carbonica e idrogeno. Sebbene in passato sia stato suggerito il potenziale dei batteri che ossidano l’idrogeno per la produzione di alimenti nello Spazio, siamo la prima azienda che punta a farlo nella pratica”.

Arttu Luukanen, Solar Foods

Jonathan Scott, esperto di medicina spaziale dell’ESA, spiega che l’anidride carbonica e l’idrogeno sono già disponibili negli habitat spaziali come gas di scarico e Solein, oltre a fornire agli astronauti proteine fresche, supporterebbe anche il riciclaggio e la gestione dell’acqua.

L’obiettivo finale è quello di avere uno o più futuri habitat spaziali che ospitino il loro bioreattore Solein. Con il significativo risparmio di massa fornito dal bioprocesso per la Solar Foods, si potrebbe risparmiare decine di milioni di euro all’anno per habitat.

MONITORAGGIO DELLE VALANGHE

Ogni anno, le valanghe causano la morte di molte persone e danni alle infrastrutture. Poiché queste catastrofi naturali spesso si verificano in aree remote, l’utilizzo di satelliti potrebbe essere un modo molto utile per monitorarle. La Fraunhofer Society tedesca è stata finanziata dall’ESA Discovery per esplorare ulteriormente questa idea.

Le costellazioni satellitari offrono una copertura continua di aree remote con più satelliti che guardano da diversi angoli di osservazione ed è possibile l’utilizzo dei sistemi “radar passivi” dei satelliti per rilevare le valanghe.

L’ingegnere dell’ESA, Ernesto Imbembo, spiega che, questa tecnologia, nel breve termine, potrebbe aprire la porta a possibili dimostratori radar passivi a basso costo/bassa massa e in futuro missioni a lungo termine o ad hoc per applicazioni di sicurezza civile come il preavviso di valanghe.

“Se dimostriamo che questa tecnologia è fattibile, potrebbe anche avere un’enorme rilevanza commerciale, perché potrebbe fornire il monitoraggio delle valanghe in tutto il mondo a basso costo“.

Diego Cristallini, capo della ricerca
ARIA PULITA PER GLI ASTRONAUTI

A differenza delle persone sulla Terra, gli astronauti nello spazio non hanno a disposizione aria fresca. Per ovviare a questo problema il consorzio composto da bucher.solutions, Villinger R&D, Danube Private University e ionOXess sta sviluppando un nuovo sistema per disinfettare e purificare l’aria respirata nei viaggi nello spazio.

Il progetto utilizza processi fisico-molecolari per disattivare batteri, funghi e virus senza l’uso di additivi chimici. Questo sistema avanzato a circuito chiuso potrebbe essere utilizzato per la Stazione Spaziale Internazionale e rappresenta un’alternativa ai sistemi esistenti che richiedono un aggiornamento.

“Questa attività sta sviluppando la tecnologia che potremmo implementare nei futuri sistemi di supporto vitale, mirando a un’esplorazione sostenibile a lungo termine.
L’obiettivo è quello di ridurre la (bio)contaminazione aerea su una stazione spaziale e fornire un’alternativa o un complemento ai nostri sistemi esistenti che un giorno dovranno essere aggiornati”.

Malgorzata Holynska, ingegnere dei materiali e dei processi dell’ESA

Il fondatore di bucher.solutions, Lukas Bucher, aggiunge che la nuova tecnologia potrebbe avere una moltitudine di potenziali applicazioni oltre ai viaggi spaziali come ascensori, aerei, sottomarini, uffici, cinema, teatri e molto altro ancora.

Questo è il primo progetto spaziale di bucher.solutions e rappresenta una sfida per gli appassionati di tecnologia in tutti i settori.

MAPPATURA DELLA SUPERFICIE DI VENERE

Venere, gemello misterioso della Terra, rimane in gran parte sconosciuto a causa del suo strato di nubi spesso e della limitata quantità di missioni che lo hanno esplorato. Tuttavia, la missione Magellano della NASA agli inizi degli anni ’90, ha fornito importanti informazioni sulla superficie di Venere, rivelando la presenza di vulcani enormi e pianure laviche erose dalle intemperie.

Questi dati, insieme a un’accurata ricerca manuale, hanno suggerito un continuo cambiamento della superficie, il che ha portato l’Imperial College di Londra a sviluppare software intelligenti per individuare e quantificare i cambiamenti di superficie su Venere.

L’obiettivo è di utilizzare queste tecnologie open source per analizzare le immagini radar delle missioni EnVision (ESA) e Veritas (NASA), che permetteranno di comprendere come si è evoluta la superficie di Venere tra gli anni ’90 e il 2030, nonché i cambiamenti che si verificheranno durante le missioni.

Anne Grete Straume-Lindner dell’ESA, scienziata del progetto EnVision, sottolinea che questi strumenti saranno anche utili per rispondere a domande fondamentali sulla formazione del pianeta, sull’eventuale attività geologica attuale e sulla sua diversità rispetto alla Terra.

SPAZIO E INTELLIGENZA ARTIFICIALE

Una delle sfide principali nell’utilizzo dell’intelligenza artificiale durante le missioni spaziali è rappresentata dalla richiesta di elevate risorse di calcolo. Per ovviare a questo problema, possono essere utilizzati componenti hardware noti come “hardware accelerators”, in grado di fornire la potenza di calcolo necessaria.

L’ESA Discovery, per creare un approccio di ingegneria di sistema basato su modelli, supporta il Politecnico di Milano nella trasposizione dell’apprendimento automatico per tradurre gli algoritmi di apprendimento automatico in acceleratori hardware per applicazioni spaziali. Questo, secondo Fabrizio Ferrandi, che sta guidando la ricerca, avrebbe un impatto enorme sul modo in cui possiamo utilizzare l’apprendimento automatico nello spazio.

Maxime Perrotin, ingegnere informatico dell’ESA, aggiunge che questa attività è essenziale, poiché l’intelligenza artificiale sarà sempre più importante nella nostra vita quotidiana e questo è un passo verso la sua integrazione nei nostri processi di sviluppo. Il collegamento con l’intelligenza artificiale garantisce che l’industria spaziale europea abbia un accesso anticipato alle possibilità offerte dall’uso combinato di queste tecnologie.

“OSIP è un grande stimolo per la ricerca poiché garantisce la possibilità di interagire con ingegneri e ricercatori dell’ESA, che portano la loro inestimabile esperienza e supporto.
Oltre a ciò, viene resa disponibile un’ampia gamma di casi d’uso nel mondo reale dall’ESA per testare il prodotto della ricerca, valutarne le capacità e garantire che molti possano trarne beneficio in futuro.”

Fabrizio Ferrandi

Fonte immagini: https://www.esa.int/

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