Tecnologia aerospaziale: implicazioni e vantaggi

Le crescenti sfide della Terra richiedono soluzioni nello spazio e la ricerca spaziale sta aprendo la strada a molteplici possibilità in settori che vanno dall’agroalimentare e la sanità alle telecomunicazioni.
La New Space Economy è in piena espansione, trainata dalla commercializzazione del settore spaziale tradizionale e istituzionale.
L’Italia ha un ruolo di primo piano nel settore aerospaziale globale con una pluralità di startup che operano anche in altri settori quali agroalimentare, energia, ambiente e infrastrutture, prodotti chimici e nuovi materiali, telecomunicazioni, mobilità, trasporti e turismo, salute e biotecnologie.

In base al Rapporto OCSE-FAO 2021, la domanda globale di prodotti agroalimentari sembra orientata a una crescita continua superiore all’1% su base annua tra il 2021 e il 2030.
L’elevato impatto ambientale e la bassa efficienza dei metodi produttivi tradizionali, per non parlare della scarsità di risorse, hanno imposto una trasformazione tecnologica dell’agricoltura.

Il settore aerospaziale può avere un ruolo strategico in questa trasformazione, con un’ampia gamma di applicazioni che derivano proprio dalla tecnologia spaziale. Alcuni esempi sono:

    - il monitoraggio satellitare per l’agricoltura di precisione
    - il posizionamento satellitare per mezzi agricoli automatizzati
    - lo sviluppo di colture più resistenti alle malattie e alle condizioni meteorologiche avverse
    - tecnologie orientate all’efficienza e colture fuori suolo
    - il miglioramento della salute e della sicurezza nel settore alimentare

Per esempio, il progetto REBUS sta sviluppando sistemi di supporto vitale bio-rigenerativi basati sull’integrazione di organismi come piante, funghi, batteri e cianobatteri al fine di massimizzare l’utilizzo delle risorse disponibili e minimizzare l’uso di risorse esterne mediante materiale organico riciclato.
In altri paesi, il progetto SOLE mira a sviluppare una camera di crescita da utilizzare nello spazio, con luci a LED in grado di accrescere le proprietà nutraceutiche dei micro-ortaggi.

Nel 2019, il Dipartimento di Agraria dell’Università degli Studi di Napoli Federico II ha creato il primo laboratorio d’Europa dedicato alla caratterizzazione di piante per sistemi di supporto vitale rigenerativi. Il laboratorio è frutto della collaborazione con l’ESA nell’ambito del programma MELiSSA (Micro-Ecological Life Support System Alternative). 

Il settore della produzione e fornitura di energia sta già facendo un uso importante di molte tecnologie spaziali quali l’osservazione terrestre e atmosferica, la navigazione satellitare e i materiali avanzati sviluppati per le missioni di esplorazione spaziale. Questa tecnologia crescerà in futuro per vincere le sfide poste dalle missioni di esplorazione spaziale programmate.

Il monitoraggio delle infrastrutture è dispendioso in termini di tempo e denaro e può essere di difficile implementazione. Tuttavia, le tecnologie satellitari sono impiegate al meglio per superare queste limitazioni.
I radar e altri sensori, così come le immagini satellitari, sono in grado di fornire misurazioni e dati estremamente precisi per consentire un monitoraggio accurato, agevolando in tal modo la pianificazione delle ispezioni e degli interventi di manutenzione. La tecnologia SAR (Synthetic Aperture Radar - Radar ad Apertura Sintetica) consente di ottenere immagini radar dei settori analizzati.

Il settore aerospaziale si concentra costantemente su come migliorare i materiali tecnici riducendo i costi e incrementando la sicurezza. In questo settore vengono compiuti grandi investimenti, per esempio, nella gestione del ciclo di vita dei prodotti e nella ricerca di metodi di riduzione dei carburanti grazie all’utilizzo di materiali più leggeri e di metamateriali (materiali che non esistono in natura) con caratteristiche elettromagnetiche fuori dal comune.

La tecnologia aerospaziale consente la trasmissione globale dei dati in modo tale da superare le barriere rappresentate dalle lunghe distanze e dai terreni accidentati. Nel 2021 la start-up italiana Stellar Project ha lanciato LaserCube, un terminal miniaturizzato per telecomunicazioni laser a bassa potenza e con performance elevate, che ha innovato il settore della trasmissione dei dati ad alta velocità tra satelliti.

Nei trasporti e nel turismo sono in corso rapidi cambiamenti trainati dalle innovazioni nel settore aerospaziale. Stiamo assistendo a una forte crescita del mercato mondiale della tecnologia di navigazione e posizionamento satellitare Global Navigation Satellite System (GNSS). L’attuazione di servizi come l’autenticazione della posizione dell’utente è presentata come prossimo passo verso la smart mobility.
La tecnologia aerospaziale è applicata diffusamente anche nel settore ferroviario, con l’ingresso sul mercato di nuovi metodi di comunicazione ferroviaria e di prodotti per la sicurezza delle reti ferroviarie. Per esempio, Intecs Solutions, società italiana attiva nel settore della progettazione di sistemi, sta lavorando alla resilienza delle telecomunicazioni e alla capacità di inviare e ricevere dati a terra nella banda di frequenza Ka. 

La crescente pressione a cui sono sottoposti i sistemi sanitari nazionali provoca un passaggio verso un modello di assistenza sanitaria misto, che unisce la telemedicina alle cure domiciliari.
L’Agenzia Spaziale Europea (European Space Agency - ESA) e l’Agenzia Spaziale Italiana (ASI) stanno utilizzando dati ricavati dall’osservazione della Terra per migliorare la salute pubblica monitorando gli inquinanti e la qualità dell’aria e dell’acqua. In altri paesi, l’Earth Cognitive System for Covid-19 (ECO4CO), finanziato dall’ESA sfrutta i dati ricavati dall’osservazione della Terra per combattere il Covid-19 e altre potenziali pandemie future.
La tecnologia spaziale può fornire soluzioni reali delle sfide mondiali e le imprese italiane si posizionano in prima linea sul fronte delle innovazioni nella sostenibilità economica e ambientale.