ESA

Cosa hanno in comune l’agricoltura sulla Luna, la stampa 3D su Marte e la riparazione di software con l’intelligenza artificiale? Si trovano tutti tra i temi delle 56 attività di ricerca e sviluppo finanziate dall'elemento Discovery dell'ESA tra luglio e dicembre 2022.

L'ESA ha creato la Open Space Innovation Platform (OSIP) attraverso l'elemento Discovery per scoprire e investire in nuove idee non convenzionali che potrebbero apportare grandi benefici e far avanzare l'industria spaziale e il mondo accademico europei.

Qui, le menti dietro cinque dei progetti finanziati tra luglio e dicembre 2022 ci raccontano le loro motivazioni e obiettivi, nonché come i finanziamenti dell'ESA Discovery li stanno aiutando a portare la loro attività al livello successivo.

I raggi X e i raggi gamma sono le firme dell’Universo ad alta energia. Poiché vengono assorbiti dall'atmosfera terrestre, i telescopi spaziali sono l'unico modo per rilevarli. Attualmente l'astronomia a raggi X e gamma dell'ESA è coperta dalle missioni XMM-Newton e Integral. Il lancio è previsto per gli anni '30, Athena rappresenta la prossima generazione di missioni per osservare l'Universo caldo ed energetico.

Ma una grande sfida con queste missioni è immaginare l’Universo a queste lunghezze d’onda con una risoluzione spaziale sufficientemente elevata. Per affrontare questa sfida, l’ESA Discovery sta finanziando l’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) per esplorare se sia possibile realizzare un rilevatore leggero, robusto e ad alta sensibilità per fotoni ad alta energia da dispiegare nello spazio.

Lorenzo Maserati dell'IIT spiega: "Questo tipo di ricerca non è mai stata tentata prima. La nostra proposta è quella di utilizzare innovativi semiconduttori organico-inorganici chiamati perovskiti ad alogenuri metallici per realizzare rilevatori di raggi X o gamma compatti e leggeri che possano essere messi in orbita . Le perovskiti ibride sono semiconduttori versatili dotati di metalli pesanti che possono fermare in modo efficiente i raggi ad alta energia ed estrarre i loro elettroni fotogenerati in un piccolo volume. La nostra idea è quella di inserire questo materiale in una struttura metallica 3D microfabbricata."

"Il finanziamento ESA Discovery consente l'implementazione di questa idea in un dispositivo proof-of-concept. La nostra ricerca sui materiali farà un passo avanti dimostrando un'importante applicazione spaziale e aprirà nuovi orizzonti per il nostro gruppo verso la microfabbricazione di complessi perovskite- dispositivi basati su dispositivi medici. La nuova tecnologia potrebbe essere utilizzata anche in applicazioni terrestri; l'industria sanitaria, ad esempio, potrebbe essere interessata ad avere rilevatori sottili di grandi dimensioni per la diagnostica medica."

Matthew Soman, ingegnere dell'ESA, spiega: "La tecnologia del rilevatore studiata in questa attività ha il potenziale per sostituire l'attuale stato dell'arte nella rilevazione di fotoni di raggi X e di raggi gamma ad alta energia. Non vediamo l'ora di vedere come la tecnologia a base di perovskite strutture che saranno prodotte e testate confrontandole con l’attuale stato dell’arte e apprendendo di più sulla loro idoneità all’uso nelle future missioni spaziali”.

Questa è solo una delle tante attività che l'ESA Discovery ha finanziato per intraprendere negli ultimi quattro anni. Lorenzo sottolinea l'impatto di questo finanziamento: "ESA Discovery è stata fondamentale per l'avvio dell'attività spaziale dell'IIT. OSIP è stato il metodo originale per far capire ai colleghi dell'IIT che lo spazio è qualcosa in cui possono fornire un forte contributo. Grazie a OSIP e Oltre ad alcune altre azioni nazionali, nel dicembre 2021 IIT ha istituito SPAce CEnter for Innovative & Interdisciplinary Technology (SPACEiit). SPACEiit entrerà anche nel nuovo piano strategico IIT, spingendo le attività spaziali a raggiungere un ruolo di primo piano all'interno dell'istituzione."

Prima o poi i coloni sulla Luna dovranno diventare agricoltori. La norvegese Solsys Mining sta esaminando il trattamento del suolo lunare per creare fertilizzanti adatti alla coltivazione delle piante.

La buona notizia è che l’analisi dei campioni di suolo lunare riportati sulla Terra in passato dai Moonwalker e dai robot mostra minerali essenziali sufficienti per la crescita delle piante, a parte i composti dell’azoto. La brutta notizia? Il suolo lunare si compatta in presenza di acqua, creando problemi alla germinazione delle piante e alla crescita delle radici.