In viaggio nello Spazio

Negli ultimi anni, il settore dello Spazio si è caratterizzato per una costante evoluzione a livello tecnologico e applicativo. Un’accelerazione legata alla riduzione del costo dell’accesso all’ambiente spaziale, alla crescente miniaturizzazione di sistemi e dispositivi e alla transizione digitale, che incide su prodotti e processi produttivi e costituisce un fattore di crescita economica esponenziale della Space Economy. La contaminazione tra tecnologie spaziali e digitali rappresenta uno degli elementi fondamentali nella strategia tecnologica e di posizionamento di Leonardo.

Alla base della nuova visione dell’area di business Spazio, vi è la capacità di sfruttare appieno le tecnologie più innovative – come supercalcolo, intelligenza artificiale (AI), cybersecurity e quantum computing – e metterle a sistema con le tecnologie spaziali, per ottenere un più efficace funzionamento di tutte le piattaforme e soluzioni sviluppate. Come spiega Massimo Claudio Comparini, Managing Director della Space Business Unit di Leonardo e Presidente del Consiglio di Amministrazione di Thales Alenia Space, l’obiettivo è “creare una squadra di ‘architetti’, cioè persone capaci di comporre un quadro fatto di pezzi diversi che, con il nuovo piano industriale del Gruppo, si è voluto ricondurre a unitarietà. Un percorso basato sulla condivisione di assetti industriali, capacità tecnologiche e dimensione digitale, per creare una soluzione sistemistica in grado di offrire soluzioni basate sulla fornitura di informazioni secondo una logica multi-dominio”.

High Performance Computer (HPC) davinci-1 di Leonardo. È necessario, inoltre, garantire la possibilità di trasmettere queste informazioni in maniera sicura dal punto di vista cyber su piattaforme cloud distribuite e, successivamente, consentire una visione sistemistica. Solo in questo modo è possibile abilitare la convergenza degli effetti, secondo la moderna logica delle operazioni multi-dominio.

La rilevanza delle attività spaziali dal punto di vista geopolitico e strategico rafforza la crescente contaminazione tra gli ambiti di Difesa e Sicurezza e quelli civili e commerciali. Lo Spazio è un fattore cruciale per garantire la sicurezza globale e supportare le operazioni multi-dominio. Non solo assicurando l’information superiority, necessaria per un rapido processo decisionale con la conoscenza dell’esatta posizione di uomini e mezzi (Position, Navigation and Timing - PNT), ma anche con le capacità osservative globali (Intelligence Surveillance Reconoissance - ISR).

Attraverso l’area di business Spazio, Leonardo punta a federare gli assetti spaziali (satelliti, costellazioni, infrastrutture) e i servizi satellitari, facendo leva sul forte impulso che sta imprimendo ai processi di digitalizzazione. Sistemi e infrastrutture spaziali saranno sempre più una componente fondamentale nell’offerta di servizi end-to-end e multi-dominio. Tra i segmenti che registreranno un forte sviluppo, l’osservazione della Terra, le comunicazioni satellitari e il mercato dell’in-orbit servicing. A indicare la rotta è Massimo Claudio Comparini, che sottolinea come le capacità tecnologiche del Gruppo siano ampie e diversificate. “L’esperienza di Leonardo in questo ambito è il frutto di quanto sviluppato in oltre 60 anni di attività, sia all’interno del perimetro aziendale, con la linea di business Spazio, sia con il ruolo della Space Alliance, senza dimenticare la partecipazione nel business dei lanciatori attraverso Avio”.

Know-how tecnologico

Negli stabilimenti di Campi Bisenzio (FI), Nerviano (MI) e Pomezia (RM), Leonardo produce strumenti ottici, bracci robotici e trivelle, orologi spaziali e pannelli solari. Tutti strumenti ad altissimo contenuto tecnologico, impiegabili per l’esplorazione spaziale, l’osservazione della Terra e il posizionamento, o per il supporto della presenza umana nello Spazio. Nel sito di Campi Bisenzio, l’azienda sta realizzando per l’Agenzia Spaziale Italiana (ASI) cinque telescopi iperspettrali di nuova generazione per la costellazione IRIDE.

Tra le attività di Nerviano, Leonardo è tra i leader mondiali nel campo degli orologi atomici, come il Passive Hydrogen Maser (PHM), considerato il più stabile e preciso orologio atomico mai realizzato prima per applicazioni spaziali.

Il PHM ha un’instabilità di 1 miliardesimo di secondo al giorno, che equivale a un errore di solo un secondo ogni tre milioni di anni. L’azienda ha iniziato a progettare il primo Passive Hydrogen Maser nel 1999, quando venne selezionata per produrre orologi atomici per il programma europeo di navigazione satellitare Galileo.

Concepiti per lavorare nello Spazio per oltre 12 anni, gli orologi atomici all’idrogeno rappresentano il vero perno della costellazione Galileo e garantiscono il corretto funzionamento dell’intero sistema. Ad oggi sono stati lanciati 30 satelliti, ognuno equipaggiato con due PHM. L’orologio atomico di Leonardo sfrutta l’effetto “MASER” (Microwave Amplification by Stimulated Emitted Radiation), in base al quale un campione di atomi di idrogeno atomico viene opportunamente preparato e introdotto all’interno di una cavità a microonde. Una volta caricata, la cavità si comporta come un amplificatore estremamente selettivo in frequenza. Amplifica, cioè, solo una precisa frequenza, quella della transizione atomica dell’idrogeno vicina a 1,4GHz. Grazie a questo meccanismo selettivo è possibile agganciare la frequenza di oscillazione di un oscillatore al quarzo (quello che produce il “tic-toc” dell’orologio) a quella della transizione atomica, riproducendone le proprietà eccellenti di precisione e stabilità.

Nel campo dei pannelli solari, Leonardo sviluppa soluzioni sempre più leggere, efficienti e modulari, adattabili nelle forme e nelle dimensioni alle specifiche esigenze delle diverse missioni internazionali per le quali vengono impiegate, come Rosetta, ExoMars, Artemis e Juice, quest’ultima dotata dei pannelli solari più grandi mai realizzati prima per un’applicazione spaziale.

Nella robotica, Leonardo sta realizzando il Sample Transfer Arm, braccio robotico lungo 2,5 metri, che sarà progettato, prodotto, integrato e testato dal Gruppo per il programma Mars Sample Return, guidato dalla NASA in collaborazione con l’ESA. Basato su algoritmi di robotica e meccatronica, consentirà di recuperare le provette contenenti il terreno marziano raccolto dal rover Perseverance della missione Mars 2020, già operativo sul Pianeta, e depositarle nel contenitore che sarà poi riportato sulla Terra. Al rientro sulla Terra, sarà così possibile analizzare i campioni nei più sofisticati laboratori e condurre studi senza precedenti su Marte.

Nell’ambito della Space Alliance, Leonardo è attiva nella produzione dei satelliti (con Thales Alenia Space) e nei servizi satellitari (con Telespazio).

Tra i progetti più innovativi, Leonardo, attraverso Thales Alenia Space, capofila di un raggruppamento temporaneo di imprese, segue lo sviluppo e la realizzazione – con fondi del PNRR e su mandato di ASI – di un velivolo di In-Orbit Servicing e di active debries removal, dedicato al rifornimento e alla manutenzione di infrastrutture spaziali e satelliti, e alla rimozione dei detriti delle missioni spaziali (vecchi satelliti dismessi, frammenti di varia grandezza e stadi di lanciatori). Il velivolo è contraddistinto, come spiega Massimo Comparini, da “modulo propulsivo realizzato da Avio, modulo di servizi di Thales Alenia Space e braccio robotico di nuova generazione da ‘7° di libertà’ in fase di sviluppo da parte di Leonardo. Il velivolo può restare in orbita per mesi e garantire tutte le funzionalità di logistica spaziale, oggi sempre più importanti”. Un’iniziativa che ha l’obiettivo di sviluppare le tecnologie chiave per servizi in orbita di futura generazione, potenziando al contempo le eccellenze e tutta la filiera nazionale.

L’evoluzione tecnologica è alimentata da strumenti come l'intelligenza artificiale e l'analisi dei big data, grazie ai quali i sistemi radar e ottici di osservazione della Terra forniscono informazioni vitali per il monitoraggio ambientale. La Space Alliance ha sviluppato alcuni dei più importanti programmi di osservazione della Terra, come COSMO-SkyMed dell’Agenzia Spaizale Italiana e Ministero della Difesa, per il quale Leonardo, attraverso Thales Alenia Space, costruisce satelliti, e, attraverso Telespazio, analizza i dati e fornisce servizi. L’elaborazione dei dati della missione è garantita da e-GEOS (joint venture tra Telespazio e ASI), che offre servizi di monitoraggio in tempo quasi reale e di mappatura di grandi aree. Una conferma della strategicità del comparto per l’Italia e per il suo posizionamento sul piano geopolitico, come dimostra anche la crescita delle risorse che il Governo italiano destina allo Spazio.

La crescente centralità del settore spaziale emerge anche a livello europeo, dove nell’ambito del programma Copernicus, per l'osservazione della Terra, TAS è prime contractor – per conto dell’ESA – per lo sviluppo e la produzione delle famiglie di satelliti SENTINEL-1 e -3 e alcune delle future sentinelle.

Ma l’Europa si sta muovendo anche sul terreno della connettività. Il conflitto in Ucraina ha dato prova dell’importanza strategica dei satelliti commerciali in orbita bassa. Da qui il lancio di IRIS2, che segue Copernicus e Galileo come terzo progetto “flagship” europeo. L’obiettivo è dare vita a una grande iniziativa pubblico-privata, volta a realizzare e immettere in orbita nuovi satelliti per creare una rete di comunicazione in grado di assicurare servizi di connettività a bassa latenza ai Paesi membri dell’UE per applicazioni governative e non, al fine di rafforzare la sovranità e l’indipendenza europea.