Dai sogni spaziali al ruolo delle Piccole e Medie Imprese Città della Scienza, Bagnoli, Napoli - Science Centre, 11 gennaio 2013

DAI SOGNI SPAZIALI ALLE SFIDE DI OGGI Gennaro Russo Raffaele Savino Raimondo Fortezza

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Non v’è dubbio che i sogni spaziali occupano una parte consistente dei sogni in genere nell’immaginario collettivo Non v’è dubbio che tali sogni spaziali trovano atavica origine e linfa nel più profondo dell’inconscio Ma non v’è dubbio nemmeno che essi siano stati costantemente alimentati dagli elementi più o meno concreti che l’uomo ha raccolto, e non solo su base scientifica L’era spaziale ha solo 55 anni (cominciata con lo Sputnik-1, il 4 ottobre 1957) … … e la Campania non è stata a guardare! Cosicché è oggi nella condizione di poter contribuire alle sfide globalizzate connesse.

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1500: prime tracce culturali della sensibilità Campana al sogno aerospaziale che si ripetono per oltre 3 secoli (Sannazzaro, Tansillo, Della Porta, Tasso, Bruno, Borelli, Rosa, Giordano, Cavallo, Lamberti, Di Leo, ...)

1836: Stampe del Viaggio di Pulcinella sulla Luna e Ritorno

1857: Ernesto Capocci*:

«Relazione del primo viaggio alla Luna fatto da una donna l’anno di grazia 2057»

* Direttore dell’Osservatorio di Capodimonte

1920: prime attività di ricerca di Gaetano Arturo Crocco: volo spaziale, navigazione extra atmosferica, propulsione a reazione, combustibili per razzi

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365 vs. 943 gg

Anni ‘50: rientro con equipaggio 10 anni prima di Gagarin, vettore a stadi paralleli e “One-Year Exploration-Trip Earth-Mars-Venus-Earth”, presentato al VII Congresso IAF di Roma Utilizzo del campo gravitazionale (gravity assist) di Marte e di Venere per ridurre il tempo del viaggio NACA parlò di Crocco Grand Tour

Le attività di R&D realmente targate Campania sono state tracciate indelebilmente e sono ancora oggi fortemente condizionate, dopo 20 anni dalla scomparsa, da Luigi G. Napolitano

1953: Allievo di Umberto Nobile, si trasferì al Politecnico di Brooklyn dove ebbe come maestro Antonio Ferri. Lavorò sul miscelamento di correnti supersoniche, di fondamentale interesse per le applicazioni spaziali, sull’aerotermochimica in campo ipersonico (scramjet), sulla teoria delle caratteristiche linearizzate.

Comprese l’essenza dell’interazione tra docenza, ricerca, industria e politica, e l’importanza del fattore tempo.

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Anni ‘60: Rientrato a Napoli, successe a Umberto Nobile alla Cattedra di Aerodinamica, occupandosi di riscaldamento aerotermodinamico, rientro atmosferico e ipersonica, con metodologie deduttive.

Napoli entrava nel network mondiale dello spazio, attraverso collaborazioni in campo ipersonico con luminari come Von Karman, Barrere, Sedov, Chernyi, Dorodnitzyn e Belotzierkovsky

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1969: Lo storico sbarco sulla Luna vide Napoli non come semplice spettatore, grazie ai continui contatti con la NASA e al riconosciuto ruolo assunto in Italia ed Europa

Anni ‘70: L’Osservatorio Astronomico di Capodimonte entrò nel ristretto giro degli enti tra cui furono distribuiti campioni di materiale lunare. Nel frattempo, il team dell’Istituto di Aerodinamica forniva, su scala internazionale, contributi scientifici fondamentali alla termodinamica postulatoria dei sistemi irreversibili per sistemi “fuori dell’equilibrio evolutivo”, nei campi della aerotermochimica, della propulsione ibrida e della Magnetofluidodinamica, e viene realizzato il primo impianto MHD a corrente continua.

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1973: NASA ed ESA firmano l’accordo per lo sviluppo dello Spacelab, per il quale Napoli e la Campania avrebbero avuto un ruolo trainante. A Napoli viene coniato il termine “microgravità” e ideato il FPM. Il fermento a livello mondiale attorno alla fluidodinamica microgravitazionale scaturì dalle idee e dalle capacità campane

Anni ‘80: produzione scientifica rilevante a Napoli c’era uno dei tre laboratori al mondo in grado di fare ricerca teorica, numerica e sperimentale sull’effetto Marangoni.

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1983 e 1985: Gli esperimenti a bordo dello Spacelab (FSLP e D1) e quelli al suolo portarono a importanti verifiche/scoperte: capacità della tensione superficiale di “trattenere”

una colonna fluida di 10 cm di altezza esistenza dei moti alla Marangoni indotti da

gradienti di tensione superficiale istaurarsi del regime di moto oscillatorio al di

sopra di certi valori dei numeri caratteristici rilevanti

dipendenza funzionale dell’energia trasmessa dal regime di moto esistente

1986: Durante la visita degli astronauti a Napoli viene riconsegnato al Rettore Carlo Ciliberto il gagliardetto tricolore «Ist. U. Nobile» che era stato nello spazio. Lo spazio diventava “Il Quarto Ambiente”

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La Campania riveste un ruolo di rilievo, in grado di influenzare decisioni strategiche, contribuendo alla nascita di: (i) ASI per la gestione; (ii) CIRA per la partecipazione al programma Hermes (aerotermodinamica e Galleria al Plasma Scirocco); (iii) MARS come USOC di Columbus

28 gennaio 1986: Disastro del Challenger

1987: grazie all’azione congiunta dell’Osservatorio di Capodimonte e Università “Parthenope”, sotto la guida di Ezio Bussoletti, nasce il laboratorio di Fisica Cosmica e Planetologia. La partecipazione all’esperimento DIDSY a bordo della sonda Giotto di ESA per la misura delle polveri della Cometa di Halley portò alla specializzazione su: simulazioni e analisi di campioni di “polveri” presenti in vari

ambienti spaziali sviluppo di tecnologie per l’esplorazione del Sistema

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23 luglio 1991: muore Luigi Napolitano lasciando un enorme vuoto, ma allo stesso tempo un patrimonio di valori umani, conoscenze scientifiche e professionalità in tutti coloro che avevano avuto la fortuna di collaborare con lui

Anni ‘90: il Telerilevamento è campo di rilievo in Campania, con CORISTA che si occupa dello sviluppo di sensori avanzati da imbarcare su piattaforme terrestri, aeree e spaziali, Pasquale Murino dell’Ist. Umberto Nobile, e Giorgio Franceschetti dell’Ist. di Elettrotecnica e del CNR (antesignano dell’attuale IREA) che si occupa anche di Telecomunicazioni Spaziali. L’Ist. di Aerodinamica “U. Nobile” diretto da Rodolfo Monti e il MARS, con il contributo di PMI come la Techno System, proseguono le ricerche sui Flussi alla Marangoni in ponti liquidi: 1993: esperimento «Onset of Oscillatory Marangoni Flow», missione Spacelab D-2

dell’ESA utilizzando l’Advanced FPM (AFPM) sviluppato da Alenia con il diretto coinvolgimento della scuola aerospaziale campana

1994: esperimento "Bubbles Behaviour under Low Gravity“, missione Spacelab IML-2 della NASA utilizzando la Bubble Drop and Particle Unit (BDPU) sviluppata da Alenia in collaborazione con il MARS

Un interessante filone di ricerca riguardò la dinamica della coalescenza di gocce in presenza di moti termocapillari, con diversi esperimenti sia in laboratorio sia su piattaforme microgravitazionali

1999: Il millennio si chiude con la proposta del Programma USV del CIRA: prima o poi l’accesso allo spazio ed il rientro a terra sarà garantito da un sistema del tutto analogo alla comune aviazione civile

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1995: Viene ideata negli uffici di Alenia Spazio Napoli la capsula recuperabile CARINA (CApsula di RIentro NApoli).

1995: nasce il Dip. di Scienza e Ingegneria dello Spazio DISIS “Luigi Napolitano” che comincia a occuparsi con NASA e ESA sull’effetto delle accelerazioni residue su esperimenti di microgravità utilizzando il metodo Napolitano dell’Analisi degli Ordini di Grandezza.

2000: Lo sviluppo di RLV, in grado di rimpiazzare lo Shuttle a costi minori e con tecnologia più moderna, rappresenta l’idea principale di inizio millennio. In questa linea si collocano due iniziative campane: 2001: il Programma USV del CIRA, per “volare”

durante il rientro; lo sviluppo di strutture calde basate su UHTC assumono ruolo fondamentale

2004: il veleggiatore ipersonico Phoebus (dal “Dyna-Soar” degli anni ’60) proposto dal DISIS dell’Univ. di Napoli all’ESA, in collaborazione con OHB.

L’effetto primario fu il riconoscimento internazionale: (i) coinvolgimento in programmi dell’ESA come EXPERT e IXV; (ii) CIRA centro di eccellenza in ipersonica (AIAA Space Plane Conf., MOU con AFRL, Univ. Queensland, …); ecc.

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L’Accademia Aeronautica continua a formare gli astronauti italiani: 2000: Luca Parmitano (diploma all'Accademia Aeronautica),

2005: Samantha Cristoforetti (prima donna italiana e terza del corpo degli astronauti europei, diploma di Scienze Aeronautiche all'Univ. Federico II),

2005: Walter Villadei, ultimo in ordine di tempo.

2005: viene istituita la LGN Society per supportare le attività di policy making nel settore industriale e l’alta formazione. L’obiettivo è di tradurre il pensiero di Luigi G. Napolitano a favore delle nuove generazioni del Meridione d'Italia e non solo.

2007: nasce il Dip. Ingegneria Aerospaziale DIAS, dalla fusione del DISIS e del DPA (Dip. Progettazione Aeronautica)

2004: Con l’integrazione nel Columbus del Laboratorio di Scienza dei Fluidi (FSL) di cui è responsabile, il MARS rafforza il suo ruolo di centro europeo di controllo e supporto alla sperimentazione.

Il presente:

I gruppi di Ipersonica della SUN e della Federico II continuano le attività di ricerca nel campo della aerodinamica ipersonica e del rientro atmosferico

Il programma USV del CIRA viene riorientato aggiungendo l’obiettivo di eseguire semplici operazioni orbitali critiche, con autonomia di rientro unmanned fino all’atterraggio su pista

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Il gruppo di Sistemi Aerospaziali della Federico II, in collaborazione con CORISTA e SUN, è impegnato in progetti di telerilevamento, applicazioni radar, sviluppo di sensori e sistemi per satelliti, sistemi di navigazione per UAV e payload elettro-ottici Il gruppo di Microgravità della Federico II coordina un team internazionale in un programma da ESA e JAXA per un esperimento nel Fluid Science Laboratory sulla ISS

HYPROB: elemento fondante della propulsione spaziale di ASI-CIRA, ha l’obiettivo di far evolvere e consolidare le capacità tecnologiche e di sviluppo sistemico nazionali sui sistemi propulsivi a razzo per le future applicazioni spaziali (LOx-CH4 e ibrido)

IRENE: promosso dalle PMI del Polo High Tech di Napoli Est, riguarda lo sviluppo di una capsula di rientro a basso costo con tecnologia deployable, per piccoli payloads e/o campioni sperimentali

Laboratorio di Fisica Cosmica e Planetologia: (i) GIADA a bordo della missione ESA Rosetta, in volo verso la cometa di Churyumov–Gerasimenko; (ii) SIMBIO-SYS con lancio nel 2014 sulla sonda ESA BepiColombo verso Mercurio; (iii) DREAMS per la misura di polveri sulla superficie di Marte

DAC: La proposta per il Distretto Tecnologico Aerospaziale Campano si classifica prima in ambito PON. Il Distretto è praticamente nato.

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Le conoscenze, il rigore e la personalità dei suoi padri e di Luigi Napolitano, a tutti gli effetti artefice principale e fondatore dello Spazio in Campania, hanno tracciato un solco indelebile nella storia della Regione

In oltre 50 anni di attività spaziale, la Campania ha avuto un ruolo trainante, a livello nazionale ed internazionale, in diversi settori della ricerca spaziale

Le idee visionarie, rimaste vive nell’immaginazione grazie anche alle trasposizioni cinematografiche, non si sono ancora trasformate in realtà (industrializzazione dello spazio, viaggi commerciali, avamposti extra-planetari, esplorazione spaziale)

Lo Spazio rimane perciò un ambiente da esplorare e la Campania può continuare a giocare un ruolo importante in aree come l’accesso allo spazio a basso costo, l’utilizzo del Quarto Ambiente, l’esplorazione scientifica

Conclusioni

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I sogni spaziali che tutta questa storia ha alimentato possono riassumersi nei seguenti pochi punti: La Campania ha avuto ed ha ancora idee, competenze e capacità

nei settori di: Accesso allo spazio e rientro

• Aerodinamica e Aerotermodinamica (ipersonica) • Strutture Calde e TPS • GNC • Propulsione

Utilizzo del Quarto Ambiente • Microgravità • Osservazione della Terra (fenomenologia, sensoristica, algoritmi) • Osservazione dell’Universo (astrofisica, polveri spaziali)

Servizi • Ground station • Telecomunicazioni • Telescienza

la Campania è, per tradizione e per capacità, nella condizione di poter contribuire alle sfide globalizzate di oggi

Manca tuttavia la forte leadership dei decenni passati che può essere surrogata solo con una forte determinazione di gruppo.

GRAZIE PER L’ATTENZIONE !

“non smettere mai di credere che i sogni si possono realizzare”

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