Sostenibilità nello spazio: il contributo delle donne che lavorano nel settore

Sostenibilità nello spazio: il contributo delle donne che lavorano nel settore

di Pamela Pergolini

Il convegno dal titolo “Sostenibilità nello spazio: una nuova frontiera”, organizzato dal  Women in AFCEA, Committee di AFCEA Capitolo di Roma, che si è tenuto il 28 settembre presso l’ Aula Convegni della Macroarea di Ingegneria, Università Tor Vergata,  ha offerto l’opportunità di sviluppare i vari aspetti della sostenibilità nello spazio, dalla “space situation awareness” alle ricadute tecnologiche, mettendo a confronto scienziate e manager che lavorano in ambito spaziale,  sottolineando come la sostenibilità riguardi anche l’inclusione, soprattutto in un settore che vede crescere la presenza di donne  che labvorano e fanno ricerca in ambito STEM.

Dopo i saluti introduttivi della dott.ssa Fiorella Lamberti, Leonardo, consigliere Direttivo AFCEA e membro dell’Executive Committe AFCEA International, è intervenuta la prof.ssa Loredana Santo, direttore del Dipartimento di Ingegneria Industriale, Università di Roma “Tor Vergata” e dello Space Sustainability Centre, fondato a Tor Vergata nel 2021. Il centro, composto da ricercatori provenienti da 18 dipartimenti differenti, “rappresenta un esempio concreto di attività di ricerca in questo settore e ha l’obiettivo di instaurare una ricerca tecnico-scientifica interdisciplinare sul tema della sostenibilità dello spazio”, ha affermato la prof.ssa Santo. .

LA PROSPETTIVA DELLA DIFESA

La giornalista  Pina Piccirilli, responsabile comunicazione e ufficio stampa dell’ASI – Ageniza Spaziale Italiana, ha moderato le attività del convegno, introducendo il primo dei tre interventi sul tema “La sostenibilità dell’ambiente spaziale: la prospettiva della Difesa” presentato dal Col. Giuseppe Gentile, SMD – UGS (Ufficio Generale dello Spazio, in ambito Stato Maggiore Difesa) che ha sottolineato come la sostenibilità dello Spazio non possa prescindere dalla garanzia di una solida e strutturata cornice di protezione e sicurezza degli assetti spaziali e, in tale ambito, la Difesa è chiamata a svolgere un ruolo di assoluto primo piano.  “Preservare e proteggere lo Spazio – ha sottolineato Gentile – è un dovere verso le future generazioni, una scelta strategica che richiede un cambio di approccio, con nuove missioni che favoriscano l’integrazione dei servizi e la cooperazione tra satelliti e costellazioni diverse, sviluppando nuove tecnologie e capacità per riutilizzare i sistemi già in orbita, oppure di aumentarne la vita operativa”.

L’APPROCCIO INGEGNERISTICO

La prof.ssa Marina Ruggeri, Dipartimento Ingegneria Elettronica,  Università Roma Tor Vergata, intervenendo su Sostenibilità nello spazio: sfide progettuali”, ha affermato che non è più il tempo di chiedersi “cosa” significhi “sostenibilità dello spazio” e “in quale misura” ci riguardi o vada affrontata, e ha sottolineato l’urgenza di intervenire in modo ingegneristico sulla progettazione di sistemi e missioni in cui lo spazio abbia un ruolo principale oppure integrato con elementi terrestri. “Il cambio di paradigma progettuale è profondo e necessita di essere supportato da un adeguato coordinamento. Nuove tecnologie come il 6G possono essere abilitanti per la sostenibilità spaziale e l’integrazione del 6G intrinsecamente sostenibile sia sulla terra sia nello spazio.

I PROGETTI DELL’ ASI
La dott.ssa Alessandra De Cecco, ASI, ha concluso la  prima parte del convegno con un intervento sui  “Progetti ground-based dell’ASI per la sostenibilità delle attività spaziali”, in cui ha illustrato le attività dell’ASI – l’Agenzia ha avviato diversi progetti rivolti allo studio e alla caratterizzazione dei detriti spaziali, anche attraverso la sottoscrizione di accordi in ambito nazionale e internazionale. In particolare, a livello internazionale, l’ASI partecipa alle attività del progetto europeo EU SST e dell’Inter-Agency Space Debris Coordination Committee (IADC). A livello nazionale, diversi sono i progetti in fase di realizzazione, dedicati principalmente allo sviluppo di sensori ground-based e alla distribuzione di servizi in ambito SST – Space Surveillance and Tracking.

SMALTIMENTO SATELLITI
Con l’intervento Azioni di mitigazione per la sostenibilità dello spazio, presentato dalla dott.ssa Annamaria Nassisi e dall’ Ing. Eleonora Moltoni, Thales, Alenia Space Italia, si è evidenziato come la sostenibilità sia legata ad azioni di mitigazione delle minacce e allo smaltimento dei satelliti, sviluppo di soluzioni tecnologiche (e.g. rimozione e rifornimento dei satelliti). I satelliti non più funzionanti, o giunti alla fine della loro vita operativa, sono essi stessi considerati dei debris e sono in vigore linee guida e regolamenti internazionali per garantire lo smaltimento sicuro degli asset spaziali, al fine di preservare la sicurezza nello spazio e prevenire la proliferazione di detriti spaziali. Sono stati poi illustrati alcuni esempi operativi per strategie di smaltimento di satelliti non operativi per mitigare i rischi associati ai materiali pericolosi come le taniche, che ne rappresentano un aspetto critico.

L’APPROCCIO ECO-DESIGN
La dott.ssa Annamaria De Biase, Thales Alenia Space, ha poi presentato “ECO design: la sostenibilità nello spazio come estensione di quella sulla Terra”, illustrando il nuovo approccio progettuale e tecnologico (ECO-DESIGN),  orientato alla riduzione delle emissioni di CO2, all’uso di materiali a basso impatto ambientale e alla riduzione della massa degli apparati e del loro consumo energetico.

SPACE SITUATIONAL AWARENESS
La dott.ssa  Eugenia Finocchiaro, CEO CRISEL, che nel suo intervento “Servizi Orbitali per Space Situational Awareness” ha presentato le tecnologie Crisel e  l’intervento ha messo in evidenza come l’azienda gestisce la popolazione satellitare con servizi, che fanno uso di acquisizione a larga banda  del segnale satellitare. Il sistema riceve in maniera passiva il segnale proveniente da orbite Leo e Geo provvedendo a Rilevazione, Analisi del segnale, Caratterizzazione RF, Monitoraggio RF, Identificazione della situazione spettrale di riferimento, Rilevazione di satelliti in movimento e di satelliti inclinati e visualizzazione in tempo reale delle orbite e consentendo tempestive manovre o provvedimenti del caso.

PROGETTAZIONE SPAZIALE SOSTENIBILE
“Space sustainability: Tyvak International solutions” il titolo invece dell’intervento dell’ Ing. Margherita Cardi, Tyvak International, che ha messo in evidenza come Tywak International stia affrontando il tema con azioni concrete che includono la progettazione sostenibile,  la riduzione degli sprechi nei materiali, pianificazioni del ciclo di vita degli asset spaziali a lungo termine, sviluppo di tecnologie per la rimozione attiva dei detriti (ADR), nonché sulle collaborazioni  internazionali con agenzie spaziali e organizzazioni internazionali , per stabilire e condividere standard, regolamenti e best practices.

I LANCIATORI SPAZIALI
La dott.ssa Francesca Lillo, AVIO S.p.A., ha poi presentato “La propulsione spaziale quale pilastro della Space Economy: sviluppi e sostenibilità”, in cui ha messo in evidenza il ruolo dell’’industria dei lanciatori spaziali, dei servizi di lancio e della propulsione spaziale come pilastro della Space Economy.  Infatti, affinché questo nuovo e più ampio uso dello spazio sia sostenibile, il segmento dei sistemi di trasporto lo deve essere per primo. Avio ha raccolto questa sfida tecnologica perseguendo obiettivi di sostenibilità per i propri propulsori, contribuendo alla flotta spaziale europea attuale e futura, I nuovi sistemi propulsivi e la flessibilità degli equipment di payload adapter per satelliti e veicoli spaziali, consentono una visione più ampia di servizi per il raggiungimento dei piani orbitali o nello spazio stesso, come la possibile manutenzione direttamente in orbita o il de-orbinting per la pulizia dai detriti spaziali.

ASPETTI STRATEGICI
L’ intervento “I Problemi legati al sovraffollamento spaziale e non solo”, del Cap. Ing. Veronica Vissicchio, Stato Maggiore Difesa –  SICRAL, ha infine messo in evidenza come lo Spazio sia un dominio strategico di inestimabile valore, che va preservato per poter continuare ad usufruire dei benefici, che offre e per proseguire nella sua esplorazione e colonizzazione, quindi pensarlo in un’ottica sostenibile è una necessità assoluta. In particolare, l’intervento ha evidenziato i maggiori problemi, che affliggono l’ecosistema spaziale, le cause del suo sovraffollamento, lo stato dell’arte delle azioni mitigative del problema dei rifiuti (debries) spaziali attualmente impiegate a livello internazionale, con sguardo critico e propositivo. Inoltre, ha fornito una visione ampia del panorama spaziale e delle sue criticità, con uno sguardo al futuro con idee innovative e la presentazione degli esperimenti più rilevanti condotti in questo ambito dai principali attori internazionali (ESA, NASA).

Microgravità: esperimenti in orbita per testare materiali e processi sostenibili

Microgravità: esperimenti in orbita per testare materiali e processi sostenibili

Gli esperimenti SHA.R.C.S. e TES.I.S. coordinati dallo Space Sustainability Center dell’Università Roma Tor Vergata sono stati caricati a bordo del volo suborbitale della Virgin Galactic, sulla navetta Vss Unity, nell’ambito della missione italiana VIRTUTE I. I due esperimenti sono stati progettati per testare l’effetto della microgravità su materiali e processi innovativi per uso spaziale, che si connotano per il loro carattere legato alla sostenibilità.

Ricerca in microgravità, gli esperimenti di Ingegneria Tor Vergata sul volo suborbitale di Virgin Galactic

LOREDANA SANTO – PROJECTS AND ACTIVITIES

SUNRISE-VG01-SHARCS, SHApe Recovery of Composite Structures, Mission Virtute 1, first Sub-orbital Research Mission with Virgin Galactic’s SpaceShipTwo,  June 29, 2023 – Principal investigator of the payload.

SUNRISE-VG02-TESIS, TESting In Space, Mission Virtute 1, first Sub-orbital Research Mission with Virgin Galactic’s SpaceShipTwo, June 29, 2023 – Principal investigator of the payload

 Materials in Open Space (MinOS) – Principal Investigator – and sample collaborator in the MISSE-9. MISSE-10, MISSE 12 and MISSE 13 Polymers and Composites Experiment (PCE) in collaboration with NASA Glenn Research Center (2018-2022).

 Ribes_Foam2, BION-M1 Russian Mission, Soyuz-2 launch vehicle, April 20, 2013 – Principal Investigator of the experiment in microgravity.

IFOAM, Shuttle Mission STS 134, May 22, 2011, in cooperation with Italian Space Agency (ASI), NASA and Italian Air Force – Principal Investigator of the Experiment

Member of the Materials Space Environmental Survivability working group of ESA (2021-)

Chair of the Workshop “Materials in the Space Environment”, May 17, 2016, Italian Space Agency (ASI), with the sponsorship of ASI and European Space Agency (ESA) and participation of NASA.

Member of the International Advisory Committee and co-organizer of the Smart/Intelligent Materials & Processes symposium in the International Conference on Processing & Manufacturing of Advanced Materials (THERMEC 2013), Las Vegas, USA, December 2013, in THERMEC 2018, Paris, July 8-13, 2018, Paris – FRANCE and THERMEC 2022 Vienna, July 2-7 2023.

Member of the Advisory Board of the Global Aerospace Summit 2020, Abu Dhabi March 17 – 19, 2020.

Organizer of the Symposium “Advanced Materials for Aerospace”, EUROMAT 2019, Stockholm, September 1-5, 2019.

Responsible for the Agreement on Academic Exchange between Joining and Welding Research Institute of Osaka University, Japan and University of Rome Tor Vergata.

Responsible for the Memorandum of Understanding between Samara National Research University (Russia) and University of Rome Tor Vergata.

Responsible for the General Agreement of Cultural and Scientific Collaboration between the University of Rome Tor Vergata and University Dunarea De Jos University of Galati, Romania.

Responsible for drawing up the General Agreement of Cultural and Scientific Collaboration between the University of Rome Tor Vergata and Institute of Precision Mechanic and Control of the Russian Academy of Sciences.

Responsible for the Bilateral Agreement between the Italian Air Force and University of Rome Tor Vergata for a collaboration on advanced training, applied research and experimentation in the field of aerospace and human space flight (2014-).

Expert of Skolkovo Foundation, Moscow, Russia, for the Space Technology and Telecommunications Cluster (2014-2018).

INVITED PPRESENTANTIONS

Plenary Speaker, Modtech 2023 Conference, Bucharest, June 15, 2023. Title of the presentation: Industry 4.0 & Sustainability: A multidisciplinary approach.

Keynote Speaker, International Conference on Processing & Manufacting of Avanced Materials, Fabrication, Properties, Applications, Thermec 2023, Vienna, July 5, 2023. Title of the presentation: Smart materials after long-term exposure in space environment.

Keynote Speaker, 4th International Conference on Applied Science, Engineering, and Technology International, Dubai, 22 June 2023. Title of the presentation: Advanced Materials  and Space Sustainability.

Invited speaker, Tokyo Tech – IFToMM Japan・Italy Joint Workshop 2023.  Tokyo, February 14, 2023. Title of the presentation: Space Sustainability, Advanced Materials and Manufacturing Processes for Space Applications

Invited speaker and moderator, panel “The new face of manufacturing” in NextGen Leaders session at Global Aerospace Summit 2022, Abu Dhabi, May 24-26, 2022.

Invited speaker, UN/IAF 28th Workshop on Space Technology for Socio Economic Benefits: “Space Exploration – a source of inspiration, innovation and discovery”, Dubai, October 22-24, 2021. Title of the presentation: A Multidisciplinary Approach for Space Sustainability and Colonization.

Invited speaker, “Qatar University Annual Research Forum and Exhibition 2019”, Session III: Panel Discussion “Promoting Sustainable International Research Collaboration”, Doha 23-24 April 2019.

Invited lecture “Manufacturing of smart structures for space applications” at United Arab Emirates University of Al-Ain January 30, 2018.

Keynote “Shape Memory Polymer Composites in the Space Environment” at International Conference on Processing and Manufacturing of Advanced Materials, THERMEC 2018, Paris, July 8-13, 2018, Paris – FRANCE.

Invited at United Nation/Russian Federation, Workshop on “Human Capacity-Building in Space Science and Technology for Sustainable Social and Economic Development”, Samara, Russian Federation 30 October-2 November 2017. Title of the Presentation: “Sustainability of the in-Space Manufacturing”.

Plenary keynote “Current Status and Future Perspectives of Shape Memory Polymer Composites for Aerospace Applications”, International Symposium on Dynamic Response and Failure of Composite Materials (DRaF2016), Ischia, Naples, Italy, September 7-9, 2016.

Plenary lecture “The Recent Advances and Future Perspectives of Shape Memory Polymer Composites”, Innovative Manufacturing Engineering & Energy Conference, September 23-25, 2016, Chalkidiki, Greece.

Invited lecture about research activity at Joining and Welding Research Institute, Osaka University, Japan, July 6, 2015.

Plenary keynote “Recent Developments in the Field of Shape Memory Polymer Foams and Composites” at Polymers Processing in Engineering – PPE 2015, September 23, 2015, Galati, Romania.

Plenary lecture “Shape memory composites for self-deployable structures in aerospace applications” at International Symposium on Dynamic Response and Failure of Composite Materials, Ischia (NA), September 14-17, 2014.

Invited lecture “Production and Testing of Shape Memory Composites at ICCCI 2012 – International Conference on Computer Communication and Informatics, 3-5 October 2012, Kurashiki, Japan.

Plenary keynote “Italian Research on New Materials for Aerospace: Shape Memory Epoxy Foams”at International Conference ModTech 2012, 24-26 May 2012, Sinaia, Romania.

GRANT

2021) Grant-European Space Agency, for the project ESA-SPAce DEbris Suppression

(2019) Grant La Sapienza University in ACCORDO ATTUATIVO n. 2019-28-HH.0, for “Research and development activity photonic solar propulsion”, between Italian space Agency (ASI) and DIAEE, La Sapienza University

(2016) Grant-European Space Agency, Utilization of facilities (Random positioning machine, RPM, and Large Diameter Centrifuge, LDG) for smart material testing

(2010) Grant, Italian Space Agency, for the development of the Experiment IFOAM, Shuttle Mission STS 134, May 22, 2011

Relevant publications (topics on Space)

Bellisario, D., Quadrini, F., Iorio, L., Santo, L., Zhang, Z., Li, X., Dong, H., Semitekolos, D., Konstantopoulos, G., Charitidis, C.A., Microscopic testing of carbon fiber laminates with shape memory epoxy interlayer (2022) Materials Today Communications, 32, art. no. 103854.

Santo L., Space sustainability, advanced materials and micro/nanotechnologies for future life in outer Space,  Emergent Materials, Volume 5, Issue 1, Pages 237 – 240, 2022.

Quadrini, F., Iorio, L., Bellisario, D., Santo, L., Durability of Shape Memory Polymer Composite Laminates under Thermo Mechanical Cycling (2022) Journal of Composites Science, 6 (3), art. no. 91.

Quadrini, F., Iorio, L., Bellisario, D., Santo, L., Shape memory polymer composite unit with embedded heater (2021) Smart Materials and Structures, 30 (7), art. no. 075009.

Santoro, D., Bellisario, D., Quadrini, F., Santo, L., Anisogrid thermoplastic composite lattice structure by innovative out of autoclave process (2020) International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 109 (7 8), pp. 1941 1952.

Santo, L., Bellisario, D., Iorio, L., Quadrini, F., Shape memory composite structures for self deployable solar sails (2019) Astrodynamics, 3 (3), pp. 247 255.

Quadrini, F., Tedde, G.M., Santo, L., van Loon, J.J.W.A., So lid state foaming of epoxy resin under hypergravity and simulated microgravity (2018) Advances in Polymer Technology, 37 (7), pp. 2616 2624.

Santo, L., Quadrini, F., Ganga, P.L., Zolesi, V., Mission BION M1: Results of RIBES/FOAM2 experiment on shape memory polymer foams and composites (2015) Aerospace Science and Technology, 40, pp. 109 114.

Santo, L., Quadrini, F., Mascetti, G., Dolce, F., Zolesi, V., Mission STS 134: Results of shape memory foam experiment (2013) Acta Astronautica, 91, pp. 333 340.

Santo, L., Quadrini, F., Squeo, E.A., Dolce, F., Mascetti, G., Bertolotto, D., Villadei, W., Ganga, P.L., Zolesi, V., Behavior of shape memory epoxy foams in microgravity: Experimental results of STS 134 mission (2012) Microgravity Science and Technology, 24 (4), pp. 287 296.