È partito lo scorso 29 giugno da Spaceport America, in New Mexico (USA), il volo “Galactic 01” di Virgin Galactic, la storica prima missione suborbitale scientifica italiana Virtute-1 (Volo Italiano per la Ricerca e la Tecnologia sUborbiTalE) che ha visto l’equipaggio italiano, composto da Pantaleone Carlucci, ingegnere del Consiglio Nazionale delle Ricerche, Walter Villadei e Angelo Landolfi, Ufficiali dell’Aeronautica Militare, decollare a bordo della navicella spaziale VSS Unity, per un volo della durata totale di circa 90 minuti.
Il volo è stato effettuato a bordo della SpaceShipTwo di Virgin Galactic, azienda pioniera dei voli suborbitali commerciali, in grado di far volare sia passeggeri che strumentazione nello Spazio. E’ stato il primo volo ad ospitare esperimenti e progetti di ricerca controllati direttamente da personale di bordo, sia tramite tecnologie indossabili sia tramite strumentazione montata in rack all’interno della navicella spaziale. Durante il volo spaziale suborbitale, in seguito allo spegnimento del motore, l’equipaggio AM-CNR ha avviato le procedure per esperimenti in condizioni di microgravità, altrimenti di difficile realizzazione, relativi alla medicina, ai materiali avanzati, alla fisica dei fluidi, alla fisiologia.
Virtute-1 è entrata nei libri di storia in quanto prima missione suborbitale al mondo completamente orientata alla ricerca scientifica e alla sperimentazione ed innovazione tecnologica.
Gli esperimenti condotti a bordo, 13 in tutto di cui 5 targati CNR, mirano a studiare gli effetti biologici della permanenza nella mesosfera sul corpo umano; gli effetti della microgravità su un’ampia varietà di proprietà fisiche e chimiche dei materiali (fenomeni di combustione o comportamento dei fluidi), caratterizzanti l’ambiente di volo (ad esempio dal punto di vista delle radiazioni a bordo e della qualità dell’aria). Partner scientifici degli esperimenti molte realtà universitarie italiane e non, tra cui le università di Padova, Milano, Tor Vergata e Sapienza di Roma, Marche, oltre che aziende e spinoff specializzate in tecnologia ed innovazione quali T4i e SpaceWear.
Il primo volo suborbitale italiano, la scienza protagonista
Il sistema SpaceShipTwo di Virgin Galactic è progettato per far volare sia esseri umani che payload nello Spazio: il volo del 29 giugno è stata la prima missione suborbitale scientifica italiana, senza eguali nella storia, così come sono straordinari gli esperimenti che hanno preso il volo. “Il CNR ha avuto mandato dalla AM di selezionare un insieme di sperimentazioni che avrebbero potuto giovarsi del volo suborbitale,” ha spiegato a MeteoWeb Francesco Cairo, responsabile degli esperimenti per il CNR. “La selezione interna è stata svolta inviando una call of opportunity ai dipartimenti Terra e Ambiente (CNR-DSSTTA) e Ingegneria (CNR-DIITET) del CNR, e raccogliendo l’interesse di gruppi con già esperienza nel campo della sperimentazione in microgravità (il gruppo responsabile dell’esperimento PING utilizza voli parabolici di aereo in collaborazione con l’Università di Bruxelles, il gruppo responsabile dell’esperimento ICE ha esperienza sulla ISS), dell’analisi di Qualità dell’aria in velivoli (il gruppo responsabile dell’esperimento CAQ ha esperienza di misure a bordo di aerei di linea), e di misure di dosi di radiazione ad alta quota (il gruppo responsabile dell’esperimento DOOSY e LIULIN, in collaborazione con lo Space Research and Technology Institute, Bulgarian Academy of Sciences, Sofia, Bulgaria), infine il gruppo responsabile dell’esperimento TRAP ha studiato il funzionamento di microthruster per CubeSat in microgravità (Università di Padova e T4i). Un secondo gruppo di esperimenti sono stati proposti da Università (Roma Tor Vergata e Sapienza, Politecnico delle Marche) segnalate dalla AM, con le quali erano già in essere collaborazioni in altri contesti. Un terzo gruppo di esperimenti è stato gestito direttamente dalla AM. Per tutti essi il CNR ha gestito le comunicazioni tra i gruppi di ricerca e il personale della Virgin Galactic, al fine della certificazione al volo sulla SpaceShipTwo“.
“Il CNR ha supportato l’Aeronautica Militare; siamo stati scelti già dal 2019 come partner scientifico, con il nostro compito di occuparci della scelta degli esperimenti a bordo, congiuntamente all’AM che ha gestito direttamente soprattutto le sperimentazioni la medicina aerospaziale. Il nostro focus, data la connotazione multidisciplinare del CNR e la grande esperienza in campo tecnologico, è stato quello di gestire la parte degli esperimenti che dovevano essere installati a bordo, sul rack della SpaceShip,” ha dichiarato a MeteoWeb Pantaleone Carlucci, ingegnere del CNR, componente dell’equipaggio salito a bordo del velivolo Virgin Galactic.
Il ruolo del CNR, ha sottolineato ai nostri microfoni Lucia Paciucci (Responsabile Operazioni e training lato CNR, membro backup), “è stato quello di partner scientifico, con il compito di selezionare una serie di esperimenti promettenti per poter essere effettuati durante la missione. Il CNR ha partecipato garantendo la presenza a bordo di uno spaceflight participant e la disponibilità di un backup e portando nel gruppo di coordinamento congiunto Aeronautica Militare-CNR dei rappresentanti per i vari aspetti relativi alla missione: un responsabile della parte dei payload, ossia della parte scientifica degli esperimenti (Francesco Cairo) un responsabile di operazione training (il mio ruolo), un responsabile per l’esecuzione degli esperimenti di medicina (Carlucci) e un responsabile della comunicazione (un altro mio compito). Il ruolo fondamentale del CNR è stato quello di dare l’apporto e il taglio scientifico alla missione“.
Le delicate operazioni pre e post lancio
Da 10 giorni prima dell’avvio della missione Virtute-1, è stato presente sul posto un contingente misto Aeronautica Militare–CNR. In particolare, Lucia Paciucci ha rivestito il ruolo di capodelegazione del CNR: “Con me sono stati presenti un referente per ogni esperimento ognuno accompagnato o meno da tecnici o da personale di supporto. E’ stato molto importante avere questo personale rischierato prima della missione perché, mentre fino ai 10 giorni prima della missione con Virgin Galactic abbiamo scambiato esclusivamente comunicazioni e documenti tecnici, una volta su posto c’è stato modo di vedere l’hardware, fare le prove di installazione, fare le prove di compatibilità con il mezzo, quindi con la SpaceShip, e verificare che tutto potesse funzionare senza problematiche (per esempio tutta l’installazione del rack è stata seguita proprio durante questi giorni). Ogni responsabile di team di esperimento si è occupato del proprio payload, io ho coordinato le operazioni, sia dal punto di vista della logistica che dal punto di vista tecnico operativo per la realizzazione di test e per l’esecuzione dell’attività in loco,” ha raccontato la ricercatrice.
“Sul posto era presente un team che si è occupato della gestione degli esperimenti, c’erano tutti i principal investigator che erano sostanzialmente coordinati da Lucia Paciucci e tutti i responsabili dei vari esperimenti, tutto un gruppo di lavoro che è partito con noi il giorno 20, con la crew e gli altri gruppi dell’Aeronautica Militare,” ha evidenziato Carlucci.
I medesimi team si sono poi occupati del recupero degli esperimenti, dopo l’atterraggio: “Dopo il volo i tecnici di Virgin Galactic hanno provveduto a disinstallare dal velivolo tutta la strumentazione per riconsegnarla ai PI di riferimento e consentire tutte le operazioni post-missione (messa in sicurezza, scarico dati, imballaggio per il rientro in Italia. Per i wearable è stato tutto molto più semplice, sono stati subito sfilati dalle tute, e per gli altri è stato necessario un giorno,” ha raccontato Carlucci a MeteoWeb.
Nello specifico, gli esperimenti “sono stati disinstallati dalla SpaceShip, sono stati riportati sui banchi di lavoro (all’interno dell’hangar Virgin Galactic aveva predisposto uno spazio per la gestione dell’hardware). Tutti gli esperimenti sono stati smontati, riportati sulle singole postazioni, dove ogni gruppo tecnico per ogni esperimento ha verificato lo stato dell’hardware, ha scaricato i dati laddove possibile e ha effettuato tutte le verifiche preliminari relative al funzionamento degli esperimenti,” ha sottolineato Paciucci. “Possiamo confermare che tutti sono in Italia, tranne uno, rimasto negli Stati Uniti perché è un strumento che è stato dato in prestito da una società americana, che si occuperà anche dello scarico dati e dell’analisi degli stessi di concerto con i principal investigator di questo esperimento“.
Virtute-1, i risultati degli esperimenti
Dai risultati degli esperimenti sarà possibile ricavare preziose informazioni per la futura applicazione in una vasta gamma di ambiti, da quello addestrativo ed operativo fino ai possibili impieghi innovativi in ambito industriale. Verranno inoltre ricavati dati utili anche in ambito medico: i risultati consentiranno infatti di studiare gli effetti di agenti quali radiazioni, radicali liberi e stress ossidativo, alla base di molte patologie e principali cause di invecchiamento cellulare.
Gli esperimenti portati in volo con Virtute-1 permetteranno non solo di accrescere la conoscenza scientifica di alcuni fenomeni in condizioni di microgravità, ma anche di caratterizzare sempre meglio il contesto dei voli suborbitali. Riguardo la pubblicazione dei primi risultati, Carlucci ha evidenziato che “i tempi sono variabili nella scienza e nel post processing dei dati, poi dipende dagli esperimenti. Ci vorranno dei mesi per le prime pubblicazioni“.
“Ci piacerebbe contestualizzare tutti i risultati all’interno di un’unica missione, stiamo cercando di coordinarci, almeno a livello di CNR, al fine di poter fare un discorso complessivo da approfondire poi sui singoli esperimenti, quindi immaginiamo che probabilmente i primi dati potranno essere pubblicati nei prossimi mesi,” ha spiegato Paciucci. “L’idea è di pubblicare su riviste peer-reviewed, quindi ovviamente ci sono i tempi tecnici della review, della revisione, quindi della stesura dell’articolo, di revisione e pubblicazione. Questo di solito comporta a tempi dell’ordine dei 6-7 mesi per quanto riguarda le riviste peer-reviewed, valuteremo se pubblicare anche qualcosa a livello più divulgativo in tempi inferiori“.
La missione Virtute-1? “Non chiamatelo volo turistico”
Quello dello scorso 29 giugno è stato il primo volo commerciale di Virgin Galactic, che ha aperto le porte a un nuovo capitolo di turismo spaziale per l’azienda, ma nella missione Virtute-1, di turistico, non c’è stato proprio nulla. “Per quanto riguarda il lavoro che abbiamo fatto ci siamo trovati tutti allineati: noi, l’Aeronautica Militare e Virgin Galactic non abbiamo trascurato nulla, per questo poi la missione Virtute-1 è riuscita. Per quanto riguarda invece l’esterno, forse si è trascurato un po’ l’aspetto scientifico della missione parlando troppo di turismo: di turistico non c’è stato niente. Questo aspetto è stato un po’ sottovalutato, perché c’è stata una risonanza mondiale di questo evento, eccezionale, inaspettata per quanto ci riguarda, però la narrativa credo che debba essere che era una missione scientifica. E’ questo che non deve essere trascurato,” ha rimarcato Carlucci.
“La missione è stata presentata come la prima missione commerciale, il che ha lasciato intendere che non fosse una missione di ricerca ma una prima missione con clienti paganti a bordo: questa è stata la cosa più enfatizzata,” ha fatto eco Paciucci. “Questa missione è stata veramente la prima nella storia con tali caratteristiche: il lato scientifico è il punto più importante da mettere in evidenza come anche il grande lavoro che c’è stato dietro, al di là di chi è stato un po’ più presente e visibile, c’è stato un enorme lavoro, a latere, fatto dai nostri ricercatori, i veri protagonisti che hanno reso possibile la realizzazione di questa missione,” ha concluso Paciucci.
Virtute-1, gli esperimenti
Per approfondire, di seguito, tutti i dettagli su ogni singolo esperimento della missione Virtute-1, obiettivi e ricercatori coinvolti.
