Abbiamo incontrato Nicolò Benigno, ingegnere di sistema presso Argotec (azienda aerospaziale di Torino). L’ingegnere Nicolò Benigno ha lavorato alla missione LICIACube, un micro satellite italiano rilasciato nello Spazio Profondo dalla sonda DART della NASA. L’obiettivo principale di LICIACube è stato osservare e fotografare il primo test di difesa planetaria della storia: il 26 settembre 2022 la sonda DART della NASA ha impattato volontariamente sull’asteroide Dimorphos, con l’obiettivo di deflettere la sua orbita (per dimostrare che è possibile “spostare” un asteroide e, di conseguenza, essere in grado di salvare la Terra da un possibile impatto con un asteroide). LICIACube è stato realizzato negli stabilimenti di Argotec a Torino e finanziato dall’Agenzia Spaziale Italiana (ASI). Il team LICIACube comprende ricercatori dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), del Politecnico di Milano, delle Università di Bologna e Parthenope di Napoli e dell’IFAC-CNR di Firenze.
Innanzitutto come è andato il fly-by del sistema asteroidale? E come giudicate le immagini scattate da LICIACube, per testimoniare il primo test di difesa planetaria della storia, compiuto dalla sonda DART della NASA?
Il fly-by è andato molto bene. Ovviamente era una manovra molto difficile e in più, essendo stata eseguita a milioni di chilometri di distanza dalla Terra, doveva essere fatta in autonomia. Dietro c’è stato un lavoro molto pieno e complesso. Io ci ho lavorato direttamente, perché ho anche fatto la tesi su questo sistema; quindi sentivamo tutti la pressione per questo evento. Poi appena abbiamo scaricato le prime foto e i dati dal micro satellite, ci siamo accorti che il fly-by era riuscito. LICIACube era riuscito a fare il tracking autonomo e a scattare le foto.
Qual è il ruolo dell’ingegnere di sistema? E qual è stato il tuo ruolo nella missione LICIACube?
Il sistemista, in generale, vede il satellite più nel suo complesso. Ovviamente i satelliti sono già di per sé sistemi molto complessi, i quali al loro interno contengono vari sistemi più piccoli: quello che si occupa della propulsione del satellite, quello che si occupa di capire e mantenere l’assetto, quello che si occupa di gestire la potenza che arriva dalle batterie e dai pannelli solari. Il tutto è diviso in vari sottosistemi, che ne regolano il funzionamento. Il sistemista ha una visione di insieme di tutto questo, e gestisce i vari gruppi che si occupano dei sottosistemi. Per quanto riguarda LICIACube, io mi sono occupato in particolare della parte ADCS (Attitude Determination and Control System) e, insieme ai colleghi, ho lavorato alla parte dedicata alla navigazione autonoma, che è proprio questa parte di software che serviva per fare il tracking autonomo dell’asteroide.
Quali sono state le sfide ingegneristiche affrontate da Argotec, durante la progettazione e la costruzione del nano satellite LICIACube, nonché del primo oggetto italiano nello Spazio Profondo, lontano circa 14 milioni di chilometri dalla Terra?
Le sfide ingegneristiche sono state tante, proprio perché questa classe di satelliti, chiamati CubeSat (micro satelliti), hanno una dimensione ridotta: circa 10x20x30 cm. Questa è una classe di satelliti che è esplosa negli ultimi anni, soprattutto a livello universitario, con una filosofia basata sul low cost (a basso costo), e la possibilità di lanciarli in orbite “facili”. La filosofia di Argotec è invece stata completamente diversa: usare i micro satelliti per missioni più complesse, che normalmente fanno i satelliti più grandi. L’obiettivo di Argotec è stato quello di creare un micro satellite performante, capace di resistere nello Spazio Profondo e, soprattutto, alle potenti e dannose radiazioni. Solitamente i CubeSat vengono collocati in orbite attorno alla Terra, e sono schermati e protetti dal campo magnetico terrestre, il quale crea un ambiente più favorevole ai micro satelliti. Le sfide ingegneristiche aumentano se decidi di lanciare il micro satellite oltre l’orbita terrestre, e quindi dove non c’è la protezione del campo magnetico terrestre. In questo caso il micro satellite, bombardato dalle radiazioni, potrebbe subire dei danni all’elettronica.
Un’altra sfida è stata quella di far viaggiare LICIACube all’interno della sonda DART della NASA per 10 mesi (il tempo necessario a raggiungere l’asteroide satellite Dimorphos), e quindi noi non potevamo controllare lo stato di salute del nostro micro satellite per tutti quei mesi, poiché si trovava all’interno di DART.
Il giorno in cui LICIACube è stato rilasciato è stato molto emozionante. E’ stata un’altra avventura. LICIACube è stato rilasciato il 12 settembre 2022, e la sonda DART della NASA ha colpito l’obiettivo (l’asteroide satellite Dimorphos), schiantandosi volontariamente su di esso, il 26 settembre 2022 (in Italia erano le ore 1:14 di notte, del 27 settembre).
Credit: Agenzia Spaziale Italiana (ASI)
LICIACube, nonché il piccolo osservatore dello storico evento, come è riuscito a collocarsi nella giusta posizione? Voi, per l’enorme distanza, non potevate pilotarlo dalla Terra?
Durante il rilascio, LICIACube si trovava a circa 13-14 milioni di chilometri dalla Terra. Ovviamente noi avevamo studiato tutto nei minimi dettagli, in modo tale che lui autonomamente accendesse tutti i sottosistemi, controllasse che tutto andasse bene e si spostasse in un assetto che gli permettesse di comunicare con la Terra (con le antenne della NASA DSN Deep Space Network). Quindi, tutto è stato studiato nel dettaglio in precedenza, anche le varie manovre che abbiamo fatto dopo averlo acquisito. Per questi studi dettagliati dobbiamo ringraziare anche i nostri partner: l’università di Bologna e il Politecnico di Milano, che si sono occupati dello studio della parte orbitale, nonché INAF che si occupa della parte scientifica della missione e, ovviamente, l’Agenzia Spaziale Italiana, senza cui la missione non ci sarebbe stata.
La sonda DART della NASA ha volontariamente colpito un asteroide, con l’obiettivo di deflettere la sua orbita (per dimostrare che è possibile “spostare” un asteroide e, di conseguenza, essere in grado di salvare la Terra da un possibile impatto con un asteroide). Anche la NASA ha dovuto eseguire calcoli dettagliati, eseguiti in precedenza, per colpire in autonomia l’asteroide?
Anche in questo caso sono stati fatti calcoli in precedenza. Ovviamente la missione della NASA è stata complicatissima. Forse, l’unico vantaggio in più che hanno avuto è stata la possibilità di comunicare con la sonda DART fin dal novembre scorso (quando ha raggiunto l’orbita terrestre dopo il lancio). Quindi, mentre il nostro LICIACube dormiva all’interno di DART, la NASA poteva già comunicare con la propria sonda.
Credits: NASA / Johns Hopkins APL
LICIACube, oltre ad essere stato l’osservatore numero uno dell’impatto, ha anche altri obiettivi?
Al momento stiamo scaricando le varie foto, che sono state fatte durante il fly-by. Successivamente il team scientifico analizzerà i dati, per cercare di capire cosa è successo durante e dopo l’impatto con l’asteroide. Come possiamo notare dalle foto, dopo l’impatto si è sviluppata una “nube” di polvere dell’asteroide, che è stata eiettata verso l’esterno. Questa “nube” è molto complessa, e non è un qualcosa che ci si poteva aspettare facilmente. Ora toccherà agli scienziati studiare tutti i dati.
Per quanto tempo potrà sopravvivere LICIACube?
Questa è una bella domanda. La missione ha una durata nominale di 6 mesi ma, a meno di problemi inaspettati, LICIACube potrebbe sopravvivere oltre questo lasso di tempo. Le missioni spaziali sono sempre un’incognita, poiché possono anche durare molto di più del previsto. In realtà una stima non si può fare, perché in un ambiente così difficile può succedere di tutto.
Quali sono le camere presenti nel nano satellite LICIACube?
LICIACube ha due camere: la camera principale LEIA (LICIACube Explorer Imaging for Asteroid) e la camera secondaria LUKE (LICIACube Unit Key Explorer). Le foto dell’impatto sono state fatte con entrambe: sono camere leggermente diverse.
Siamo riusciti ad avere la prova che l’impatto di DART ha causato lo spostamento dell’orbita dell’asteroide?
Stiamo ancora aspettando, perché tutti gli scienziati coinvolti nella missione (compresi quelli della NASA), stanno cominciando ad elaborare i dati, e a rivedere le misurazioni fatte anche dalla Terra. Prossimamente vedremo se sarà riuscito a modificare l’orbita di Dimorphos. L’obiettivo è modificare l’orbita dell’asteroide di pochissimo.