Nuove scoperte e progressi scientifici da tutto il mondo

Nel luglio 2022, la National Aeronautics and Space Administration (Nasa) ha annunciato il primo lotto di foto a colori scattate dal James Webb Space Telescope più di sei mesi dopo il suo lancio. Ad agosto, il telescopio Webb ha catturato la prima chiara evidenza di anidride carbonica nell’atmosfera di un pianeta extrasolare (esopianeta). A settembre, il telescopio Webb ha rilasciato la sua prima immagine a infrarossi di Marte, acquisendo dati atmosferici per l’intero pianeta.

Dopo molti ritardi, il grande vettore di esplorazione lunare Space Launch System che trasportava la navicella Orion è stato lanciato dal Kennedy Space Center in Florida al primo mattino del 16 novembre 2022, dando inizio al volo senza equipaggio di Artemis 1 attorno alla Luna. Dopo aver completato una missione senza equipaggio di 25,5 giorni intorno al nostro satellite, la navicella spaziale Orion è ammarata nell’Oceano Pacifico vicino alla Baja California, in Messico, l’11 dicembre, ponendo fine alla prima missione del programma di atterraggio lunare Neo Artemis, un ritorno ad alto rischio per un test terrestre relativo ai viaggi umani intorno alla luna che avverranno nei prossimi anni. Questo è un passo importante per gli Stati Uniti d’America riguardo al ritorno sulla luna dopo l’atterraggio dell’Apollo 17 sulla luna 51 anni fa.

Il progetto statunitense Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) ha battuto il primato di registrazione per tutte le precedenti indagini di galassie in visione 3D, creando la mappa più grande e dettagliata dell’universo mai compilata. Gli astrofisici statunitensi hanno fissato vincoli più precisi finora sulla composizione e l’evoluzione dell’universo; inoltre la Nasa ha realizzato il primo “teletrasporto olografico” di esseri umani dalla Terra allo spazio.

In termini di turismo commerciale spaziale, il 9 aprile 2022 è arrivata alla Stazione Spaziale Internazionale il primo “equipaggio” puramente composto di privati; e a maggio, un gruppo di ricerca dell’Università della Florida ha coltivato con successo piante in terra lunare per la prima volta.

Uno studio della Washington State University ha scoperto che la miscelazione di una piccola quantità di roccia marziana frantumata simulata con una lega di titanio nel processo di stampa 3D ha reso il materiale più forte e ad alte prestazioni, e potrebbe essere utilizzato per realizzare strumenti e componenti di razzi vettori per una più dettagliata esplorazione del pianeta rosso. La svolta potrebbe rendere i futuri viaggi nello spazio più economici e pratici.

La Nasa ha affermato che l’Exoplanet Archive ha accolto 65 nuovi esopianeti e il numero totale di questi ha superato la soglia dei cinquemila. Inoltre, il Jet Propulsion Laboratory della Nasa sta sviluppando un nuovo progetto che consentirà a robot delle dimensioni di uno smartphone di “navigare” negli oceani cosmici alla ricerca di segni di vita.

Anche da parte russa – perlomeno prima dell’inizio della nota crisi, e si suppone in corso – Mosca completerà ventidue missioni di lancio di veicoli spaziali, tra cui due Soyuz con equipaggio e due cargo Progress verso la Stazione Spaziale Internazionale. La missione originariamente prevista per il lancio della sonda Luna 25 a settembre è stata rinviata al 2023 perché le prestazioni dei sensori doppler di velocità e distanza utilizzati dalla sonda, non soddisfacevano i requisiti; però si pensa che la ragione sia la mancanza di capitali previsti, ed ora impiegati sul fronte bellico.

L’industria missilistica e aeronautica in Russia – di grande tradizione ed autorevolezza – è il settore più severamente temuto dagli Stati Uniti e dall’Occidente. A causa delle sanzioni, sia Boeing che Airbus hanno annunciato – ancor prima della crisi ucraina – che non venderanno più aeromobili, pezzi di ricambio e servizi correlati alla Russia, il che compromette seriamente la sopravvivenza e lo sviluppo dell’industria russa del trasporto aereo. A tal fine, la Russia – concentratasi sull’autosufficienza – ha formulato con urgenza piani per la produzione di aerei passeggeri Sukhoi Super 100, aerei passeggeri Tu-214 e MS-21 e ha ricostruito il sistema di produzione dell’industria aeronautica. Il primo lotto di aerei di linea MC-21 con componenti domestici dovrebbe essere consegnato nel 2024, eventi terzi a parte.

Nel luglio 2022, la Obyedinyonnaya Aviastroitelnaya Korporatsiya (Corporazione aeronautica unita) ha dichiarato che la Russia adempirà a tutti i suoi obblighi nei confronti dei partner in merito alla Stazione Spaziale Internazionale, ma ha deciso di ritirarsi dalla stazione spaziale dopo il 2024. Successivamente, inizierà a formarsi sotto la predetta OAK– raggruppamento di aziende aeronautiche e aerospaziali russe creato nel 2006 su iniziativa del governo russo – una stazione orbitale. A ottobre, la Russia ha utilizzato il razzo vettore Soyuz-2.1b per lanciare con successo il primo satellite del progetto Sphere/Scythian-D. Un satellite dimostrativo della futura tecnologia del sistema Scythian per l’accesso a Internet a banda larga, parte della costellazione di satelliti Sphere. Il progetto del gruppo di satelliti Sphere prevede di lanciare 600 satelliti per fornire servizi Internet a terra, simili al sistema Starlink della statunitense Space Exploration Technology Corporation.

Anche da parte britannica non mancano iniziative come la mappatura del cielo dell’emisfero settentrionale per risolvere il mistero della formazione dei primi quasar. Nel 2022, gli scienziati britannici hanno messo gli occhi sulle profondità più remore dell’universo facendo una serie di importanti scoperte.

Gli astronomi della Durham University, in collaborazione con un team internazionale di scienziati, hanno utilizzato il radiotelescopio paneuropeo Low Frequency Array (LOFAR) per mappare più di un quarto del cielo settentrionale, rivelando circa 4,4 milioni di oggetti a miliardi di anni luce di distanza, tra cui centomila corpi celesti precedentemente sconosciuti.

Gli scienziati dell’Università del Sussex hanno risolto un paradosso del buco nero precedentemente proposto da Stephen Hawking, dimostrando che i buchi neri hanno realmente proprietà di “capelli quantistici”. Ossia nella teoria quantistica lo stato della materia che collassa e forma il buco nero continua a influenzare lo stato esterno del buco nero stesso, anche se in modo compatibile con gli attuali limiti sperimentali. Questo è il significato dei “capelli quantistici”.

Il mistero della formazione dei primi quasar che ha afflitto l’astronomia per vent’anni è stato finalmente risolto: gli scienziati dell’Università di Portsmouth hanno scoperto che i primi quasar si sono formati naturalmente nelle violente condizioni turbolente del raro strato di gas nell’universo primordiale. La ricerca capovolge anche anni di riflessione sull’origine del primo immenso buco nero dell’universo fin ora scoperto.

E comunque la ricerca di segni di vita sugli esopianeti è sempre stato uno degli obiettivi dell’esplorazione spaziale: l’Università di Exeter ha utilizzato il telescopio Webb per scattare per la prima volta immagini di un esopianeta direttamente dallo spazio, il che aiuterà a studiare meglio la chimica di questi pianeti. Gli scienziati del Natural History Museum nel Regno Unito hanno anche trovato acqua extraterrestre in un meteorite caduto nel Regno Unito.

Gli scienziati della Durham University hanno utilizzato i supercomputer per simulare il possibile impatto di una collisione tra la Terra e un protopianeta, concludendo che la luna potrebbe essersi formata in poche ore anziché in migliaia di anni.

Nel 2022 in Germania, il governo federale ha iniziato a formulare una nuova strategia spaziale: uno dei punti chiave è l’osservazione della Terra nel contesto del cambiamento climatico, inclusa la prevenzione e la rimozione dei detriti spaziali. L’Agenzia Spaziale Europea /(European Space Agency-ESA) ha annunciato il programma spaziale europeo per il prossimo triennio, raccoglierà 16,9 miliardi di euro, e offrirà priorità al sostegno di una costellazione satellitare Internet in orbita bassa.

Nella ricerca aerospaziale, la Germania ha testato con successo per la prima volta lo stadio superiore del veicolo di lancio europeo Ariane 6. I progetti della German Offshore Spaceport Alliance per costruire una piattaforma di lancio spaziale continuano a procedere. Il primo satellite iperspettrale Environmental Mapping and Analysis Program (EnMAP) sviluppato e costruito in Germania è stato lanciato con successo. In termini di tecnologie specifiche, la Germania ha sviluppato un sistema di controllo mobile satellitare W3C completamente integrato su un computer portatile standard, in grado di controllare i satelliti senza fare affidamento su altre infrastrutture, diverse dalle antenne; ha sviluppato una nuova generazione di riflettori laser per i satelliti, che può funzionare senza elettricità; sviluppare un laser a emissione di superficie a cavità verticale monomodale ad alta potenza (Vertical Cavity Surface Emitting Laser-VCSEL) da utilizzare nei giroscopi di altitudine spaziale.

Sempre nel 2022, la Germania, insieme ai partner della Stazione Spaziale Internazionale, ha effettuato una simulazione di cattura di un piccolo satellite con un altro satellite. La Germania ha testato con successo la struttura dei componenti, i metodi di misurazione e gli algoritmi di valutazione della tecnologia di volo ipersonico attraverso un esperimento di volo. Il terzo stadio del razzo con il carico utile ha raggiunto una velocità di volo di circa 9.000 chilometri orari, corrispondenti a un numero di Mach superiore a 7, per circa 120 secondi. I produttori di missili tedeschi e spagnoli stanno guidando lo sviluppo di un nuovo intercettore di difesa ipersonico che in futuro sarà integrato in un sistema in grado di preallarme, tracciamento e intercettazione di minacce aeree ad alte prestazioni, inclusi missili balistici e veicoli ipersonici.

Nella ricerca aeronautica, il Centro aerospaziale tedesco utilizza metodi interdisciplinari per migliorare continuamente il livello di automazione, digitalizzazione e virtualizzazione. Ad esempio, attraverso il progetto Remote Tower Center è stata verificata la fattibilità di un centro di controllo che fornisca servizi di traffico aereo per più aeroporti; è stata promossa una serie di attività di ricerca e sviluppo intorno all’elettricità pura, alle celle a combustibile a idrogeno e al Sustainable Aviation Fuel (SAF); e per la prima volta è stata simulata al computer l’intera catena delle fasi di sviluppo digitale delle valvole a farfalla, dalla progettazione alla produzione e al collaudo.

E a proposito del SAF va detto che l’aviazione oggi rappresenta circa il 2-3% delle emissioni globali di CO2 e poiché si prevede che i viaggi aerei raddoppieranno nei tre lustri a venire, questi numeri cresceranno rapidamente. L’Associazione internazionale del trasporto aereo (International Air Transport Association-IATA) ha già compiuto passi nella giusta direzione impegnandosi a raggiungere una crescita a emissioni zero dal 2020 in poi e l’azzeramento delle emissioni nette di carbonio dalle operazioni del settore del trasporto aereo globale entro il 2050.

Mentre molte soluzioni, come la suddetta aviazione elettrificata sono ancora nelle prime fasi di sviluppo, l’industria ha bisogno di soluzioni per ridurre le emissioni dirette di carbonio del volo. Nel frattempo la finlandese Neste MY Sustainable Aviation Fue è all’avanguarda attraverso una soluzione attuale, disponibile in commercio e in uso in tutto il mondo. La SAF è un sostituto diretto e più pulito del carburante fossile per aviogetti e riduce le emissioni di gas serra (GHG) fino all’80% rispetto al carburante fossile per jet.

Oggi la Neste produce 100.000 tonnellate di SAF e la produzione aumenterà fino a 1,5 milioni di tonnellate (circa 1,875 miliardi di litri) all’anno entro la fine del 2023. Allo stesso tempo, Neste sta stringendo nuove e audaci partenariati per aumentare la disponibilità globale di SAF.