Pannelli solari, imaging medico e batterie che durano 30 anni: le tecnologie nate (o cresciute) nello spazio che usiamo ogni giorno
Dalle calze di nylon al memory foam dei materassi, dall’imaging medico ai protocolli di sicurezza alimentare per i ristoranti, passando dai pannelli solari e dalle batterie a lunga durata: AIKO ha analizzato alcune delle tecnologie che usiamo ogni giorno e che presentano un legame inaspettato con le missioni spaziali.
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 e al perfezionamento della risonanza magnetica; 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.
Ad analizzarle è AIKO: la scaleup torinese, che sviluppa software avanzati basati su intelligenza artificiale e automazione per applicazioni spaziali, ha messo in fila alcune delle tecnologie più comuni che mostrano un legame, diretto o indiretto, con il settore spaziale.
“Lo spazio paga il costo dell’ingegneria più rigorosa al mondo, e sono molti i settori a raccoglierne i frutti: alcune delle tecnologie alla base di oggetti e servizi che utilizziamo tutti i giorni sono passate dal banco di prova delle missioni spaziali”, sottolinea Lorenzo Feruglio, CEO e Co-founder di AIKO.
“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, capace di un elevato grado di autonomia e affidabile anche a fronte di dati incompleti o condizioni non previste in fase di test.
Questa 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 spaziali in ogni casa – Il memory foam, oggi onnipresente in materassi, cuscini, caschi e attrezzature mediche, è stato 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, contribuendo alla successiva crescita dell’industria dell’energia solare.
Anche la diagnostica medica deve molto allo spazio: l’elaborazione digitale delle immagini, messa a punto per migliorare le fotografie acquisite in orbita, ha contribuito allo sviluppo della TAC e al perfezionamento della risonanza magnetica. 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. Questo perché le conseguenze di un blackout nazionale possono essere paragonabili, sotto molti aspetti, a quelle di un guasto mission-critical: non è accettabile avere un singolo punto di fallimento.
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.
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, considerati una delle frontiere dell’edilizia sostenibile. 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, 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 (incluso visibile, vicino e lontano infrarosso), troveranno presto spazio nell’agricoltura di precisione, nel controllo qualità degli alimenti, nel riciclo e nella manutenzione predittiva.
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, dove sono studiati per la diagnostica non invasiva e la possibile individuazione precoce di tumori e patologie respiratorie attraverso l’analisi del respiro.
“Per sviluppare questo tipo di tecnologie, nate o testate nello spazio e oggi diventate quotidiane, occorre un metodo rigoroso: 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 di fondo: 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”, conclude Lorenzo Feruglio.
Chi è AIKO
AIKO è stata fondata a Torino nel 2017 da Giorgio Albano, avvocato, e Lorenzo Feruglio (oggi CEO dell’azienda) ricercatore di ingegneria aerospaziale del Politecnico di Torino. Scaleup che sviluppa software deep tech, specializzata in tecnologie di intelligenza artificiale per l’automazione per applicazioni spaziali, AIKO si distingue nella realizzazione di soluzioni software di bordo e di terra all’avanguardia, volte a garantire l’autonomia delle missioni spaziali in tutte le fasi che le compongono, dal design, la messa in orbita fino all’autonomia dei sistemi di bordo e al supporto dell’operatore a Terra.
