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Una vita interconnessi, figli della rivoluzione digitale. Viaggiamo, chiacchieriamo e ci spostiamo affidandoci, talvolta senza nemmeno rendercene più conto, a sistemi estremamente sofisticati che celano dietro di essi delle infrastrutture tecnologiche altrettanto complesse. È la nostra vita ormai molto più che 2.0, in cui sistemi satellitari e GPS sono entrati di diritto nel novero del nostro “pane quotidiano” e ci aiutano a facilitare le piccole grandi imprese di ogni giorno.

Ma come funzionano queste tecnologie? E, soprattutto, sono davvero così infallibili come sembrano? La realtà è che il mondo digitale è per certi aspetti molto più sensibile e delicato di quello analogico. La tecnologia cui affidiamo, in parte perfino delegando, settori importanti della nostra vita quotidiana necessita di attenzioni e aggiornamenti costanti, e i rischi connessi alla sua capacità di funzionare arrivano talvolta da molto lontano. Possono arrivare, ad esempio, dal Sole, la stella madre della nostra galassia che emette costantemente delle particelle in grado, in particolari condizioni, di interferire con il corretto funzionamento di alcune nostre strumentazioni. Lo space weather è la disciplina che studia questi fenomeni, integrando competenze estremamente diverse tra loro e consentendo di effettuare delle “previsioni del tempo meteorologico spaziale”. Grazie a una collaborazione con l’ENAC, l’INGV rappresenta l’Italia a livello internazionale nel consorzio PECASUS, un gruppo di lavoro che riunisce dieci Paesi nel mondo e che ha l’obiettivo di monitorare proprio l’influenza che le perturbazioni di meteorologia spaziale possono avere sulle tecnologie in uso all’aviazione civile.

Ne abbiamo parlato con Vincenzo Romano, Primo Tecnologo INGV, delegato italiano all’Expert Group per lo space weather delle Nazioni Unite, nonché referente per l’Italia e l’INGV di PECASUS, per capire meglio come lo space weather possa impattare sulla nostra vita quotidiana e come questo consorzio internazionale riesca a trasformare il sapere scientifico in strumenti operativi utili a viaggiare più sicuri.

artide1Vincenzo, cosa si intende esattamente per “space weather” e in che modo influisce sulla nostra vita quotidiana?

Lo space weather, o tempo meteorologico spaziale o semplicemente meteorologia spaziale, si può definire come le condizioni del Sole, vento solare, magnetosfera, ionosfera e bassa atmosfera. Si tratta, quindi, di una scienza che studia in maniera multidisciplinare l’interconnessione di vari fenomeni e l’impatto che hanno sulla tecnologia e sulla salute umana, coinvolgendo professionalità che spaziano dalla fisica solare alla medicina, passando per l’ingegneria e la geofisica dello spazio circumterrestre.

Cos’è PECASUS e quali sono i suoi obiettivi fondamentali?

PECASUS è un consorzio che nasce a livello europeo ma che, con l’entrata del Sudafrica nel gruppo dei Paesi coinvolti, è ormai diventato internazionale. Si compone di istituzioni ed Enti di ricerca di dieci Paesi: Austria, Belgio, Cipro, Finlandia, Germania, Gran Bretagna, Italia, Paesi Bassi, Polonia e, come dicevamo, Sudafrica. Il suo scopo fondamentale è quello di fornire dei servizi di monitoraggio e previsione (nowcasting e forecasting), nonché di allerta, delle condizioni di alcune tecnologie ad uso dell’aviazione civile che subiscono l’influenza delle perturbazioni legate alla meteorologia spaziale.

Quando e come nasce?

PECASUS nasce nel 2018 per rispondere a una chiamata dell’ICAO, l’Organizzazione Internazionale dell’Aviazione Civile, per la creazione di centri globali volti a fornire servizi di space weather per l’aviazione civile, con l’obiettivo ultimo di mitigare il rischio connesso all’azione dei fenomeni solari sulla tecnologia coinvolta nella sicurezza del traffico aereo.

Il 7 novembre 2019 i tre centri globali designati dall’ICAO come fornitori di servizi globali di space weather – PECASUS è uno di questi, accanto a quello statunitense e all’ACFJ (composto da Australia, Canada, Francia e Giappone) – sono diventati pienamente operativi. Oggi, anche grazie al ruolo dell’INGV e ai prodotti operativi che l’Istituto mette a disposizione, PECASUS fornisce in tempo reale e in continuità 24 ore al giorno dei servizi informativi sulle condizioni dello space weather e sull’impatto che le condizioni dello spazio circumterrestre hanno sulle tecnologie aerospaziali e aeronautiche. 

Quali ambiti riguardano i servizi informativi forniti da PECASUS?

Si riferiscono essenzialmente a quattro possibili aree in cui lo space weather può avere un impatto negativo: le comunicazioni a onda corta (in banda HF), che sfruttano la riflessione ionosferica per raggiungere lunghe distanze; la navigazione e il posizionamento satellitare, che danno la possibilità al controllo del traffico aereo di conoscere con esattezza la posizione degli aeromobili grazie, per l’appunto, ai sistemi satellitari; le radiazioni che possono raggiungere gli aerei che volano sulle rotte polari o comunque ad alte latitudini, che possono aumentare di intensità in caso di eventi solari in corso; e infine le comunicazioni satellitari, che possono essere interrotte o vedere un decadimento delle prestazioni proprio a causa di condizioni di tempo meteo-spaziale avverse.

Abbiamo visto come il consorzio PECASUS riunisca sotto un’unica egida istituzioni ed Enti di Ricerca provenienti da dieci Paesi nel mondo. Che tipo di competenze e professionalità coinvolge?

Assolutamente multidisciplinari. Questo è un aspetto insito nello space weather, scienza che necessita di un approccio integrato tra varie discipline per comprendere a pieno la complessità dei fenomeni legati all’attività solare. Come dicevo prima, PECASUS coinvolge vari professionisti tra cui fisici solari, geomagnetisti, fisici dell’alta atmosfera, ingegneri delle telecomunicazioni ed aerospaziali, informatici, ma anche manager ed esperti nella gestione di servizi operativi.

Quali sono i principali rischi cui sono esposti il personale di volo e i viaggiatori che percorrono le rotte polari settentrionali?

I rischi sono essenzialmente legati all’aumento, possibile in particolari condizioni, del contenuto di radiazioni e particelle provenienti dal Sole. Tuttavia, per le quote di volo cui opera l’aviazione civile, questi rischi non sono eccessivi. Per ovvie ragioni legate a una maggiore frequentazione dei cieli potrebbero eventualmente essere maggiori per il personale di volo delle compagnie aeree, ma attualmente non c’è ancora una corposa letteratura scientifica che evidenzi particolari problematiche biologiche per l’essere umano. Diverso è il caso, ad esempio, degli astronauti: per loro viene meno lo scudo del campo geomagnetico, confinato nella magnetosfera terrestre, rendendoli maggiormente esposti ai flussi di particelle e radiazioni provenienti dal Sole. In quel caso, soprattutto in presenza di eventi solari in corso, è necessario attuare tutta una serie di protezioni tanto per la salute umana quanto per la strumentazione presente a bordo.

Qual è il contributo che l’INGV offre al consorzio PECASUS?

L’INGV è coinvolto in PECASUS grazie all’interessamento dell’ENAC, l’Ente Nazionale per l’Aviazione Civile, ed è il referente scientifico e tecnologico della presenza italiana all’interno del consorzio. L’Istituto fornisce a PECASUS vari prodotti idonei alle richieste di ICAO, garantendone la continuità grazie a una rete di osservatori ionosferici e geomagnetici distribuiti in Italia e nel resto del mondo e, soprattutto, grazie all’elaborazione di mappe di monitoraggio e di previsione a varie scale temporali a supporto delle comunicazioni in banda HF e della navigazione satellitare. Questi prodotti coprono non solo l’area nazionale ma si estendono all’Europa e all’intero Globo.

PECASUS è entrato pienamente in funzione lo scorso 7 novembre. È possibile fare un bilancio di questi primi sei mesi di piena operatività?

Direi di sì, e si tratta di un bilancio assolutamente positivo, che proverei a stilare su due livelli. A livello internazionale è aumentata di molto la consapevolezza dei rischi legati allo space weather. Basti pensare che ICAO, che è una grande e importante organizzazione sotto l’egida delle Nazioni Unite, è stato il primo grande “cliente” che si è rivolto alla comunità scientifica per richiedere dei servizi di meteorologia spaziale: questo rende senza ombra di dubbio positiva la nostra esperienza e il nostro progetto.

A livello nazionale, poi, le ricadute dell’attività di PECASUS sono ampie, tanto che anche il Comitato interministeriale per le politiche relative allo spazio e all’aerospazio (COMINT) lo sta valutando nei piani strategici per l’Italia. Gli eccellenti risultati di PECASUS sono parte integrante di molte iniziative nazionali come l’accordo quadro realizzato tra INGV ed ENAC, il tavolo di lavoro per lo space weather coordinato da ASI, la comunità italiana per lo space weather denominata SWICO e l’accordo in fase di realizzazione tra l’INGV l’Aereonautica Militare e l’Istituto Nazionale di Astrofisica. A molti livelli ci si sta quindi muovendo per coordinare e accrescere le competenze italiane in questo settore. Non solo, quindi, continuando a investire per rafforzare le competenze scientifiche dei vari Istituti di ricerca e delle Università, ma per coordinare le varie competenze tramite accordi, progetti e programmi istituzionali per trasformarle in strumenti operativi e adeguare l’Italia al livello delle principali realtà internazionali all’avanguardia anche in quanto a capacità operative nel settore. 

Va detto, poi, che l’aumentata sensibilizzazione verso queste tematiche, tanto in ambito nazionale quanto in ambito internazionale, è certamente legata allo sviluppo tecnologico e alla sempre crescente dipendenza dalla tecnologia della nostra società: fino a qualche decennio fa, infatti, i nostri sistemi di sicurezza, anche aerea, non erano così strettamente dipendenti dalla tecnologia come lo sono oggi. Questo ha implicato necessariamente un aumento dell’attenzione rivolta alle problematiche di space weather, che potrebbero compromettere quella stessa tecnologia su cui si basano molte delle infrastrutture di servizio per la nostra vita quotidiana (la sicurezza e il controllo del traffico aereo, le comunicazioni satellitari, i segnali GPS e Galileo, l’energia elettrica e così via).

Quali sono i prossimi passi in programma per il futuro del consorzio e qual è il tuo auspicio al riguardo?

Tutti i prossimi passi vanno nella direzione di mantenere un livello di eccellenza nei servizi forniti per i primi tre anni di test ed ottimizzazione. Successivamente, quando si entrerà a regime, il servizio avrà una sua valorizzazione anche economica e questo potrà garantire dei finanziamenti non solo per il suo mantenimento ma anche per il suo sviluppo e il suo consolidamento.

Sono onorato di rappresentare l’Italia nel consorzio PECASUS, grazie ad una squadra di colleghi INGV motivata, preparata e complementare, affiancata dalla collaborazione di ENAC. Il mio auspicio, quindi, è di poter continuare a lavorare su questa linea animati dalla mission di trasformare l’eccellenza scientifica in strumenti operativi utili per la società. Questa opportunità rappresenta, per me e per la squadra PECASUS, un importante valore aggiunto del nostro impegno nella ricerca scientifica.