Dal 4 al 10 ottobre si celebra - dal 1999 per iniziativa dell'Assemblea Generale delle Nazioni Unite - la Settimana Mondiale dello Spazio definita come "una celebrazione internazionale della scienza e della tecnologia, e del loro contributo al miglioramento della condizione umana". Quest'anno il tema posto al centro della manifestazione è il ruolo delle donne nel settore spaziale.
Le date di inizio e fine della Settimana mondiale sono state scelte in base a due eventi importanti nella storia dello Spazio: il lancio del primo satellite terrestre creato dall'uomo, Sputnik 1 (4 ottobre 1957) e l'entrata in vigore del Trattato sullo spazio extra-atmosferico (10 ottobre 1967) che regola le attività di esplorazione e sfruttamento dei corpi celesti.
Il nostro Centro Studi ha voluto dare, attraverso i suoi analisti, un contributo focalizzato sulle prospettive dell'esplorazione spaziale (dalle nuove missioni lunari al turismo spaziale, passando per l'estrazione mineraria sui corpi celesti) e sulle sue conseguenze (detriti spaziali, in primis). Buona lettura!
1. Verso la Luna e oltre: Marte ci aspetta
(di Giorgio Cardile)
Luna, 384mila km di distanza media dalla Terra. Marte, 54,6 milioni di km (distanza minima). Oggi, missioni ambiziose come il Programma Artemis promettono di gettare le basi per la presenza umana in questi due corpi celesti così lontani, a iniziare dal nostro satellite. Partendo con il rilascio di materiale scientifico tramite missioni senza personale umano, vedremo successivamente missioni con astronauti che contribuiranno a creare stazioni di rifornimento che utilizzano il ghiaccio presente sulla superficie e nella regolite, di cui la Luna è completamente ricoperta. Stampa 3D e sfruttamento delle risorse in situ saranno essenziali per garantire il successo e l’espansione dei primi avamposti (qui le diverse fasi del Programma Artemis). Stabilita una sede autosufficiente sulla Luna, sarà molto più fattibile lanciare missioni con personale umano verso il Pianeta Rosso, ancora troppo distante per missioni sostenibili economicamente che siano ampie come Artemis.
Il prossimo decennio sarà sicuramente molto entusiasmante!
2. Verso l’oceano di stelle: il turismo spaziale
(di Giorgio Cardile)
Da quando, nel 2001, l’imprenditore Dennis Tito ha pagato 20 milioni di dollari per una permanenza di 8 giorni presso la Stazione Spaziale Internazionale (ISS), il settore del turismo spaziale è molto progredito. L’idea di potersi avvicinare, seppur impercettibilmente, all’oceano di stelle che ci sovrasta, fa scorrere un brivido praticamente a chiunque. Per renderlo economicamente accessibile a chi non sia un super miliardario eccentrico (si veda la missione DearMoon del primo turista spaziale in viaggio intorno alla Luna, il miliardario giapponese Yusaku Maezawa), sono già in corso lavori per costruire razzi riutilizzabili, come il Falcon 9 di SpaceX (solo il primo modulo) o il New Sheperd di Blue Origin, in grado di compiere però solo voli suborbitali. Un altro aspetto di cui tenere conto sarà il costo della permanenza nello spazio, dal supporto vitale al cibo o al wifi.
La NASA ha recentemente riaperto la ISS all’idea di avere ospiti paganti; il costo, però, ammonterebbe (tutto compreso) a circa 35 mila dollari al giorno. Sono già nate aziende, come Bigelow Aerospace, che puntano a semplificare la struttura delle stazioni orbitante semplificandole, prevedendo moduli gonfiabili meno complicati da gestire dell’ISS. L’interrogativo principale rimane: per quanto tempo il turismo spaziale resterà riservato ai super ricchi?
3. La corsa all’oro del Quarto Dominio: lo Space mining
(di Giorgio Cardile)
Degli 83 elementi stabili e non radioattivi della tavola periodica, almeno 70 si trovano nel telefono da cui probabilmente stai leggendo questo articolo. Circa 60 diversi tipi di metalli vanno nel telefono cellulare medio, con le cosiddette terre rare che ricoprono un ruolo particolarmente importante, con ben 16 che vengono utilizzati su 17 esistenti.
L’evoluzione tecnologica ha un costo sempre meno sostenibile per l’umanità, al punto che sta diventando sempre più probabile un futuro in cui estrarremo le risorse utili a progredire non più dalla Terra, ma dalla Luna e dagli asteroidi della categoria NEO (Near Earth Objects).
La nuova corsa all’oro del quarto ambiente vedrà impegnati sia gli Stati che i privati, ma la sfida principale per il mondo sarà riuscire a garantire la parità di accesso alle risorse spaziali, e di immettere una tale abbondanza di risorse nei mercati globali senza aumentare ulteriormente il crescente divario sociale ed economico.
4. Impresa ed Europa: le start-up nel settore spaziale
(di Giorgio Cardile e Andrea Montieri)
Sebbene lo spazio sia, storicamente, un settore riservato agli Stati, alle agenzie spaziali e – recentemente – dalle Big Corporations, il sentiero sembra spianarsi anche per le startup. In particolare, le start-up europee nei settori techs ono sempre più numerose e sempre più finanziate da parte degli investitori. Il settore spaziale non fa eccezione, sia grazie ad una grande fiducia da parte dei privati, sia a causa del supporto fondamentale dell'Agenzia Spaziale Europea. Il progetto CASSINI della Commissione Europea prevede l'investimento di un miliardo di euro nel settore, sommati alle iniziative di HORIZON2020 e di altri meccanismi europei. I nuovi ESA Business Incubation Center contano ormai oltre 300 start-up negli incubatori, con una nuova sede che verrà aperta a Torino; mentre il programma italiano, il Primo Space venture capital fund, supportato da ASI e dal governo, prevede a sua volta l'investimento di 58 milioni di euro in start-up italiane.
In totale, nel 2020, oltre 500 milioni di euro sono stati investiti da privati nelle nuove aziende europee del settore spazio, secondo ESPI. Tra gli esempi più illustri nel settore si annoverano D-Orbit, targata “made in Italy”, che si propone di ottimizzare sia i costi che l’impatto ambientale del lancio di satelliti, e Relativity Space, che si promette di compiere il primo lancio di un razzo creato interamente con la stampa 3D.
5. I programmi spaziali nazionali: quale futuro?
(di Giorgio Cardile e Andrea Montieri)
Nella storia dell'esplorazione spaziale il pensiero della persona comune va sempre verso il “Grande Programma”, ovvero il lungo progetto con un obiettivo ben definito e che porta importanti risultati. Il Programma Apollo è quello che viene in mente per primo, ma anche i Programmi Shuttle e Mercury, oppure i Programmi sovietici Sputnik, Vostok ed Energia. L'aumento esponenziale dei costi di sviluppo e la diminuzione dei fondi statali dislocati hanno fermato questa tendenza, perciò le Agenzie nazionali hanno cominciato a concentrarsi su progetti più piccoli affidandosi sempre di più al privato. In termini di risorse, fondi impiegati e personale umano impiegato nel settore spaziale, non possiamo che collocare al primo posto gli Stati Uniti. Naturalmente per l'Europa un ruolo fondamentale è svolto dall'ESA e dall'Unione europea (programma spaziale 2021-2027), che solo di recente stanno razionalizzando il loro operato (es. Agenda 2025).
Su 72 agenzie spaziali globalmente esistenti, solo 18 hanno la capacità di lanciare razzi propri. Nell’immediato futuro possiamo aspettarci di vedere realizzato il programma Artemis, trampolino di lancio per future partnership tra privati, con l’obiettivo intermedio di trasformare la Luna in un hub commerciale e di rifornimento, con un immane potenziale economico. Frutto di accordi internazionali di cui è parte anche l’Italia, è solo il primo di potenziali progetti analoghi futuri; l’obiettivo finale è rendere la Luna una base pienamente operativa per missioni verso Marte e soprattutto abbattere drasticamente i costi delle missioni spaziali. Nonostante la nascita del Programma Artemis e l'espansione dei programmi spaziali cinesi come Tiangong, si dubita che il modello di sviluppo del settore spaziale ritorni al passato. Tuttavia, l'avvento del privato permetterà uno sviluppo più flessibile delle tecnologie e dei mezzi, capaci di adattarsi ad esigenze e missioni multiple.
6. L’Italia nello Spazio
(di Giorgio Cardile e Andrea Montieri)
L’Italia è da sempre una potenza spaziale di tutto rispetto, tra i membri più importanti dell’ESA e con un proprio ente spaziale nazionale, l’ASI; tuttavia, sta attraversando un periodo di riforma della governance del settore. Nonostante mezzi economici naturalmente limitati dal non essere una grande potenza, il nostro Paese possiede numerose industrie strategiche ed esperienza nel campo spaziale: noi italiani siamo abili ingegneri, e abbiamo portato a brillare tra le stelle la nostra bandiera, stampata su moduli che verranno utilizzati durante il Programma Artemis, come anche la trivella – costruita da Leonardo e fino a poco tempo fa esposta al Museo Nazionale della Scienza di Milano – che sarà utilizzata nella missione Exomars, operativa a partire dal 2022. Inoltre, i nostri rapporti dovuti all'essere membro di Unione Europea ed ESA permetteranno di espandere il know-how nel campo delle telecomunicazioni, della geolocalizzazione e di importanti programmi di esplorazione spaziale europea. Nel frattempo, continua l'espansione dei nostri programmi satellitari nazionali, grazie alla collaborazione con le Forze Armate.
Il ritorno economico di ogni euro investito nel settore, secondo uno studio congiunto di ASI e del Dipartimento di Economia dell’Università di Roma Tre, è di 11 euro. Che lo spazio ormai sia un settore con ampissime opportunità di redditività è indubbio, resta da vedere chi e fino a che punto, nel nostro Paese, sarà disposto a investirvi, e come questo cambierà la nostra economia, i nostri studi universitari, le nostre abitudini e le nostre ambizioni, oltre alla vista di cui si può godere volgendo lo sguardo verso corpi celesti che non contengono – per ora - alcuna traccia umana.
7. Spazio e Sostenibilità: i detriti spaziali
(di Giorgio Cardile)
Come tutte le attività umane, anche l’industria spaziale lascia tracce del suo passaggio. Con space debris, nello specifico, intendiamo tutto ciò che orbita attorno alla Terra, creato dall'uomo e non più utile ai suoi scopi, da vecchi satelliti in disuso, a piccoli frammenti che sfrecciano ad altissime velocità rischiando di danneggiare – riuscendoci, a volte – anche oggetti orbitanti ancora operativi (a questo link, sempre in aggiornamento, le cifre fornite dallo Space Debris Office). Questi oggetti o parti di essi vagano infatti nello spazio senza controllo a una velocità estremamente sostenuta (fino a 25000 km/h). Nell’orbita bassa (LEO, Low Earth Orbit), dove vi sono molti satelliti per usi civili, i detriti si spostano a una velocità compresa tra gli 8 e i 10 km/s. Gli oggetti di meno di un centimetro possono causare ingenti danni, quelli di 10 cm hanno la capacità di rendere non operativo un satellite.
Oltre ai danni economici che questo fenomeno causa, non sono da sottovalutare quelli ambientali; se non si agisse in tempo potrebbe arrivare un momento in cui i detriti sono talmente tanti che non sarebbe più possibile lasciare il pianeta. Non mancano le discussioni e le teorie su meccanismi di recupero e smaltimento dei detriti, oltre a sempre più tecnologie innovative che minimizzino l’emissione futura di space debris. Anche lo spazio, per quanto ci sembri distante e immenso, ha un suo equilibrio, e se vogliamo riuscire nell’impresa di essere una specie interplanetaria, anche l’industria spaziale va resa sostenibile.