Che cos’hanno in comune le lenti antigraffio, i termometri da orecchio a infrarossi e i materassi a memoria di forma? Sono tutte tecnologie di origine spaziale.
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Le lenti antigraffio sono state inventate dal Lewis Research Center della NASA di Cleveland (oggi Glenn Research Center). La schiuma a memoria di forma è stata sviluppata dalla NASA negli anni '60 per fornire ai passeggeri degli aerei confort e protezione dagli incidenti.
I termometri da orecchio a infrarossi sono stati messi sul mercato nel 1991, a partire dalle tecnologie sviluppate dal Jet Propulsion Laboratory di Pasadena per i sensori usati nello spazio.
Sono solo tre esempi tra le migliaia di tecnologie nate dalla ricerca spaziale e entrate nell’uso quotidiano.
Molti prodotti sono nati dalle missioni con equipaggio e dall’esigenza di garantire un ambiente sicuro e gradevole per la vita umana in condizioni esterne proibitive caratterizzate da assenza di peso e di ossigeno, con in più i rischi provenienti da radiazioni e micrometeoriti.
Per chi vuole saperne di più, ogni anno dal 1976 la NASA pubblica un rapporto chiamato Spinoff che presenta le tecnologie di origine spaziale che sono diventate disponibili al pubblico.
Sono interessati un po’ tutti i settori dell’industria, dalla produzione di energia alle telecomunicazioni, ma un campo nel quale i progressi introdotti dall’industria spaziale sono particolarmente preziosi è quello della medicina.
Durante le missioni spaziali, la NASA ha sviluppato tecniche per monitorare la salute degli astronauti, compresa la misurazione dei parametri vitali, la diagnosi precoce delle malattie e la gestione delle condizioni mediche in situazioni di gravità ridotta.
Queste innovazioni sono state applicate alla medicina terrestre, migliorando la diagnosi e il trattamento di molte malattie. Inoltre, la ricerca sulla microgravità ha sviluppato nuove terapie per i disturbi muscolari e scheletrici, aiutando i pazienti con problemi di mobilità.
Un altro settore di grande importanza per la vita sulla Terra è la produzione e la conservazione del cibo. Per ridurre la necessità di rifornimenti dalla Terra, l'industria spaziale sta sviluppando sistemi di coltivazione idroponica e aeroponica nello spazio.
La Stazione Spaziale Internazionale recupera il 98% dell’acqua di scarto e perfino l’ossigeno contenuto nell’anidride carbonica emessa con la respirazione. Queste tecniche aiuteranno a raggiungere l’obiettivo dell'ONU di buona acqua potabile in tutto il mondo entro il 2030.
L'industria spaziale ha sviluppato processi di termo-stabilizzazione che permettono di mantenere gli alimenti sicuri e commestibili per lunghi periodi, mentre per ridurne il peso e il volume si è evoluta la tecnologia per la disidratazione e la liofilizzazione.
Le tecnologie legate agli alimenti sono destinate a conoscere un grande sviluppo nei prossimi anni, in vista delle future missioni con equipaggio di lunga durata, come quelle su Marte.
Ci sono anche molte leggende: per esempio, né il velcro né il teflon nascono dall’industria spaziale, al contrario di quanto viene spesso ripetuto. Entrambi sono nati ben prima dello Sputnik, tra gli anni '30 e '40. Ma i prodotti nati davvero dallo spazio sono molti di più.
Diverse stime affermano che i benefici economici degli investimenti nello spazio superino di gran lunga l’ammontare degli investimenti, ma credo che sia molto riduttivo limitarsi agli aspetti economici.
Si stima che negli anni Sessanta il successo del programma Apollo ispirò milioni di giovani, comprese molte donne, a perseguire una carriera nelle discipline scientifiche e ingegneristiche. L’impatto sociale e culturale di un evento del genere è incalcolabile.
In media ogni americano spende 20 centesimi di dollaro al giorno per mantenere la NASA e ogni europeo spende 5 centesimi di euro al giorno per finanziare l’ESA (più pochissimi altri centesimi per la propria agenzia spaziale nazionale).
Sono investimenti ridicoli che ci permettono in cambio di migliorare enormemente le nostre conoscenze, favorire la cooperazione internazionale, soddisfare il bisogno umano di esplorare il cosmo e interessare alla scienza le giovani generazioni.
Sarebbe estremamente stupido rinunciare a tutto questo per un minuscolo risparmio. Le ricadute tecnologiche sono solo un beneficio in più.
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È il primo maggio 1990. Mentre in Italia ci stiamo preparando ai mondiali di calcio di Baggio e Schillaci, la rete di antenne radio della NASA riceve dalla sonda Voyager 1 una serie di fotografie scattate tre mesi prima e non previste dal programma della missione. Una di queste, a prima vista poco appariscente, è destinata a entrare nella storia.
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Facciamo un passo indietro. Il 5 settembre 1977 vengono lanciate da Cape Canaveral le sonda gemelle Voyager 1 e 2 con una vita prevista di tre anni, fino all’incontro con le lune di Saturno. In realtà la missione dura molto di più e, nel 1990, dopo anni di discussioni, l’astronomo Carl Sagan convince la NASA a far ruotare all’indietro una fotocamera di una delle due sonde in modo da fare un’ultima fotografia ai pianeti del Sistema Solare, prima di allontanarsi troppo.
Delle due fotocamere a bordo di Voyager 1 viene usata quella con risoluzione più alta e angolo di visuale più stretto. Nel momento in cui viene scattata la fotografia, il 14 febbraio 1990, la sonda si trova a 6 miliardi di km dalla Terra, ossia 40 volte la distanza tra la Terra e il Sole, e si sta allontanando alla velocità di 64.000 chilometri all’ora. Da questa distanza si vedrà pochissimo, ma Sagan intuisce che proprio per questo è importante fare la fotografia: per farci riflettere sulla nostra vulnerabilità e sulla nostra posizione nell’universo. L’immagine non ha alcun valore scientifico, ma il suo valore simbolico si rivelerà incalcolabile.
La fotografia è composta da 640.000 pixel. La Terra è così piccola che occupa meno di un pixel (circa un decimo di pixel, secondo i calcoli della NASA). Come in tutte le fotografie della Terra dallo spazio, il suo colore è azzurro a causa della diffusione di Rayleigh attraverso l’atmosfera. Per questo Carl Sagan la chiamerà “Pale Blue Dot” (“puntino celeste”). Le bande luminose che si vedono nella fotografia sono un artefatto causato dalla riflessione della luce solare su parti della fotocamera.
La grande distanza dal nostro pianeta riduce le possibilità di trasmissione dei dati e costringe a usare un elevato tempo di esposizione per riuscire a catturare la debole luminosità della Terra. Quando l’immagine viene trasmessa al controllo missione, impiega cinque ore e mezza solo per arrivare a destinazione, viaggiando alla velocità della luce.
Nel loro insieme le fotografie dei pianeti del sistema solare scattate dalla sonda vengono ricordate come il “Family Portrait” (“Ritratto di famiglia”).
Dato che la potenza elettrica prodotta dai generatori a radioisotopi della sonda diminuisce continuamente e che gli altri strumenti hanno bisogno di energia elettrica, al termine di questa serie di scatti la NASA decide di spegnere per sempre le fotocamere della sonda. Dopo averci visti per l’ultima volta, Voyager 1 prosegue il suo cammino a occhi chiusi.
Oggi sono passati 35 anni dalla foto del puntino celeste e 48 dall’inizio della missione e incredibilmente Voyager 1 è ancora viva e comunica con il controllo missione della NASA, nonostante continui a essere bombardata dalle radiazioni cosmiche e abbia sempre meno energia a disposizione. A 25 miliardi di km dalla Terra è l’oggetto costruito dall’umanità più lontano da noi, è ormai entrata nello spazio interstellare e continua il suo viaggio verso l’ignoto.
Nel suo libro del 1994 “Pale Blue Dot” Carl Sagan commenta così la fotografia:
«Guardate ancora quel puntino. È qui. È casa. È noi. Su di esso, tutti coloro che amate, tutti coloro che conoscete, tutti coloro di cui avete mai sentito parlare, ogni essere umano che sia mai esistito, hanno vissuto la propria vita. L'insieme delle nostre gioie e dolori, migliaia di religioni, ideologie e dottrine economiche, così sicure di sé, ogni cacciatore e raccoglitore, ogni eroe e codardo, ogni creatore e distruttore di civiltà, ogni re e plebeo, ogni giovane coppia innamorata, ogni madre e padre, figlio speranzoso, inventore ed esploratore, ogni predicatore di moralità, ogni politico corrotto, ogni "superstar", ogni "comandante supremo", ogni santo e peccatore nella storia della nostra specie è vissuto lì, su un minuscolo granello di polvere sospeso in un raggio di sole. (...) Non c'è forse migliore dimostrazione della follia delle vanità umane che questa distante immagine del nostro minuscolo mondo. Per me, sottolinea la nostra responsabilità di occuparci più gentilmente l'uno dell'altro, e di preservare e proteggere il pallido punto blu, l'unica casa che abbiamo mai conosciuto.»
Sapevate che i razzi riutilizzabili con atterraggio in verticale sono stati ideati sessant’anni fa dal figlio di due poveri immigrati siciliani? La storia del geniale Philip Bono è ingiustamente poco conosciuta.
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Giulio Bono e Maria Culcasi sbarcano da Trapani a Ellis Island il 7 gennaio 1920. Trovano casa a Brooklyn e Giulio viene assunto in un pastificio. Philip, il loro secondo figlio, nasce l’anno seguente e la famiglia si trasferisce prima in New Jersey e poi in Pennsylvania.
Allo scoppio della seconda guerra mondiale Philip Bono presta servizio in marina e nel 1947 si laurea in ingegneria meccanica. Lavora per molti anni nell’industria aeronautica, prima alla North American Aviation, poi alla Douglas e infine alla Boeing.
Mi chiamo Vera Florence Cooper e sono nata a Philadelphia nel 1928. I miei genitori sono ebrei immigrati dall’Europa orientale e lavorano come impiegati della compagnia telefonica Bell. Incoraggiano me e mia sorella Ruth a studiare qualsiasi cosa ci appassioni.
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Mia sorella diventerà un importante giudice. Io da grande voglio fare l’astronoma. Mio padre ma mi aiuta a costruire un semplice telescopio con due lenti e un tubo di cartone e mi accompagna regolarmente alle riunioni degli astrofili.
I miei professori delle superiori si stupiscono che una ragazza voglia studiare astronomia: se mi piacciono i corpi celesti, perché non provo a studiare arte e poi dipingerli? Non li ascolto e mi iscrivo al Vassar College, dove nel 1948 sono l’unica laureata in astronomia.
Il 21 luglio 1961 a Cape Canaveral è una giornata nuvolosa. In rampa di lancio c’è un razzo pronto a partire, il Redstone. Gli USA stanno per lanciare il loro secondo uomo nello spazio, due mesi e mezzo dopo Alan Shepard: è un altro ex pilota militare, Gus Grissom.
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La missione durerà solo 15 minuti: è un volo suborbitale, non un’orbita completa intorno alla Terra come quella compiuta il 12 aprile dal russo Jurij Gagarin, perché gli americani vogliono fare altra esperienza prima della loro missione orbitale con un razzo più grande, l’Atlas.
La capsula Mercury 11 raggiungerà una quota di poco meno di 200 chilometri e inizierà la sua discesa, per poi ammarare a circa 300 chilometri dalla costa della Florida.
Il 1° febbraio 2003 lo Space Shuttle Columbia si disintegra durante il rientro in atmosfera, provocando la morte dei sette componenti dell’equipaggio. La tragedia è innescata da un danno avvenuto durante il lancio al “sistema di protezione termica”.
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È un rivestimento necessario per proteggere dal surriscaldamento tutti i veicoli che rientrano in atmosfera, non solo sulla Terra ma anche su altri pianeti, come Marte.
Come le meteore, che rientrando in atmosfera si incendiano e ci appaiono come stelle cadenti, i veicoli spaziali si surriscaldano a causa di due fenomeni distinti.
Ha formato le matematiche che hanno permesso agli Stati Uniti di vincere la corsa allo spazio e ha contribuito a uno dei più importanti razzi della NASA, ma da viva era quasi sconosciuta. Si chiama Dorothy Vaughan ed è la prima manager nera nella storia della NASA.
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Dorothy Jean Johnson nasce a Kansas City nel 1910. È una studentessa fuori dal comune e dopo il diploma riceve una borsa di studio per studiare matematica in un'università dell’Ohio riservata agli afroamericani. Nel 1932 emigra in Virginia con il marito Howard Vaughan.
Nel 1941 Roosevelt vieta la segregazione nell’industria militare. Molti uomini sono impegnati al fronte e c’è bisogno di aumentare la produzione di aerei da guerra, così entrano in fabbrica sempre più donne, anche di colore.