Dalle calze di nylon all’imaging medico: AIKO ha analizzato la tecnologia quotidiana che ha un legame inaspettato con la ricerca nel settore spaziale. Infatti il materasso memory foam nasce per proteggere gli astronauti dagli impatti. La tecnologia sviluppata per migliorare le fotografie scattate in orbita ha contribuito alla nascita della TAC. La necessità di alimentare i satelliti ha accelerato la ricerca sulle celle fotovoltaiche ad alta efficienza. Molte tecnologie oggi quotidiane sono state testate o validate durante le missioni spaziali, dove le condizioni estreme hanno contribuito ad accelerarne lo sviluppo.
Il settore spaziale e il suo impatto sulla tecnologia quotidiana
Lorenzo Feruglio, CEO e Co-founder di AIKO
Lo spazio paga il costo dell’ingegneria più rigorosa al mondo, e sono molti i settori a raccoglierne i frutti. Tra questi alcune delle tecnologie alla base di oggetti e servizi che utilizziamo tutti i giorni sono passate dal banco di prova delle missioni spaziali. Questo varrà sempre di più nei prossimi anni. Le sfide estreme delle missioni ci spingono a progettare sistemi affidabili, sicuri e autonomi, e queste innovazioni sono trasferibili a numerosi settori industriali.
Ad esempio, l’analisi chimica sviluppata per identificare tracce di molecole nell’atmosfera e nel suolo di Marte sta già trovando applicazioni in ambito medico. Mentre energia, trasporti, manifattura e telecomunicazioni stanno diventando sempre più automatizzati. Lo spazio continua, quindi, a essere il laboratorio più efficace che abbiamo: se una tecnologia supera quella prova, è la Terra a guadagnarci”
Lo spazio, dove ogni grammo conta
Lo spazio è un ambiente operativo che impone vincoli progettuali stringenti. Ogni grammo a bordo incide sui costi di lancio, l’energia è limitata, le comunicazioni con la Terra sono intermittenti e soggette a latenza. Inoltre non esiste la possibilità di un intervento di manutenzione immediato. Per operare in questo contesto, una tecnologia deve essere leggera, robusta, efficiente nei consumi. Oltre che capace di un elevato grado di autonomia e affidabile anche a fronte di dati incompleti o condizioni non previste in fase di test. La pressione progettuale contribuisce a migliorare tali tecnologie. Mentre i rigorosi processi di verifica e validazione richiesti dalle missioni spaziali rendono i sistemi più resilienti generando un vantaggio concreto quando le stesse soluzioni vengono poi trasferite ad applicazioni terrestri.
Tecnologie in ogni casa grazie anche al settore spaziale
Il memory foam, presente in materassi, cuscini, caschi e attrezzature mediche, è sviluppato dalla NASA per attutire gli impatti e migliorare la protezione degli astronauti. Mentre la ricerca sui materiali capaci di resistere alle temperature del rientro atmosferico ha prodotto tessuti ignifughi avanzati, poi confluiti nelle tute antincendio e in altri equipaggiamenti di protezione. La necessità di alimentare i satelliti in orbita ha, invece, accelerato lo sviluppo di celle fotovoltaiche ad alta efficienza e di sistemi di accumulo più affidabili e leggeri.
I sistemi sviluppati dalla NASA per monitorare a distanza i parametri fisiologici degli astronauti hanno gettato le basi della moderna telemedicina. Persino il protocollo HACCP (Hazard Analysis and Critical Control Point) ha radici spaziali. Nato per garantire alimenti sicuri agli equipaggi, è oggi lo standard globale per la sicurezza alimentare in ristoranti, industrie e ospedali. Infine, i sistemi di controllo di reti elettriche e gasdotti adottano architetture di ridondanza e fault tolerance influenzate dall’ingegneria aerospaziale. Un blackout nazionale può essere paragonabile a quelle di un guasto mission-critical.
Nylon, funghi e batterie immortali: storie di oggetti testati grazie allo spazio
Altre tecnologie non sono specificatamente “nate dallo spazio” ma messe alla prova in tale contesto, in condizioni operative più severe di quelle terrestri. Un esempio è il nylon, la cui applicazione più nota è nelle calze. Nato negli anni Trenta nei laboratori DuPont, nell’ambito della ricerca sui polimeri sintetici, le sue caratteristiche di leggerezza, robustezza, affidabilità lo hanno reso adatto ad applicazioni in ambienti estremi per sistemi di supporto ed elementi di protezione.
Habitat spaziali e funghi
A partire dal progetto NASA Mycotecture Off Planet, che studia la possibilità di far crescere habitat spaziali a partire dal micelio dei funghi, trova sviluppo la ricerca su materiali da costruzione e isolanti a basso impatto ambientale. Infine, le batterie nichel-idrogeno, che hanno alimentato per decenni il telescopio Hubble e la Stazione Spaziale Internazionale, hanno vita utile superiore a 30 anni e decine di migliaia di cicli di carica e scarica. Caratteristiche che le rendono oggi una soluzione promettente per lo stoccaggio di energia rinnovabile su scala industriale.
Le innovazioni del settore spaziale da qui a 10 anni
Se molte tecnologie spaziali fanno già parte della nostra vita quotidiana, altre potrebbero arrivare nei prossimi anni. L’AI a bordo dei satelliti, capace di selezionare in tempo reale solo i dati utili invece di trasmettere tutto a Terra, segue una logica applicabile a videosorveglianza intelligente, sanità digitale, automotive e smart city. I sensori multispettrali e iperspettrali, che catturano immagini su diverse bande dello spettro elettromagnetico, troveranno presto spazio nell’agricoltura di precisione, nel controllo qualità degli alimenti, nel riciclo e nella manutenzione predittiva.
Satelliti, droni, robot
Le tecnologie di navigazione sviluppate per i satelliti potranno guidare droni e robot dove il segnale GPS è debole o assente, mentre le tecniche nate per ispezionare satelliti e detriti orbitali potranno monitorare infrastrutture critiche come ponti, reti energetiche e ferrovie. Anche i sensori per l’analisi chimica messi a punto per rilevare tracce di molecole nel suolo e nell’atmosfera di Marte stanno trovando applicazione in medicina. Qui sono studiati per la diagnostica non invasiva e la possibile individuazione precoce di tumori e patologie respiratorie attraverso l’analisi del respiro.
Il metodo rigoroso
Lorenzo Feruglio, CEO e Co-founder di AIKO
Per sviluppare questo tipo di tecnologie, nate o testate nello spazio e oggi diventate quotidiane, occorre un metodo rigoroso. Infatti bisogna progettare sistemi autonomi ma verificabili, intelligenti ma controllabili, efficienti ma sicuri. Una rete energetica, un impianto industriale remoto, un dispositivo medtech e una missione spaziale condividono le stesse esigenze. Cioè comprendere la tecnologia, individuare un’anomalia, reagire rapidamente anche quando le condizioni cambiano. È su questa capacità che lavoriamo in AIKO ed è la stessa di cui avranno sempre più bisogno le missioni spaziali e anche le applicazioni tecnologiche nei settori terrestri ad alta criticità.
