Scenario futuro

Dal clima alla salute, il valore dello spazio nell'era data-driven

Lo spazio ha da sempre stimolato la curiosità dell'uomo, spingendolo alla scoperta dell'ignoto tra pianeti, astri e costellazioni. Nonostante i progressi degli ultimi anni, la space economy è però ancora agli albori: ecco le applicazioni che stanno già cambiando e che cambieranno le nostre vite

in collaborazione con LEONARDO

di Andrea Frollà

Fin dall’antichità lo spazio ha stimolato nell’uomo la curiosità per l’esplorazione dell’ignoto. La scienza del cielo è tuttavia rimasta a lungo una scienza relativamente “povera” in termini di scoperte, dati e conoscenza, perché l’occhio umano è stato per secoli l’unica tecnologia di osservazione dell’universo. L’invenzione del telescopio nei primi anni del 1600 ha rappresentato senza dubbio uno spartiacque fondamentale, ma solo nel XXI secolo la corsa allo spazio ha assunto i connotati dell’esplorazione vera e propria, conquistando l’interesse strategico, politico, economico e sociale che oggi le viene riconosciuto dai governi di tutto il mondo.

Gli investimenti sulla space economy

dal 2012 al 2021, per tipologia (in miliardi di dollari)

ApplicazioniTermine collettivo per tutti i sistemi hardware e software che sfruttano l'infrastruttura e la distribuzione spaziale per svolgere compiti specializzati per uno o più mercati finali

DistribuzioneTermine collettivo per tutti i sistemi hardware e software che supportano l'accesso e la distribuzione dell'infrastruttura spaziale e lo sviluppo di applicazioni

InfrastrutturaTermine collettivo per tutti i sistemi hardware e software che costituiscono componenti essenziali dell'infrastruttura spaziale. Questo termine comprende le capacità di produzione e lancio dei satelliti, la strumentazione, i componenti e le operazioni in orbita. Se uno di questi sistemi e servizi dovesse essere interrotto per un periodo di tempo significativo, l'infrastruttura spaziale potrebbe essere compromessa

Fonte: Statista

Gli ingenti investimenti delle superpotenze e dei Paesi sulle missioni spaziali non sono però di per sé sufficienti a spiegarne l’importanza. L’osservazione spaziale appare infatti a tanti ancora oggi come qualcosa di distante e lontano, di cui si fatica a percepire l’impatto positivo sulla propria vita. L’interrogativo comune è semplice: perché è così importante viaggiare nello spazio e studiare le dinamiche che governano la Terra, gli altri pianeti e le costellazioni? La risposta è da ricercare soprattutto nelle applicazioni concrete della cosiddetta “space economy” (lett. “economia dello spazio), che vanno dall’analisi chimico-fisica degli elementi agli spostamenti millimetrici di infrastrutture, fino allo studio degli agenti meteorologici. Nella definizione fornita dall’Ocse rientrano non a caso le attività e le risorse che creano valore e benefici per gli esseri umani nel corso dell'esplorazione, ricerca, comprensione, gestione e utilizzo dello spazio. Insomma, il vero valore non è certo nel costo del biglietto per la tratta Terra-Marte o per chissà dove.

Podcast

Pianeta B - I dati ci aiuteranno a salvare il mondo

Nonostante i grandi progressi tecnologici degli ultimi decenni, l’aumento delle spedizioni internazionali e la crescita dei programmi di investimento, la space economy è solo agli albori: secondo le stime di Morgan Stanley, l’economia dello spazio raggiungerà i 1.000 miliardi di dollari nel 2040, quasi il triplo dei 340 miliardi di dollari attuali. In questo mare magnum di opportunità spicca il posizionamento dell’Italia. Il nostro Paese è infatti il quinto al mondo e il secondo in Europa per investimenti spaziali in relazione al Prodotto interno lordo, nonché il terzo contribuente dell’Agenzia spaziale europea (European Space Agency, Esa) con circa 590 milioni di euro nel 2021 (dati Osservatorio Space Economy della School of Management del Politecnico di Milano). A ciò si aggiunge il contributo delle grandi aziende italiane, e in particolare dei cosiddetti campioni nazionali (si pensi, ad esempio, ai progetti e agli investimenti messi in campo da Leonardo negli ultimi anni). Non è tutto, perché ora si attende la spinta del Piano nazionale di ripresa e resilienza: con la recente firma delle convenzioni siglate dall’Italia con l’Esa e l’Agenzia spaziale italiana (Asi) entreranno infatti nel vivo i programmi spaziali del Pnrr sostenuti da un investimento di 2,3 miliardi di euro, che si andranno a sommare ai 2 miliardi di euro del piano triennale dell’Asi e ai 300 milioni di euro di partecipazione italiana al programma Artemis con la Nasa.

La difesa "invisibile"

L’osservazione della Terra dallo spazio sta diventando sempre più fondamentale per il monitoraggio, la sicurezza e la salvaguardia delle cosiddette infrastrutture critiche, dai ponti alle autostrade passando per le reti idriche, energetiche e produttive.

Ogni giorno gli analisti di e-Geos, azienda controllata da Telespazio (joint venture tra Leonardo al 67% e Thales al 33%) e dall’Agenzia spaziale italiana, analizzano migliaia di informazioni raccolte dalla piattaforma Aware alla ricerca di deformazioni lente o cambiamenti anomali e potenzialmente pericolosi di strade, ponti, edifici e altre costruzioni. Utilizzando i dati dei satelliti della costellazione europea Copernicus e di Cosmo-SkyMed dell’Agenzia Spaziale Italiana e del ministero della Difesa, nonché altri dati commerciali, è possibile identificare precocemente e con una accuratezza di pochi millimetri le deformazioni degli asset e il rilevamento dei cambiamenti nelle aree critiche. Questa attività consente di potenziare l’analisi effettuata in loco sul sito fisico, monitorando la stabilità nel tempo di edifici, infrastrutture e reti di trasporto, oltre al terreno su cui poggiano.

Una buona dose di merito è da attribuire alla cosiddetta analisi interferometrica: grazie alla raccolta di numerose immagini radar nel corso del tempo sopra una determinata area, si riesce a identificare dei punti notevoli nell’area (ad esempio, su edifici o infrastrutture o anche rocce esposte in presenza di frane) e a seguire l’evoluzione nel tempo per valutarne e misurarne lo spostamento, anche in fasi molto preliminari di fenomeni più estesi. Ad esempio, nel caso di compagnie estrattive di gas naturale o petrolio l’analisi è utile per verificare l’eventuale impatto sulla superficie dovuto alle attività nel sottosuolo. Sempre in ambito minerario, è possibile monitorare le dighe di contenimento dei detriti tossici derivanti dal processo di estrazione, per supportare gli interventi di rafforzamento delle pareti delle dighe stesse.

La difesa invisibile La difesa invisibile

La rilevanza internazionale del nostro Paese si spiega anche con la presenza di alcuni campioni nazionali dello spazio, impegnati su diversi fronti e su diverse missioni. Emblematico è il caso di Leonardo, che ha fatto della ricerca spaziale uno dei motori del piano strategico 2030. Del resto, le tecnologie e i servizi spaziali sono fondamentali per monitorare lo stato di salute del nostro pianeta, fornire servizi innovativi ai cittadini e aumentare le conoscenze dell’universo. Grazie ai dati provenienti dai programmi italiani di osservazione della Terra, come Cosmo-SkyMed e Prisma, o dalle sentinelle europee del programma Copernicus, di cui il Gruppo Leonardo è importante partner tecnologico, siamo in grado di monitorare lo scioglimento e lo spostamento dei ghiacciai, gli sversamenti di petrolio o l’innalzamento del livello del mare, il consumo di acqua e terra, l’inquinamento, la deforestazione abusiva o ancora le eruzioni vulcaniche.

L'economia dello spazio

Le tecnologie spaziali sviluppate da Leonardo nei centri di eccellenza di Nerviano e Campi Bisenzio, tra Milano e Firenze, permettono inoltre di migliorare le previsioni meteo, aiutando a prevedere eventi estremi. Nella gestione delle emergenze l’analisi dei dati satellitari consente infatti di ridisegnare le mappe del territorio in tempo reale, individuando aree danneggiate e rischi imminenti. Leonardo è coinvolta in diversi programmi spaziali con un ruolo di primo piano tra lo sviluppo di strumenti ed equipaggiamenti high-tech prodotti nei laboratori aziendali, la realizzazione dei satelliti con Thales Alenia Space (joint venture tra Thales al 67% e Leonardo al 33%), l’acquisizione dei dati, i servizi e le applicazioni con Telespazio (joint venture tra Leonardo al 67% e Thales al 33%) ed e-Geos (joint venture tra Telespazio all’80% e l’Asi al 20%).

L'occhio ipertecnologico

Se oggi siamo in grado di distinguere da un’orbita distante oltre 600 chilometri le caratteristiche geometriche e la composizione chimico-fisica di tutto ciò che appare sulla superfice terrestre, lo dobbiamo essenzialmente a Prisma. Questo è il nome del precursore iperspettrale della missione applicativa dell’Agenzia Spaziale Italiana, un satellite dotato di uno speciale strumento iperspettrale coadiuvato da una camera pancromatica, interamente realizzato da Leonardo. I due canali ottici sensibili, i cosiddetti “spettrometri”, sono in grado di acquisire dati nell’ intervallo di lunghezze d’onda dai 400 ai 2500 nanometri e scompongono le immagini acquisite in 240 bande (alcune non visibili ad occhio nudo), rilevando la cosiddetta “firma spettrale” dell’oggetto osservato. Un’informazione fondamentale per molteplici applicazioni.

Il payload elettro-ottico della missione Prisma, considerato lo strumento iperspettrale per l’osservazione della Terra più potente al mondo, è stato progettato e costruito nello stabilimento Leonardo di Campi Bisenzio, in provincia di Firenze. Ha la capacità di acquisire fino a 223 immagini al giorno, con una veduta di 30 chilometri per 30 chilometri, e di farlo con un singolo passaggio anche a centinaia di chilometri di distanza.

Il satellite di prima generazione è in orbita dal 21 marzo 2019 e sono attualmente in corso studi fattibilità per la seconda generazione. Leonardo fornirà il sensore iperspettrale anche per questa seconda generazione della missione, che promette di offrire prestazioni ancora più elevate per un numero crescente di applicazioni in risposta alle esigenze di istituzioni, della comunità scientifica e industriale.

L'occhio ipertecnologico L'occhio ipertecnologico

I dati satellitari ricoprono un ruolo centrale anche nelle soluzioni per il Global Monitoring di Leonardo, che vedono nella piattaforma X-2030 l’asset fondamentale per il monitoraggio intelligente del territorio. X-2030 è infatti in grado di integrare, correlare e analizzare un’enorme mole di dati e informazioni provenienti da fonti eterogenee (piattaforme aeree, dati satellitari, sensori sul campo, banche dati, social media e fonti aperte) grazie al cloud computing e all’intelligenza artificiale. La piattaforma può così coordinare interventi di ordine pubblico e individuare incendi, ma anche monitorare il rischio idrogeologico o supportare la Protezione Civile. X-2030 si pone di fatto come un volano di smart city, in grado di garantire un maggior livello di sicurezza e resilienza delle infrastrutture critiche. L’ennesima prova di come spazio si stia rivelando sempre più come una delle scienze più ricche di opportunità per il nostro futuro.

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