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L’intelligenza artificiale e la fiducia, di Bruce Schneier

Ultimo aggiornamento: 2024/04/30 20:15. 

Questa è la mia traduzione integrale del saggio AI and Trust di Bruce
Schneier, realizzata e pubblicata con il suo permesso. Una sintesi è
pubblicata nel mio
podcast. È disponibile anche una traduzione in tedesco, pubblicata da
Netzpolitik.org.

L’intelligenza artificiale e la fiducia, di Bruce Schneier

Oggi mi sono fidato molto. Mi sono fidato che il mio telefono mi avrebbe svegliato in tempo. Mi sono fidato che Uber avrebbe predisposto un taxi per me e che il tassista mi avrebbe portato sano e salvo in aeroporto. Mi sono fidato che migliaia di altri conducenti per strada non avrebbero tamponato la mia auto. All’aeroporto mi sono fidato dei controllori al check-in, dei tecnici addetti alla manutenzione, di tutte le altre persone che mantengono operativa una compagnia aerea, del pilota dell’aereo sul quale ho volato, e di migliaia di altre persone in aeroporto e sull’aereo, ciascuna delle quali avrebbe potuto aggredirmi. E mi sono fidato di tutte le persone che mi hanno preparato e servito la colazione, e dell’intera filiera alimentare: qualunque anello di questa catena avrebbe potuto avvelenarmi. Quando sono atterrato qui, mi sono fidato di altre migliaia di persone: in aeroporto, sulla strada, in questo edificio, in questa sala. E tutto questo è avvenuto prima delle 10.30 di stamattina.

La fiducia è essenziale per la società. Gli esseri umani, come specie, tendono a fidarsi gli uni degli altri. Siamo tutti seduti qui, e per la maggior parte non ci conosciamo fra noi, e siamo fiduciosi del fatto che nessuno ci aggredirà. Se questa fosse una sala piena di scimpanzé, questo sarebbe impossibile. Noi ci fidiamo migliaia di volte al giorno. La società non potrebbe funzionare senza la fiducia. E il fatto che non ci facciamo neanche caso è una misura di quanto funzioni bene tutto questo.

In questo mio intervento proporrò numerose argomentazioni. La prima è che esistono due tipi differenti di fiducia, quella interpersonale e quella sociale, e che li confondiamo continuamente. La seconda è che questa confusione aumenterà con l’intelligenza artificiale: commetteremo un errore di categorizzazione fondamentale e penseremo alle intelligenze artificiali come amiche quando sono in realtà solo servizi. La terza è che le aziende che controllano i sistemi di intelligenza artificiale si approfitteranno della nostra confusione per sfruttarci e non saranno degne di fiducia. La quarta è che è compito del governo creare la fiducia nella società e quindi creare un ambiente che consenta una IA degna di fiducia. Questo comporta della regolamentazione: non dell’IA, ma delle organizzazioni che controllano e utilizzano l’IA.

Bene, facciamo un passo indietro e consideriamo tutte queste cose molto più lentamente. La fiducia è un concetto complicato e questa parola è sovraccarica di tanti significati. C’è la fiducia personale e intima. Quando diciamo che ci fidiamo di un amico o di un’amica, è più per com’è quella persona che per le cose specifiche che fa. Confidiamo che si comporterà in maniera degna di fiducia, ci fidiamo delle sue intenzioni e sappiamo che quelle intenzioni ispireranno le sue azioni. Questa possiamo chiamarla “fiducia interpersonale”.

Esiste anche la fiducia meno intima, meno personale. Magari non conosciamo qualcuno di persona oppure non ne conosciamo le motivazioni, ma possiamo fidarci del suo comportamento. Non sappiamo se qualcuno vuole derubarci oppure no, ma forse possiamo fidarci che non lo faranno. È più una questione di affidabilità e prevedibilità. Questa possiamo chiamarla “fiducia sociale”: la capacità di fidarsi degli sconosciuti.

La fiducia interpersonale e quella sociale sono entrambe essenziali nella società attuale. Funziona così: abbiamo meccanismi che inducono le persone a comportarsi in maniera degna di fiducia, sia a livello interpersonale, sia a livello sociale. Questo, a sua volta, permette agli altri di avere e dare fiducia, e questo rende possibile la fiducia nella società, e tutto questo permette alla società di continuare a funzionare. Il sistema non è perfetto: ci saranno sempre persone che abusano della nostra fiducia, ma il fatto che la maggior parte di noi sia degna di fiducia per la maggior parte del tempo è sufficiente.

Ho parlato di questi concetti nel 2012, in un libro intitolato Liars and Outliers, descrivendo quattro sistemi che rendono possibile la fiducia: i nostri valori morali innati, la preoccupazione per le nostre reputazioni, le leggi alle quali siamo soggetti e le tecnologie di sicurezza che vincolano il nostro comportamento. Ho scritto che le prime due sono più informali delle due successive, e che queste due successive sono più scalabili, consentono società più grandi e più complesse e rendono possibile la cooperazione tra sconosciuti.

Quello che non avevo considerato è quanto siano differenti le prime due dalle seconde. I valori morali e la reputazione valgono tra una persona e un’altra, sulla base dei rapporti umani, della reciproca vulnerabilità, sul rispetto, l’integrità, la generosità e molte altre cose, che sono i fondamenti della fiducia interpersonale. Le leggi e le tecnologie di sicurezza sono sistemi di fiducia che ci obbligano a comportarci in modo degno di fiducia, e costituiscono la base della fiducia sociale.

Fare il tassista una volta era uno dei mestieri più pericolosi in questo paese. Uber ha cambiato tutto. Non conosco il mio conducente Uber, ma le regole e la tecnologia danno a me e a lui la fiducia che nessuno di noi cercherà di truffare o attaccare l’altro. Siamo entrambi sotto continua sorveglianza e siamo in competizione per avere punteggi elevati.

Molta gente scrive a proposito della differenza tra vivere in una società che ha un livello di fiducia elevato e vivere in una che ha un livello basso, dicendo che l’affidabilità e la prevedibilità rendono tutto più semplice, e notando cosa si perde quando la società non ha queste caratteristiche. Si parla anche di come le società passano da livelli alti di fiducia a livelli bassi, e viceversa. Tutto questo si basa sulla fiducia sociale.

Questa letteratura è importante, ma per questo mio discorso il punto centrale è che la fiducia sociale è maggiormente scalabile [nel senso di “usabile su scala più ampia”, N.d.T.]. Un tempo serviva avere un rapporto personale con un funzionario di banca per ottenere un prestito. Oggi tutto questo si fa algoritmicamente e ci sono molte più opzioni tra cui scegliere.

La fiducia sociale è maggiormente scalabile ma incorpora ogni sorta di pregiudizio e preconcetto, perché per poter essere scalabile deve essere strutturata, orientata ai sistemi e alle regole, ed è a questo punto che vengono incorporati i pregiudizi. Inoltre il sistema deve essere reso quasi completamente insensibile al contesto, e questo gli toglie flessibilità.

Ma questa scala è fondamentale. Nella società attuale diamo regolarmente fiducia a governi, aziende, organizzazioni o gruppi, oppure ne diffidiamo. Non è che mi sono fidato dello specifico pilota che ha fatto volare il mio aereo; mi sono fidato della compagnia aerea, che mette in cabina di pilotaggio piloti ben addestrati e ben riposati. Non mi fido dei cuochi o camerieri al ristorante, ma semmai del sistema di norme sanitarie al quale sono soggetti. Non sono nemmeno in grado di descrivere il sistema bancario di cui mi sono fidato quando ho usato un Bancomat stamattina. Ancora una volta, questa fiducia non è altro che affidabilità e prevedibilità.

Pensate di nuovo a quel ristorante. Immaginate che sia un fast food che dà lavoro a dei teenager. Il cibo è quasi certamente sicuro – probabilmente più sicuro che in molti ristoranti di alto livello – a causa dei sistemi aziendali o dell’affidabilità e prevedibilità che guida ogni loro comportamento.

È qui che sta la differenza. Potete chiedere a un amico di consegnare un pacchetto dall’altra parte della città, oppure potete chiedere alle Poste di fare la stessa cosa. Nel primo caso si tratta di fiducia interpersonale, basata sulla moralità e sulla reputazione. Conoscete il vostro amico e sapete quanto è affidabile. Nel secondo abbiamo un servizio, reso possibile dalla fiducia sociale. E nella misura in cui è un servizio affidabile e prevedibile, si basa principalmente su leggi e tecnologie. Entrambi i metodi possono consegnare il vostro pacchetto, ma solo il secondo può diventare il sistema di corrieri di portata mondiale che è FedEx.

A causa dell’ampiezza e della complessità della società, abbiamo sostituito molti dei rituali e dei comportamenti tipici della fiducia interpersonale con meccanismi di sicurezza che garantiscono affidabilità e prevedibilità: la fiducia sociale.

Ma poiché usiamo lo stesso termine “fiducia” per entrambi i tipi, li confondiamo regolarmente. E quando lo facciamo, commettiamo un errore di categorizzazione.

Lo facciamo continuamente: con i governi, con le organizzazioni, con i sistemi di tutti i tipi, e soprattutto con le aziende.

Possiamo pensare a loro come amiche, quando in realtà sono servizi. Le aziende non sono morali; sono immorali, nella misura in cui la legge e la loro reputazione gliela fanno passare liscia.

Di conseguenza, le aziende si approfittano regolarmente dei loro clienti, maltrattano i loro lavoratori, inquinano l’ambiente e fanno pressioni per modificare le leggi in modo da poter fare queste cose ancora di più.

Sia il linguaggio che le leggi rendono facile commettere questo errore di categorizzazione. Usiamo la stessa grammatica per le persone e le aziende. Immaginiamo di avere rapporti personali con i marchi. Diamo alle aziende alcuni degli stessi diritti che diamo alle persone.

Alle aziende piace che commettiamo questo errore di categoria—noterete che l’ho appena fatto anch’io [attribuendo un sentimento a un’azienda, N.d.T.]—perché traggono profitto quando pensiamo a loro come amiche. Utilizzano mascotte e testimonial. Hanno account sui social media, e questi account hanno una propria personalità. Si riferiscono a loro stesse come se fossero persone.

Ma non sono nostre amiche: le aziende non sono in grado di avere questo tipo di relazione.

Stiamo per commettere lo stesso errore di categorizzazione con le intelligenze artificiali: le considereremo nostre amiche quando non lo sono.

È stato scritto molto a proposito delle intelligenze artificiali come rischio esistenziale: si teme che avranno un obiettivo e che si impegneranno per raggiungerlo anche se questo dovesse comportare danni per gli esseri umani. Avete forse letto del “massimizzatore di fermagli” [o paperclip maximizer, ne ho parlato in questo articolo, N.d.T.]: una IA che è stata programmata per fabbricare il maggior numero possibile di fermagli e finisce per distruggere la Terra per raggiungere il proprio obiettivo. È una paura strana. Ne scrive l’autore di fantascienza Ted Chiang. Invece di risolvere tutti i problemi dell’umanità, o vagare dimostrando teoremi matematici che non capisce nessuno, l’IA persegue in modo monomaniacale l’obiettivo di massimizzare la produzione. Chiang intende dire che questo è il business plan di qualunque azienda, e che le nostre paure verso l’IA sono in sostanza paure del capitalismo. L’autore di fantascienza Charlie Stross si spinge un passo più in là e chiama le aziende “IA lenta.” SOno macchine per la massimizzazione del profitto, e quelle di maggior successo fanno tutto quello che possono per conseguire quell’unico obiettivo.

E le intelligenze artificiali del prossimo futuro saranno controllate dalle aziende, che le useranno per raggiungere quell’obiettivo di massimizzare il profitto. Non saranno nostre amiche: nel caso migliore saranno servizi utili. Più probabilmente, ci spieranno e cercheranno di manipolarci.

Questa non è una novità. La sorveglianza e la manipolazione sono il modello di business di Internet.

I risultati delle vostre ricerche in Google sono preceduti da URL che qualcuno ha pagato per mostrarvi. I vostri feed di Facebook e Instagram sono pieni di post sponsorizzati. Le ricerche su Amazon restituiscono pagine di prodotti i cui venditori hanno pagato per essere piazzati in quelle pagine.

Questo è il modo in cui funziona Internet. Le aziende ci spiano mentre utilizziamo i loro prodotti e servizi. I broker di dati acquistano i dati di sorveglianza dalle aziende più piccole e creano dossier dettagliati su di noi. Poi rivendono queste informazioni a queste e altre aziende, che le combinano con i dati raccolti da loro per manipolare il nostro comportamento, al servizio dei loro interessi e a spese dei nostri interessi.

Utilizziamo tutti questi servizi come se fossero nostri agenti, che lavorano per noi. In realtà, sono agenti doppiogiochisti, che lavorano segretamente anche per i loro proprietari aziendali. Ci fidiamo di loro, ma non sono degni di fiducia. Non sono amici, sono servizi.

Non sarà diverso con l’intelligenza artificiale, e il risultato, sarà molto peggiore, per due motivi.

Il primo motivo è che questi sistemi di intelligenza artificiale saranno più relazionali. Converseremo con loro, utilizzando il linguaggio naturale. E così attribuiremo loro spontaneamente delle caratteristiche simili a quelle umane.

Questa natura relazionale renderà più facile il lavoro di questi doppiogiochisti. Il vostro chatbot vi ha consigliato una particolare compagnia aerea o un hotel perché è davvero l’offerta migliore, in base alle vostre particolari esigenze, o perché l’azienda di intelligenza artificiale ha ricevuto una tangente da quei fornitori? Quando gli avete chiesto di spiegare una questione politica, ha orientato la sua spiegazione verso la posizione dell’azienda, o del partito politico che le ha dato più soldi? L’interfaccia conversazionale aiuterà a nascondere le loro intenzioni.

Il secondo motivo di preoccupazione è che queste intelligenze artificiali saranno più intime. Una delle promesse dell’intelligenza artificiale generativa è un assistente digitale personale, che agisce come vostro rappresentante verso gli altri e come maggiordomo con voi. Questo richiede un’intimità maggiore rispetto a un motore di ricerca, a un provider di e-mail, a un sistema di archiviazione cloud o a un telefono. Desidererete che questo assistente sia con voi 24 ore su 24, 7 giorni su 7, e che si istruisca costantemente su tutto ciò che fate. Sarete voi a volere che sappia tutto di voi, in modo da poter lavorare nel modo più efficace per vostro conto.

E questo assistente vi aiuterà in molti modi. Noterà i vostri stati d’animo e saprà cosa suggerirvi, anticiperà le vostre esigenze e lavorerà per soddisfarle. Sarà il vostro terapeuta, life coach e consulente relazionale.

Vi verrà spontaneo considerarlo un amico: vi rivolgerete a lui in linguaggio naturale, e lui farà lo stesso con voi. Se è un robot, avrà un aspetto umanoide o almeno simile a un animale. Interagirà con tutta la vostra esistenza, proprio come farebbe un’altra persona.

Il suo uso del linguaggio naturale è decisivo, in questo caso, perché siamo portati automaticamente a pensare agli altri che parlano la nostra lingua come persone, mentre a volte abbiamo problemi a trattare come persone chi parla una lingua diversa dalla nostra. Commettiamo questo errore di categorizzazione con le entità che chiaramente non sono persone, come i personaggi dei cartoni animati. Naturalmente avremo una “teoria della mente” a proposito di qualunque IA con la quale parliamo.

Più specificamente, noi tendiamo a presumere che l’implementazione di una cosa coincida con la sua interfaccia: in altre parole, presumiamo che l’aspetto di superficie rispecchi il contenuto interiore. Gli esseri umani sono fatti così: siamo persone in tutto e per tutto. Un governo è interiormente sistemico e burocratico: quando vi interagite, non lo scambierete per una persona. Ma questo è l’errore di categorizzazione che commettiamo con le aziende. A volte scambiamo l’azienda per il suo portavoce. L’IA ha un’interfaccia pienamente relazionale, perché parla come una persona, eppure ha un’implementazione pienamente sistemica. Come un’azienda, ma molto di più. L’implementazione e l’interfaccia sono di gran lunga più divergenti che in qualunque altra cosa abbiamo mai incontrato. 

E vorrete fidarvi di questo assistente, che userà i vostri stessi modi di fare e riferimenti culturali, avrà una voce convincente, un tono sicuro e un modo di fare autorevole. La sua personalità sarà ottimizzata esattamente su ciò che vi piace e a cui reagite.

Si comporterà in modo affidabile, ma non sarà affidabile. Non sapremo come è stata addestrata, quali sono le sue istruzioni segrete o i suoi pregiudizi, accidentali o intenzionali.

Sappiamo però che queste intelligenze artificiali vengono create con costi enormi, per lo più in segreto, da aziende che massimizzano il profitto per il proprio beneficio.

Non è un caso che queste intelligenze artificiali aziendali abbiano un’interfaccia simile a quella umana. Non è inevitabile: è una scelta progettuale. Le si potrebbe progettare per essere meno personali, meno simili all’essere umano, più dichiaratamente dei servizi, come i motori di ricerca. Le aziende che stanno dietro queste intelligenze artificiali vogliono che commettiate l’errore di categorizzazione amico/servizio. Sfrutteranno il fatto che le scambiate per amiche, e potreste non avere altra scelta che usarle.

C’è una cosa che non abbiamo discusso quando si tratta di fiducia: il potere. A volte non abbiamo altra scelta che fidarci di qualcuno o qualcosa perché è potente. Siamo costretti a fidarci della polizia locale, perché è l’unica autorità di polizia in città. Siamo costretti a fidarci di alcune aziende, perché non ci sono alternative valide. Per essere più precisi, non abbiamo scelta se non affidarci a loro. Ci troveremo nella stessa posizione con le intelligenze artificiali: non avremo altra scelta che affidarci ai loro processi decisionali.

La confusione amico/servizio ci aiuterà a mascherare questa disparità di potere. Dimenticheremo quanto sia potente l’azienda che sta dietro l’intelligenza artificiale, perché ci fisseremo sulla “persona” che pensiamo che l’intelligenza artificiale sia.

Fin qui abbiamo parlato di un particolare tipo di fallimento che deriva dalla fiducia eccessiva nell’IA. Possiamo chiamarla per esempio “sfruttamento occulto”, e ce ne sono altri. C’è la frode vera e propria, in cui l’intelligenza artificiale sta effettivamente cercando di rubarvi qualcosa. C’è il più prosaico errore di competenza, in cui pensate che questa intelligenza artificiale sia più esperta di quanto non sia realmente, perché si comporta ostentando sicurezza. C’è l’incompetenza, quando si crede che l’intelligenza artificiale sia in grado di fare qualcosa che non è in grado di fare. C’è l’incoerenza, quando ci si aspetta erroneamente che una intelligenza artificiale sia in grado di ripetere i propri comportamenti. E c’è l’illegalità, quando si confida, erroneamente anche qui, che l’intelligenza artificiale rispetti la legge. Probabilmente ci sono anche altri modi in cui fidarsi di una IA può portare al fallimento.

Tutto questo è un modo prolisso di dire che abbiamo bisogno di un’intelligenza artificiale affidabile, di cui si conoscano il comportamento, i limiti e l’addestramento [training in senso tecnico, N.d.T.], i cui pregiudizi siano compresi e vengano corretti, di cui si capiscano gli obiettivi e che non tradirà segretamente la vostra fiducia a favore di qualcun altro.

Il mercato non fornirà spontaneamente queste cose, perché le aziende massimizzano i profitti, a spese della società. E gli incentivi del capitalismo di sorveglianza sono troppo forti per resistere.

Sono invece i governi a fornire i meccanismi di base per la fiducia sociale, che è essenziale per la società. Pensiamo al diritto contrattuale, alle leggi sulla proprietà, alle leggi che proteggono la vostra sicurezza personale e a tutte le norme di salute e sicurezza che vi permettono di salire su un aereo, mangiare al ristorante o acquistare un farmaco senza preoccupazioni.

Più puoi fidarti che le tue interazioni sociali siano affidabili e prevedibili, più puoi ignorarne i dettagli. I paesi nei quali i governi non forniscono queste cose non sono bei posti dove vivere.

I governi possono fare tutto questo per l’intelligenza artificiale. Abbiamo bisogno di leggi sulla trasparenza dell’intelligenza artificiale: quando viene utilizzata, come viene addestrata, quali pregiudizi e tendenze ha. Ci servono leggi che regolino la sicurezza dell’intelligenza artificiale e della robotica e dicano quando è permesso che l’intelligenza artificiale abbia un impatto sul mondo. Abbiamo bisogno di leggi che impongano l’affidabilità dell’intelligenza artificiale, il che significa la capacità di riconoscere quando queste leggi vengono infrante. E servono sanzioni sufficientemente elevate da incentivare un comportamento affidabile.

Molti Paesi stanno valutando leggi sulla sicurezza delle intelligenze artificiali – l’Unione Europea è la più avanti – ma stanno commettendo un errore cruciale: cercano di regolamentare le intelligenze artificiali e non gli esseri umani che vi stanno dietro.

Le intelligenze artificiali non sono persone: non hanno agentività [nella teoria sociocognitiva, la facoltà di far accadere le cose, di intervenire sulla realtà, di esercitare un potere causale, N.d.T.]. Sono costruite, addestrate e controllate da persone. Principalmente da aziende a scopo di lucro. Qualunque regolamentazione dell’IA deve imporre restrizioni a queste persone e queste aziende, altrimenti le norme commettono lo stesso errore di categorizzazione di cui stavo parlando. In ultima analisi, c’è sempre un essere umano responsabile di qualunque comportamento dell’IA. Ed è quell’essere umano che deve essere responsabile di quello che fa e di quello che fanno le sue aziende, a prescindere dal fatto che sia colpa degli esseri umani, dell’IA, o di una combinazione di entrambi. Forse questo non sarà vero per sempre, ma lo sarà nell’immediato futuro. Se vogliamo un’intelligenza artificiale affidabile, dobbiamo richiedere controllori dell’intelligenza artificiale affidabili.

Abbiamo già un sistema per queste cose: i fiduciari. Ci sono settori della società nei quali l’affidabilità è di importanza vitale, ancora più del solito. Medici, avvocati, commercialisti… sono tutti agenti di fiducia. Hanno bisogno di un accesso straordinario alle nostre informazioni e a noi stessi per svolgere il loro lavoro, e quindi hanno ulteriori responsabilità legali per agire nel nostro migliore interesse. Hanno una responsabilità fiduciaria nei confronti dei loro clienti.

Abbiamo bisogno della stessa cosa per i nostri dati. L’idea di un fiduciario dei dati non è nuova, ma è ancora più vitale in un mondo di assistenti di intelligenza artificiale generativi.

E ci serve un’ultima cosa: dei modelli di intelligenza artificiale pubblici. Sistemi costruiti dal mondo accademico, da gruppi non profit o dal governo stesso, che possono essere posseduti e gestiti dai singoli individui.

Il termine “modello pubblico” è stato usato ampiamente nel mondo dell’IA, per cui vale la pena di spiegare in dettaglio cosa significa. Non si tratta di un modello di intelligenza artificiale aziendale che il pubblico è libero di utilizzare. Non è un modello di intelligenza artificiale aziendale che il governo ha concesso in licenza. Non è nemmeno un modello open source che il pubblico è libero di esaminare e modificare.

Un modello pubblico è un modello costruito dal pubblico per il pubblico. Richiede una responsabilità politica, non solo una responsabilità di mercato [nel senso di “accountability”, ossia l’obbligo di rendere conto del proprio operato, N.d.T.].

Ciò significa apertura e trasparenza, abbinate alla capacità di rispondere alle richieste del pubblico. Dovrebbe anche essere disponibile, quest’intelligenza artificiale, a chiunque per costruirci sopra. Ciò significa accesso universale, e costituisce una base per un libero mercato delle innovazioni nell’intelligenza artificiale. Tutto questo sarebbe un contrappeso all’intelligenza artificiale di proprietà delle aziende.

Non potremo mai trasformare le intelligenze artificiali in nostri amici, ma possiamo trasformarle in servizi degni di fiducia e non doppiogiochisti. Però possiamo farlo solo se il governo lo impone. Possiamo mettere dei limiti al capitalismo della sorveglianza, ma solo se il governo lo impone.

Perché lo scopo del governo è creare fiducia sociale. Ho iniziato questo mio intervento spiegando l’importanza della fiducia nella società e il fatto che la fiducia interpersonale non è scalabile su gruppi più grandi. Quello che creano i governi è l’altro tipo di fiducia: la fiducia sociale, l’affidabilità e la prevedibilità.

Nella misura in cui un governo migliora la fiducia generale nella società, ha successo. E nella misura in cui non lo fa, fallisce. 

Ma deve farlo. Abbiamo bisogno che il governo limiti il comportamento delle aziende e delle intelligenze artificiali che le aziende costruiscono, distribuiscono e controllano. Il governo deve imporre sia prevedibilità che affidabilità.

È così che possiamo creare la fiducia sociale di cui la società ha bisogno per prosperare.

Scritto da Paolo Attivissimo per il blog Il Disinformatico. Ripubblicabile liberamente se viene inclusa questa dicitura (dettagli). Sono ben accette le donazioni Paypal.
Esperienze da pallonari

Esperienze da pallonari

Ecco a voi un nuovo articolo scritto per questo blog dall’amico
Paolo G. Calisse, astronomo che ha lavorato per vari progetti come ALMA,
Simons Observatory, CTAO e primo italiano a trascorrere un anno intero al Polo
Sud, sempre lavorando come astronomo al locale osservatorio. – Paolo

Esperienze da pallonari

di Paolo G. Calisse

Alla fine degli anni ’80 partecipai al lancio di alcuni palloni stratosferici
scientifici in Italia, dalla ormai dismessa base ASI di Trapani Milo, e in
Francia, dalla base CNES di Aire s/r l’Adour. Approfitto di questa esperienza
personale per chiarire alcuni aspetti di questi dispositivi, di cui si è
parlato molto sulla scia dei recenti avvistamenti. Alcuni aspetti sono
cambiati radicalmente da allora, o variano da un sito di lancio all’altro e a
seconda della tecnologia usata, ma il sistema è rimasto più o meno lo stesso.

Intanto precisiamo: qui si parla di
palloni stratosferici per missioni di lunga durata. Il diametro di
questi palloni, che raggiungono una quarantina di km di quota ed oltre, pari ad una
pressione atmosferica di 4 hPa (ettopascal, l’unità di pressione usata in
genere), può raggiungere i 160 metri di diametro, più o meno quello del Colosseo, il più grande anfiteatro costruito dai romani. Il volume può arrivare
al 1.700.000 m3 di Big 60 (vedi foto). Il carico utile, paracadute, avionica,
etc. a parte, può raggiungere diverse tonnellate di peso (ma pregiudicando in parte
la quota di volo e la durata) e la linea di volo oltre 300 m di lunghezza. 

Big 60, il più grande pallone mai lanciato, qualche secondo dopo il “decollo”,
nel 2018. Si noti come la parte gonfia del pallone, per quanto grande,
costituisca in realtà solo una piccola frazione della linea di volo (fonte:
NASA).

I voli cui ho partecipato erano tutti di palloni zero-pressure, in
altre parole un’apertura in basso garantiva che la pressione interna del gas
restasse uguale a quella esterna, come avviene con le mongolfiere, ed era solo
la densità più bassa del gas contenuto rispetto all’atmosfera circostante a
fare ascendere il pallone in quota e ad impedire che lo stesso gas fuoriuscisse.
Questi palloni sono costituiti di sottilissimo mylar e riempiti in
genere di idrogeno piuttosto che di elio, in modo da massimizzare la spinta
idrostatica e quindi il carico e/o la quota.

Quando invece si parla di palloni meteo (weather balloon in inglese),
si parla – in genere – di piccoli palloni pressurizzati di lattice, di un paio
di metri di diametro che possono essere lanciati da un singolo operatore o due
o anche da un sistema automatico di lancio. Ne ho lanciati alcuni
dall’Antartide ed è una procedura abbastanza semplice. In genere ascendono in
verticale per poi esplodere ad una certa quota, portando come carico una
radiosonda del peso di qualche etto che trasmette a terra alcuni dati
meteorologici durante l’ascensione. A volte la radiosonde viene recuperato,
ma di solito viene perduta. Se ne lanciano circa 900 da tutto il mondo, due volte
al giorno, e i dati raccolti costituiscono un’informazione essenziale ai
modelli software impiegati per produrre le previsioni del tempo.

Ci sono anche palloni di misura intermedia le cui missioni durano in genere
poche ore, molto utili per testare strumentazione da lanciare in orbita. Ne
lanciai uno per testare un sistema di acquisizione dati disegnato da me e gli
diedi il nome della mia compagna, di allora e di oggi…

Esistono infine quelli superpressurizzati, cioè sigillati e mantenuti
ad una pressione superiore a quella ambiente, che possono mantenere la quota
per centinaia di giorni. In questo caso la pressione può cambiare a causa
dell’insolazione diurna, e quindi anche la loro quota di crociera. Le foto
pubblicate del “pallone cinese” sembrerebbero indicare che si tratta proprio
del caso di questo tipo di pallone. Da notare che, essendo il materiale più
spesso per resistere alla pressione interna a parità di volume questi palloni consentono un
carico massimo inferiore a quelli zero-pressure.

Lancio di un pallone superpressurizzato dalla Nuova Zelanda. Anche in questo
caso il pallone parte quasi sgonfio ma in quota si gonfia completamente
assumendo la forma di una zucca. Il principale vantaggio è che essendo questo
tipo di pallone sigillato, le perdite sono inferiori ed il volo dura più a
lungo. Ma essendo il materiale più resistente il carico utile è ridotto.

I palloni per uso scientifico vengono lanciati da un numero limitato di siti
al mondo. Molto noto quello di McMurdo in Antartide, la Long Duration Balloon Facility (LSDB) da cui vengono lanciati ogni estate australe molti strumenti scientifici che, grazie al vortice polare, rientrano più o
meno alla base dopo uno o più “giri” intorno al polo.

Il lancio dei palloni stratosferici cui ho partecipato avveniva di solito
appena prima dell’alba o la sera dopo il tramonto, nel momento in cui in molti
luoghi, fateci caso, vi è spesso un breve periodo di calma di vento. Il pallone viene tirato
fuori un’ora o poco più prima del lancio dalla grossa cassa di legno che lo
contiene e steso su una lunga striscia di plastica. Poi viene attaccato
l’enorme paracadute necessario per il rientro della gondola (così viene
di solito indicato il carico, rigorosamente in inglese) e l’avionica di bordo.
Quindi la gondola stessa viene appesa ad una
grossa e potente gru semovente. In totale, il tutto può essere lungo oltre 300
m.

Dal momento in cui si stende il pallone non si può più tornare indietro senza
sprecare il pallone, quindi bisogna avere la certezza che non si alzerà il
vento e si possa lanciare. Quindi si comincia a pompare
idrogeno attraverso dei lunghi manicotti attaccati in alto. Questi comincia
piano piano ad innalzarsi, ma resta in genere quasi sgonfio, perché il gas si
espanderà completamente solo alla quota massima, quando la pressione esterna
sarà una frazione minima di quella al livello del suolo.

Una volta che il pallone era caricato della giusta quantità di gas, dopo un
breve conto alla rovescia, veniva dato l’ordine di lancio. A quel punto tutto
procedeva rapidamente: nel nostro caso la gru cominciava ad accelerare a
grande velocità verso il pallone, a volte impennandosi su due ruote. Mi
rimarrà sempre impressa l’immagine di questo oggetto enorme che si eleva, il
rumore della gru lanciata a tutta velocità e la grande concitazione del
momento. Il sincronismo di tutte queste operazioni è essenziale, anche perché
la grande quantità di idrogeno rende la situazione intrinsecamente pericolosa.
Basta un errore e può avvenire una catastrofe. Una volta mi raccontarono che
un operatore rimase impigliato in una corda del paracadute: potete immaginare
che fine fece (1).


(1) Sorprendentemente, non sono molti i filmati e le foto disponibili
online di un lancio, ma se si vuole comprendere la sequenza di lancio un
buon esempio è fornito dalla Canadian Space Agency
qui. Un altro è il
film prodotto per il lancio di BLAST, il Balloon-Borne Large Aperture Sub-millimeter Telescope dalla Long
Duration Balloon Facility LDBF) a McMurdo, in Antartide. Il film è a
pagamento ma già dal trailer si comprende come funziona più o meno un
lancio. L’unica differenza rispetto ai lanci cui ho partecipato è che in
questo caso lo strumento viene mantenuto immobile mentre il pallone si
innalza in cielo.

Un’altra volta, proprio alla base di Trapani Milo, si verificò una piccola
fuga di gas tra la flangia metallica superiore, che “chiude” il pallone, e lo
strato di mylar nei primi istanti dell’ascensione. Nessuno se ne accorse ma
dopo un po’ la carica elettrostatica creata dal getto di idrogeno tra flangia
e mylar provocò una scintilla ed il getto di idrogeno prese fuoco. Niente
Hindenburg, ci vuole il giusto mix di H2 ed O2 per quello, ed
era già giorno al lancio, per cui la fiamma era quasi invisibile. Però il
pallone ricadde a terra, distruggendo il telescopio X a bordo, frutto del
lavoro di anni di un gruppo italiano che guardò la scena con orrore da poche
centinaia di metri, fece dietrofront e senza dire nulla si incamminò verso
l’hangar. Pare che una partita di palloni di una marca molto nota (famosa per
la costruzione di canotti gonfiabili…) avesse questo difetto.

Ci fu anche un gruppo che progettò un piccolo telescopio tenuto in equilibrio
in cima a questa flangia invece che appeso al pallone, in modo da avere la
visuale completamente libera. Si chiamava appunto Top Hat (“cappello a
cilindro”), ma non ebbe grande successo e l’idea venne
accantonata a quanto ne sappia.

Una volta superata una certa quota i palloni seguono le
correnti a getto
o comunque le correnti prevalenti di alta quota (c’è una differenza tra le
due) ed è possibile prevedere dove andranno. Intendiamoci, la previsione non è
perfetta, ma oggi i modelli sono estremamente più accurati. Girava voce tra
“pallonari” (lanciatori di palloni) negli anni ‘80 che se si lanciava per
esempio da Palestine in Texas il NORAD li avrebbe abbattuti se si avvicinavano
a certe aree sensibili. Ad una verifica più attenta, oggi che è disponibile internet,
potrebbe essersi trattato di un caso di “balla” lanciata da…
“pallonari”. Ma a quanto si diceva ai tempi accadde più volte. Non so cosa si
usasse per abbatterli, dato che la quota di volo era MOLTO più elevata di
quella raggiungibile dal proverbiale F-16. Lo sviluppo degli U-2 fu anche
dovuto alla necessità di avere un controllo più puntuale della traiettoria
rispetto a quello dei palloni, e di proteggerli dalla contraerea.

Le correnti a getto (jet stream) sono forti correnti che si formano ad alta
quota. Sono disponibili servizi di previsione molto accurati, come per esempio
www.netweather.tv/charts-and-data/jetstream.

La previsione della traiettoria di un pallone stratosferico era possibile già
allora con una notevole precisione. Alla fine degli anni ’80 collaborai al
lancio di un telescopio su pallone chiamato
ARGO
dalla base dell’Agenzia Spaziale Italiana di Trapani-Milo. La quota elevata e
la relativa economicità dei lanci di pallone, oltre alla possibilità di
recuperare il carico, rendono queste piattaforme estremamente interessanti per
l’astronomia, soprattutto a certe lunghezze d’onda alle quali l’atmosfera è
per lo più opaca. L’esperimento era diretto dal Prof. Paolo de Bernardis,
dell’Università di Roma La Sapienza, che aveva grande esperienza nel lancio di
palloni e che anni dopo avrebbe lanciato dalla base di McMurdo in Antartide il
telescopio BOOMERAnG, un esperimento di cosmologia che ebbe un enorme
successo (e che è un capolavoro anche per l’acronimo usato:
Balloon Observations Of Millimetric Extragalactic Radiation And
Geophysics, visto che ritornava vicino alla zona di lancio guidato dal vortice polare e
aveva a bordo anche un magnetometro ad alta sensibilità che giustificava la
G finale…).

Per il progetto ARGO avevo curato per intero il disegno e la costruzione del
sistema di acquisizione dati: hardware, software e sistema di controllo
termico pressurizzato, non banale a quella quota. Tutto digitale, una novità
visto che prima di allora il gruppo impiegava un registratore a nastro Nagra,
di cui si recuperava la bobina. E tutto fatto in laboratorio con le poche
risorse a disposizione, cercando di minimizzare il peso e la potenza elettrica
richiesta (l’alimentazione era a base di costosissime batterie al Litio). Una
volta testato il sistema nella base ASI, salutai i miei colleghi, presi un
aereo e volai in Spagna, in una località dell’Andalusia vicino a Huelva, sulla
costa atlantica. Lì vicino c’era una base militare,
El Arenosillo, dalla quale si lanciavano missili suborbitali, dove si attendeva l’arrivo
del pallone, guidato appunto da una corrente a getto transmediterranea (2).


(2) Dalla stessa base potrebbero essere lanciati quest’anno i primi razzi
suborbitali recuperabili europei, i
Miura. Vedremo!

Era agosto, faceva un caldo bestiale ma confesso con un po’ di imbarazzo che
si trattò di una bellissima “vacanza”. La mattina infatti chiamavo la base di
Trapani-Milo per sapere se avevano lanciato. Per due settimane mi risposero di
no a causa delle condizioni meteo non favorevoli o di qualche problema
tecnico. A quel punto prendevo la macchina e andavo a vedere qualcosa nei
dintorni, o a leggere un libro in piscina. Così visitai per bene Sevilla,
Cadiz, Huelva, ecc.

Un giorno però la vacanza terminò: la sera prima infatti, alle 22:45, il
telescopio era stato lanciato. Raggiunta la quota di crociera il pallone
“salì” sulla corrente a getto e si incamminò verso la Spagna…

Il giorno dopo ad Arenosillo cominciammo a ricevere la telemetria del pallone.
E’ importante seguirlo per controllare i dati di “housekeeping”, che misurano
le condizioni di volo (temperatura, quota, etc.) e per raccogliere almeno
alcuni dati nel caso il mio sistema non avesse funzionato. Ma anche per
verificare la direzione e prevedere quando dare il segnale di sgancio della
gondola, che “taglia” anche il pallone, in modo che cada a terra e non
rappresenti un pericolo per la navigazione aerea. Il momento dello sgancio
della gondola va deciso con cura, in quanto determina dove il pallone
atterrerà. Bisogna infatti minimizzare la possibilità che cada su centri
abitati, nell’oceano, o in corsi d’acqua, anche se questa possibilità non è
mai nulla.

Il pallone si avvicinava sempre più, seguendo perfettamente la traiettoria
prevista. Nella piccola control room vicino alla spiaggia fissavamo con
attenzione i vari monitor e rack di elettronica. Ad un certo momento però
dissi, nel mio stentato spagnolo: “ragazzi, scusate, ma se sta lì… non
dovrebbe essere perfettamente visibile ad occhio nudo??”. Uscimmo, era il
tramonto e il pallone proveniva da Est. Guardando in cielo si vedeva
chiaramente un grosso cerchio bianco, illuminato perfettamente dal Sole. Non
grande come la Luna ma MOLTO più grande e brillante di qualsiasi oggetto
visibile in cielo. Abbastanza inquietante, direi. Perché lo racconto: perché
questo dimostra che la stabilità delle correnti a getto permetteva anche
allora di prevedere abbastanza agevolmente il punto di arrivo. La distanza tra
Milo e e Arenosillo è infatti di circa 1.700 km, ma il pallone era giunto a
non più di una decina di km dal punto di arrivo previsto, un errore del 5 per
mille!

Aspettammo ancora un po’ e poi, in base ai venti locali, inviammo il comando
di sgancio. A quella quota la pressione è talmente bassa che il carico viene
giù praticamente in caduta libera per circa 20 km, appeso all’enorme
paracadute, che rimane chiuso. Proprio per questo sono stati usati palloni per
avere qualche decina di secondi di “microgravità” a basso costo. Lo vedemmo
quindi volare giù come un sasso, fino a quando quasi di colpo il paracadute
bianco e rosso si aprì, e cominciò a fluttuare di nuovo nel cielo.

Al momento dell’apertura del paracadute, a circa 20 km di quota, gli
accelerometri di bordo registrarono, se non ricordo male, accelerazioni di 9
g, non poco per la struttura. Il pallone invece, squarciato, cambiò
improvvisamente forma, cominciando a sciabolare nel cielo. Si racconta che una
volta, in Francia, un pallone atterrò su un casolare di campagna, coprendolo
completamente: la mattina il contadino aprì la finestra e scoprì di essere
avvolto in un involucro di costosissimo mylar – quasi
10 ettari – perfetto per coprire una serra. Sembra che si mise
d’accordo con il CNES, l’agenzia spaziale francese, che non avrebbe denunciato
i danni se gli fosse stato permesso di tenerselo per sé.

Ma torniamo in Andalusia. Il problema è che non fummo i soli a guardare
quell’insolito fenomeno. Tutta la regione, incluse molte cittadine, ci fece
caso. Molti, impauriti, intasarono le linee telefoniche chiamando la Guardia
Civil, convinti che fossero arrivati gli alieni. Noi avevamo comunicato la
cosa e quindi teoricamente non ci sarebbero stati problemi ma il carico
veleggiò appeso al suo grosso paracadute bianco e rosso, passando sopra alcuni
remoti villaggi di una zona rurale vicino Cadiz. Alcuni contadini lo videro,
caricarono le loro cose sul carretto trainato da un asino e lasciarono casa
terrorizzati.

Il giorno dopo, all’alba, una lunga carovana di auto, camion, gru etc. partì
alla ricerca del telescopio, localizzato da una ricognizione aerea la sera
precedente ad Ovest di un antico paesino Andaluso, Montellano. Un’altra volta,
in Francia, ero andato anch’io a cercare la gondola con un piccolo Piper
bielica in una zona remota dei Pirenei. Divertentissimo, ma questa volta avevo
un altro incarico: dovevo smontare il sistema di acquisizione dati per
riportarlo a Roma, e purtroppo non potei partecipare alla ricerca, che
includeva voli a bassissima quota per scattare foto delle condizioni della
gondola.

Attraverso la rete di strade bianche della finca (fattoria),
raggiungemmo finalmente il punto più vicino possibile al telescopio, che
giaceva accanto ad un boschetto: la scena sembrava presa da un film di
fantascienza di serie B. Eccolo li, col suo grande specchio di alluminio, il
telaio lucente inclinato su un lato. Con il camion non ci si poteva avvicinare
di più, e la distanza, un duecento metri, andava coperta a piedi sul terreno
appena arato.

Scendere dal camion, prendere qualche foto, smontare il sistema di
acquisizione, impacchettarlo e tornare a casa. Semplice no?

Non esattamente.

Una piccola mandria di giovani tori da corrida, probabilmente incuriositi dal
curioso manufatto, pascolava a una decina di metri dal telescopio. La zona
veniva infatti utilizzata per l’allevamento di tori Miura da combattimento.
Guardai le sagome di quegli enormi bovini. Erano talmente grossi e neri da
sembrare letteralmente buchi tagliati nel paesaggio. Seduto accanto al
posto di guida di uno dei camion, guardai l’autista e chiesi “e adesso come si
fa?”. Costui, un omaccione con la faccia rotonda, mi guardò ridendo, mi diede
alcune “amichevoli” pacche sulla spalla e rispose “No te preocupes. ¡Muévete lentamente y no les mires a los ojos!” (“Non ti preoccupare, muoviti piano e non guardarli mai negli occhi!”).

Facile a dirsi! Cercai di assicurarmi che non ci fossero pericolosi malintesi
dovuti al mio incerto castigliano. Guardai con particolare orrore la
piccola cassetta degli attrezzi che mi ero portato dall’Italia per fare il mio
lavoro, dipinta di… rosso (3). Ma ero giovane e un po’ ingenuo, e mi
scocciava mostrare di essere un fifone al camionista spagnolo, e alla fine
scesi dal camion.


(3) Si, oggi lo so che i tori non sono sensibili al rosso. Ma ai
tempi i telefoni cellulari non esistevano, ed assicurarsi che ai tori
mancassero i conetti nella retina non era proprio facile…

Mi incamminai incerto tra le zolle. La piccola mandria – 7 o 8 di quei
bestioni – smise di ruminare e mi guardò con l’aria di una gang che guarda
avvicinarsi un fighetto in giacca e cravatta col Rolex al polso, alle tre di
notte, nel Bronx.

Percorsi quei 200 metri circa in un silenzio glaciale, col cuore in gola,
evitando con cura di intercettare anche solo per sbaglio lo sguardo di uno di
loro, sotto il sole cocente dell’estate andalusa (45 gradi) chiedendomi se per
caso i cari amici spagnoli volessero solo fare una battuta e fossero
rimasti sconcertati al vedere che ese italiano imbécil ci avesse
creduto veramente!

Giunto alla gondola, notai qualche familiare LED acceso. Buon segno, pensai.
Cominciai a controllare con nonchalance lo stato del telescopio e a scattare
foto con la mia vecchia Nikkormat. Avvertivo il respiro pesante e l’odore di
muschio degli enormi bestioni neri, che avevano ripreso a ruminare a pochi
metri di distanza. C’era qualche danno prodotto dal Sole concentrato dal
primario su alcuni cavi, ma niente di irrecuperabile. Il terreno era morbido
per l’aratura, gli impattatori di cartone ondulato, che si schiacciavano
all’atterraggio, avevano protetto la struttura dall’impatto e l’atterraggio
non aveva prodotto gravi danni, anche grazie alla mancanza di vento. Presi
cacciavite e chiavi inglesi, muovendomi piano e cercando di non creare troppo
disturbo alla mandria, e cominciai a smontare il sistema di acquisizione e a
smontare i dischi rigidi.

Raccolsi tutto e con molta, moltissima calma mi incamminai verso il camion.
Vedevo le facce dei “cari” colleghi spagnoli fissarmi al sicuro della cabina
del camion. L’impressione è che ridacchiassero, ma non feci molta attenzione a
questi dettagli visto che stavo camminando
volgendo le spalle ad una mandria di tori da corrida.

Tutto andò bene, comunque: gli spagnoli avevano ragione. Di nuovo al sicuro
nel camion, con i preziosi dischi rigidi in mano, altre pacche sulle spalle,
altre gran risate. Un grosso elicottero agganciò la grossa struttura e la
caricò sul pianale del camion. Sulla via del ritorno ci fermammo in una
piccola trattoria di campagna a mangiare bocadillos e a bere
vino tinto per festeggiare il successo della missione. Me ne stavo un
po’ da una parte a guardare gli spagnoli (capivo poco cosa dicevano). E sarà
per la tensione accumulata, e magari per il contributo offerto dall’ottimo
tinto, ma ricordo ancora quel pranzo sotto la pergola per il totale stato di
flow mentale in cui mi trovai. Ero sopravvissuto, tutto era andato a
buon fine, i dati erano al sicuro, pronti per essere analizzati. Fatto sta che
non dimenticherò mai quel meraviglioso momento di assoluta felicità.

A volte le cose vanno anche peggio: questo è quel che resta di BETTII, un
innovativo esperimento lanciato nel 2017 da Palestine, Texas dopo un guasto al
meccanismo di sgancio del paracadute che lo fece cadere da 41 km di altezza
senza paracadute (fonte).
Scritto da Paolo Attivissimo per il blog Il Disinformatico. Ripubblicabile liberamente se viene inclusa questa dicitura (dettagli). Sono ben accette le donazioni Paypal.

Stanno arrivando DMA e DSA, due leggi UE per difendere i nostri diritti digitali

Questo articolo è disponibile anche in versione podcast audio.

Qualche giorno fa il Parlamento Europeo ha adottato due proposte di legge che
dovrebbero tutelare maggiormente le persone online e che impongono nuove
regole alle aziende big tech. Queste proposte si chiamano DSA e
DMA,
Digital Services Act
e rispettivamente
Digital Markets Act, e dovrebbero entrare in vigore in autunno. Sono leggi europee, ma non
riguardano soltanto chi vive e lavora nell’Unione Europea.

Per parlarne ho chiesto una sintesi a Francesco Gabaglio, che è un giornalista
che lavora per
Cult+, il magazine culturale online della RSI, e si occupa spesso di come la
tecnologia influenza la nostra cultura e viceversa. E questo è proprio uno di
quei casi. Trascrivo qui quello che dice Francesco:

Ciao Paolo, grazie per questo spazio. In effetti abbiamo parlato di queste
due leggi di mercoledì sulla nostra pagina Instagram
[linkata qui sotto] perché sono leggi che, per come sono state
scritte, avrebbero un impatto veramente enorme su tutta l’industria di
Internet e non solo nell’UE. Il loro scopo da una parte è quello di tutelare
maggiormente gli utenti online; dall’altra è quello di facilitare la
concorrenza, e infatti si applicano soprattutto alle aziende
big tech, quindi Meta, Google, Apple, Twitter e TikTok, soprattutto.

Cominciamo dalla prima legge, la più sostanziosa, che è il DSA o Digital
Services Act. Come prima cosa il DSA pone un freno alla profilazione; vieta
alle grandi piattaforme di usare i dati personali particolarmente sensibili,
come lo stato di salute, vieta la pubblicità mirata ai minorenni, e obbliga
le piattaforme anche a fornire un sistema di raccomandazione non basato
sulla profilazione (quindi, primo tra tutti, per esempio, un feed
cronologico).

Poi c’è il capitolo rimozione dei contenuti. Quello che fa il DSA è renderla
più veloce, fondamentalmente. Le piattaforme continueranno a non essere
responsabili legalmente per i contenuti postati dagli utenti ma dovranno
subito eliminare i contenuti illegali, e per farlo dovranno rispondere anche
a richieste di rimozione da parte delle autorità giudiziarie e di polizia, e
questo è forse il punto più critico, che preoccupa di più attivisti ed
esperti. 

Ci sono poi altre misure che favoriscono la trasparenza: le piattaforme
dovranno spiegare alle autorità come funzionano i loro algoritmi e quali
rischi presentano, e poi questi rischi verranno valutati da un organismo
dell’UE, che non esiste ancora (ma ci arriviamo dopo).

Ultima vittoria per gli utenti, poi, i dark pattern saranno vietati.
Cioè quei trucchetti che alcune aziende usano per spingerci a fare certe
scelte nelle opzioni, nascondendo i pulsanti, rendendo complicatissimi i
menu di scelta dei cookies; ci siamo capiti, insomma. 

Passiamo poi al DMA, che è la seconda legge, il Digital Markets Act. Qui lo
scopo invece è evitare i monopoli e facilitare la concorrenza. La misura che
più ha fatto discutere è quella di obbligare le piattaforme a permettere
l’utilizzo di app di terze parti per accedere ai propri servizi, quindi
permettere fondamentalmente l’esistenza, per esempio, di un client non
ufficiale per WhatsApp. Ed è un punto problematico per quanto riguarda la
sicurezza, perché non si capisce bene come potrebbe essere gestita la
crittografia end-to-end, per esempio. Staremo a vedere.

Altra misura che citerei è il divieto di tracciare gli utenti fuori dalla
propria piattaforma senza esplicito consenso, e qui pensiamo ovviamente a
Meta.

Ecco, queste sono alcune delle misure. Le proposte di legge sono lunghe 450
pagine.

Facciamo un bilancio. La prima buona notizia è che queste sono buone leggi
per gli utenti: perlomeno ne sono convinti analisti e attivisti per i
diritti online come l’Electronic Frontier Foundation. L’altra buona notizia
è che anche la Svizzera probabilmente ne beneficerà, perché nessuna grande
azienda vuole sviluppare policy e servizi diversi per ogni paese. La
cattiva notizia è che il difficile arriva ora: l’UE e gli stati membri
dovranno prima di tutto decidere chi e come dovrà implementare e far
rispettare le leggi. Il successo di queste leggi, soprattutto all’inizio,
dipenderà da come le aziende reagiranno. La speranza è che per evitare le
salatissime multe previste (si parla fino al 10% del reddito annuale) si
adattino a queste leggi prima ancora che l’UE abbia un meccanismo
completamente funzionante.

Cult+ ha creato per il proprio profilo Instagram (@rsicultplus) un post apposito che può essere utile da condividere con chi usa questa
piattaforma social e vuole sapere cosa cambierà nei prossimi mesi nella nostra
vita digitale:

Speriamo che queste leggi riescano a mettere in pratica i loro sani princìpi in maniera meno complicata e frustrante di quanto è successo con le normative sui cookie, che ci hanno trasformati tutti in formidabili cliccatori compulsivi sul pulsante Accetto di tutti i siti che visitiamo ma non ci hanno insegnato granché sulla difesa del nostro diritto a non essere spiati, schedati e classificati.

Scritto da Paolo Attivissimo per il blog Il Disinformatico. Ripubblicabile liberamente se viene inclusa questa dicitura (dettagli). Sono ben accette le donazioni Paypal.
Quando alla NASA girano i volani: come variare l'assetto di 420 tonnellate in orbita

Quando alla NASA girano i volani: come variare l’assetto di 420 tonnellate in orbita

Ospito con molto piacere un nuovo articolo scritto per questo blog dall’amico
Paolo G. Calisse, astronomo che ha lavorato per vari progetti come ALMA,
Simons Observatory, CTAO e primo italiano a trascorrere un anno intero al Polo
Sud, sempre lavorando come astronomo al locale osservatorio. In questo
articolo spiega bene un aspetto poco conosciuto delle attività spaziali e in
particolare della Stazione Spaziale Internazionale: come si mantiene o si
cambia l’assetto di un veicolo spaziale orbitante? – Paolo

Giroscopi e ruote di reazione

Alcune recenti dichiarazioni riguardanti la Stazione Spaziale Internazionale
(ISS) fatte da Dmitry Rogozin, capo dell’Agenzia Spaziale Russa Roscomos,
hanno suscitato un certo sconcerto tra gli appassionati del settore e nel
grande pubblico. Una delle minacce derivanti da queste dichiarazioni sarebbe
infatti quella di far rientrare la Stazione in maniera incontrollata, con la
possibile caduta di frammenti su zone abitate, in caso di esclusione della
Russia dagli accordi di collaborazione con NASA ed ESA a causa della guerra in
Ucraina.

Rogozin ha infatti affermato che in caso di perdita dell’appoggio russo alla
Stazione Spaziale Internazionale si renderà impossibile compensare la
progressiva perdita di quota dovuta all’attrito aerodinamico (che esiste anche
a 400 km dalla superficie terrestre, dove orbita la Stazione) senza l’ausilio
delle navicelle russe. Questa operazione viene detta reboost.

Già deorbitare la ISS alla fine della sua vita operativa sarà comunque
un’operazione estremamente delicata, che richiederà un’accurata
pianificazione
per scongiurare rischi per la popolazione a terra e tre veicoli spaziali per
un rientro prevedibile e sicuro. Ma nel discutere la questione l’attenzione si
è appuntata sui reboost (si vedano per esempio gli
articoli già pubblicati su questo blog). Come spiegato da Paolo Attivissimo, questo problema sarebbe eventualmente
risolvibile usando i retrorazzi di capsule USA. C’è da dire, però, che questa
operazione, se compiuta dalle navicelle USA disponibili oggi (Dragon,
Cygnus) o anche in un futuro vicino (Dream Chaser), sarebbe per ragioni di progettazione meno efficiente rispetto a quanto
possibile tramite le navicelle russe Soyuz e Progress.
Per dirla con Joel Montalbano, ISS Program Manager:

Le navicelle Cygnus sono progettate per fare il reboost, ma hanno bisogno dei
propulsori russi per il controllo dell’assetto durante questa operazione.
Così, mentre la navicella Cygnus si occuperà del reboost, i propulsori
russi della Progress saranno attivi per aiutare il controllo dell’assetto. I
propulsori della navicella Cygnus non sono abbastanza potenti da controllare
l’assetto durante il reboost.

Le parole di Montalbano (Joel, non il noto commissario) sollevano un altro
problema che andrebbe affrontato in caso di un eventuale ritiro del contributo
russo dal progetto ISS: quello del mantenimento dell’assetto della ISS.

Alcuni lettori di questo blog, commentando gli articoli di Paolo, hanno
chiesto come si cambia, o si mantiene, l’orientamento della ISS. La risposta è
complessa. Infatti, a causa della massa e delle superfici molto estese in
gioco ci sono diversi effetti tendenti a creare una coppia che fa ruotare la
stazione spaziale nel corso di ogni orbita. I principali sono:

  1. Le forze mareali generate dall’attrazione della Terra sulla ISS e
    dovute al fatto che alcune componenti sono più vicine al nostro pianeta e
    altre più lontane, seppure di poco e
  2. L’attrito aerodinamico generato dal fatto che mentre la ISS ruota in
    genere in sincronia con la Terra, mantenendo sempre la stessa faccia rivolta
    verso la Terra (ovvero compiendo una rotazione lungo un asse per orbita), i
    pannelli solari inseguono il Sole, causando variazioni continue nel
    coefficiente di attrito aerodinamico.

Questi due effetti, insieme ad altri più sottili come la pressione generata
dal vento solare e le
disuniformità del campo gravitazionale della Terra nel corso
dell’orbita, causano una coppia che tende a far perdere alla Stazione
l’assetto richiesto, visto che il suo baricentro è in posizione diversa dal
centro della risultante di queste forze. Questa continua tendenza a ruotare
varia lentamente e costantemente, influenzando tra l’altro gli esperimenti in
microgravità a bordo, che hanno bisogno di condizioni e di un assetto
estremamente stabili.

Volare nel vuoto

Vediamo come questo effetto viene contrastato dal controllo a terra. È facile
immaginare che ruotare un oggetto in orbita usando i retrorazzi richieda un
notevole dispendio di propellente e, in aggiunta, produce gas di scarico che
possono danneggiare le componenti esterne della stazione. Tuttavia il
controllo d’assetto di un veicolo spaziale può essere operato in genere
mediante dispositivi che usano energia elettrica, senza richiedere l’uso di
“consumabili” a bordo. L’energia elettrica può essere infatti prodotta con
pannelli solari o in alcuni casi con i TEG, o
Thermo Electric Generator, che usano materiali radioattivi come
sorgente di energia.

Per generare le forze necessarie alla rotazione nel vuoto (senza un punto di
appoggio) si usano due tipi diversi di dispositivi: le
ruote di reazione (dall’inglese reaction wheels) e i
giroscopi. Entrambi fanno uso di masse in rotazione, ma si basano su
princìpi abbastanza diversi. I giroscopi vengono spesso ritenuti uno strumento
più utile a misurare l’assetto di un oggetto, come avviene da tempo in
aviazione, ma come vedremo possono e vengono usati da tempo anche per
modificarlo nello spazio vuoto, dove l’attrito è quasi nullo e non si può fare
uso di superfici di controllo aerodinamiche.

Consideriamo quindi il caso specifico della ISS, che con la sua massa di circa
420 tonnellate (come 10 vagoni ferroviari) ed il suo enorme momento di inerzia
dovuto alla sua grande estensione (quasi pari a quella di un campo di calcio)
è di gran lunga l’oggetto più massiccio e complicato da “spostare” mai messo
in orbita dall’essere umano. 

Fig. 1 – La Stazione Spaziale Internazionale a novembre 2021, vista dalla Crew Dragon Endeavour. Foto NASA JSC2021E064215.

Il metodo usato per il mantenimento dell’assetto dai controllori a terra è
detto TEA, o Torque Equilibrium Attitude, che potrebbe essere
tradotto con assetto in equilibrio di coppia. Questo metodo funziona
brillantemente, gestendo l’attrito aerodinamico in modo da compensare la
rotazione dovuta alla variazione di gravità e consentendo di mediare più o
meno tutte le forze in gioco nel corso di un’orbita.

Tuttavia, per esempio
durante le EVA (Extra Vehicular Activity, ovvero le attività
extraveicolari richieste per la manutenzione o per l’installazione di
dispositivi all’esterno della ISS) o il docking/undocking
(attracco/sgancio) di una navicella, la stazione spaziale deve cambiare il proprio
orientamento, per esempio per consentire alle navicelle in arrivo l’attracco
lungo la direzione di volo e non provenendo dal basso. In questi casi può
accadere che l’assetto debba essere tale da presentare una superficie molto
grande nella direzione di avanzamento. Per consentire tali rotazioni bisogna
quindi applicare un momento alla ISS e poi mantenere l’orientamento voluto in
presenza di forze e momenti più elevati. Altre situazioni che possono
determinare una coppia aggiuntiva sono per esempio l’emissione di gas
(venting), necessaria per esempio per preparare al docking le
linee di alimentazione.

Esaminiamo il funzionamento del primo di questi dispositivi usati per la
rotazione di oggetti nello spazio, le ruote di reazione. Si tratta di
nient’altro che volani, dispositivi che immagazzinano energia rotazionale
conservando il momento angolare e che possono scambiare momento per fornire
stabilità al veicolo spaziale.

Il principio di funzionamento di questi oggetti è abbastanza facile da
comprendere: se si varia la velocità di rotazione del volano, la velocità di
rotazione di un veicolo spaziale dovrà per forza di cose variare in modo da
conservare il momento angolare complessivo. Ma c’è un problema: accelerare o
decelerare una massa pesante richiede l’erogazione di notevoli quantità di
energia. Ma soprattutto, la velocità di rotazione si accumulerà, arrivando a
toccare prima o poi i limiti strutturali del dispositivo. Si dirà a questo
punto che la ruota di reazione è saturata.

Una volta raggiunta la
saturazione, si dovranno usare necessariamente i retrorazzi dell’RCS (o
Reaction Control System) per riportare a zero la velocità, con
conseguente consumo di propellente. Il problema delle ruote di reazione è
anche che queste accelerazioni e decelerazioni richiedono quantità di energia superiori di
ordini di grandezza rispetto a quelle richieste dai giroscopi, che
come vedremo si basano su un principio diverso che le rende poco pratiche
per masse come quelle della ISS.

Fig. 2 – Sistema di puntamento del Telescopio Spaziale Hubble. Ci sono sei
giroscopi (che, come una bussola, puntano sempre nella stessa direzione) e
quattro ruote di reazione. Si sono verificati diversi guasti a questi
dispositivi. È probabile che costituiscano il limite di funzionamento di
questo satellite (Credit: NASA, ESA, A. Feild e K. Cordes (STSci), e Lockheed Martin).

Un sistema alternativo impiegato per lo stesso fine è il giroscopio. Tali
dispositivi dispongono di una grossa massa rotante montata su di un telaio
(gimbal, in inglese) in grado di farne ruotare l’asse di rotazione
applicando una forza. 

La differenza fondamentale rispetto alle ruote di
reazione è che
il volano, nel caso del giroscopio, ruota a velocità costante, risparmiando la quantità di energia elettrica necessaria per accelerarlo e
decelerarlo. Il risultato è un sistema di controllo dell’assetto non solo più
efficiente ma anche più preciso nel puntamento. Tecnicamente questi
dispositivi vengono indicati come CMG, o
Control Moment Gyroscopes, per indicare sia il giroscopio vero e
proprio che la piattaforma che lo contiene (vedi Fig. 3 e 4).

Fig. 3 – Un’immagine del CMG della ISS aperto durante il
commissioning a terra. I quattro volani sono contenuti all’interno
delle strutture dipinte di nero.
Fig. 4 – Un giroscopio guasto della ISS viene sostituito dagli astronauti
Soichi Noguchi e Stephen Robinson durante la missione STS-114 del 2005.
L’immagine dà un’idea delle grandi dimensioni dei volani presenti a bordo
della ISS.

Come noto, un oggetto in rapida rotazione tenderà a mantenere il proprio
asse di rotazione in direzione costante, come avviene per una trottola. Per
modificare l’assetto della ISS si applica una forza al gimbal che
supporta il volano. Questa forza produce un momento perpendicolare sia alla
forza applicata che all’asse di rotazione della massa inerziale. Ciò fa sì
che la ISS debba ruotare per conservare, ancora una volta, il momento
angolare complessivo del sistema. Si può comprenderne il principio cercando
di cambiare l’asse di rotazione di una ruota di bicicletta in rotazione, tenuta con le
mani tra le proprie braccia tese: si noterà che la ruota tenderà a
ruotare non come ci si aspetterebbe, ma in direzione perpendicolare sia alla
forza applicata che all’asse di rotazione.

Il sistema CMG della ISS è montato nel modulo Z1 Truss, il primo
elemento ad essere messo in orbita (nell’ottobre del 2000 con la missione
STS-91), che si trova approssimativamente al centro dell’intera struttura e
contiene quattro volani del peso di 98 kg l’uno, che ruotano a 6600 rpm
nominali.

Fig. 5 – Esploso della Stazione Spaziale Internazionale. L’Integrated Truss
Structure Z1, dove è installato il CMG, è indicato dal cerchio rosso (Credit: NASA).

Quando sono in posizione neutrale (coppia nulla e posizione iniziale), gli assi di
rotazione di questi quattro grossi volani puntano verso il centro del quadrato.
Ogni volano gira in direzione contraria a quello opposto, generando in
totale una coppia nulla. Se invece si vuole far ruotare la ISS o cambiare il
suo assetto, si applica una forza al doppio gimbal sui quali sono montati i
volani in modo che la ISS ruoti nella direzione voluta. 

Due giroscopi
sarebbero sufficienti per ruotare la ISS in tutte le direzioni. Tuttavia
averne quattro permette di avere una buona ridondanza ed efficienza nel
sistema.

Fig. 6 – Funzionamento del CMG della ISS. A sinistra: i quattro volani in
posizione neutrale. Al centro: parzialmente allineati. A destra: totalmente
allineati per fornire la coppia massima disponibile.

Tutto bene, sembrerebbe, ma il problema è che prima o poi l’asse di rotazione
del CMG si allineerà con la forza applicata. A quel punto il sistema non
sarà più in grado di creare alcuna coppia e bisognerà riportare i giroscopi
nella posizione iniziale e si dirà che il CMG è saturato. A questo
punto, come già visto con le ruote di reazione, l’unica soluzione è utilizzare gli RCS, con conseguente consumo di propellente e produzione
di gas di scarico.

La desaturazione del CMG avviene più di frequente dei reboost,
soprattutto dopo operazioni come il docking (attracco) e l’undocking
(sgancio) di una navicella, o una EVA (Extra Vehicular Activity) che, come già detto,
richiedono una variazione nell’assetto della ISS, sia all’inizio che alla
fine. In più, i retrorazzi dovranno puntare nella direzione giusta
(altrimenti la ISS, invece di ruotare, cambierebbe parametri orbitali) e in
maniera estremamente precisa per non creare rotazioni non volute.

Inoltre l’intero CMG deve essere estremamente affidabile per non incorrere
mai in una saturazione completa con la ISS ancora in rotazione e per
misurare con precisione la velocità angolare. Un satellite giapponese,
Hitomi, realizzato con la partecipazione di NASA ed ESA,
andò distrutto
poco più di un mese dopo il lancio, nel 2016, a causa di una serie di
malfunzionamenti ed errori progettuali presenti nel CMG di bordo che lo
portarono a ruotare su se stesso a velocità tali da farlo disintegrare
rapidamente. È chiaro che un rischio del genere è impensabile nel caso di un
satellite con astronauti e/o cosmonauti a bordo come la ISS. Va anche
considerato che se dovessero presentarsi dei problemi al CMG mentre la ISS è
in rotazione su se stessa e fosse necessaria la desaturazione, sarebbe di
fatto impossibile per una navicella di emergenza agganciarsi o sganciarsi
dalla stazione, rendendo impossibile l’uso di retrorazzi.

Il sistema deve anche agire in “loop chiuso”, in quanto i razzi devono
modulare la coppia con precisione per non consumare inutilmente propellente
e per puntare in ogni istante nella direzione giusta. Le navicelle russe
sono connesse al sistema direttamente. Le Dragon e le altre capsule USA, non
essendo progettate per questo scopo, non sono al momento – a quanto ho
capito, ma potrei essere smentito – in grado di garantire questo loop
chiuso, il che richiederebbe una modifica progettuale importante.

Comunque sia, anche a causa della posizione dei retrorazzi su queste
navicelle, l’operazione potrebbe non risultare molto efficiente. Ovviamente
si potrebbe aggiornare una delle navicelle USA disponibili per svolgere
questo compito al meglio. Ma la posizione dei retrorazzi sarebbe difficile
se non impossibile da cambiare in un veicolo già in fase avanzata di
progetto. Nella prospettiva realistica che la ISS venga decommissionata
entro qualche anno e considerato il tempo tipico necessario per sviluppare,
testare e validare anche minimi cambiamenti in questo settore, è improbabile
che una soluzione arrivi in tempo utile.

Naturalmente questo scenario è ipotetico e resta altamente improbabile.
Dichiarazioni a parte, le operazioni della Stazione Spaziale Internazionale
continuano come al solito. Nonostante le minacce di Rogozin,
astronauti e cosmonauti rientrano tranquillamente in Kazakistan. Insieme. Anche perché se proprio si volesse arrivare a dispetti reciproci
e a voler danneggiare deliberatamente città ed infrastrutture di Paesi terzi
al conflitto lo si potrebbe fare a terra molto più semplicemente. Senza
dimenticare che, come notato da molte fonti, la Federazione Russa
danneggerebbe prima di tutto se stessa e la sua unica possibilità di accesso
allo spazio per molti e molti anni.

Paolo G. Calisse, astronomo ed appassionato di astronautica

Scritto da Paolo Attivissimo per il blog Il Disinformatico. Ripubblicabile liberamente se viene inclusa questa dicitura (dettagli). Sono ben accette le donazioni Paypal.
Samantha Cristoforetti, prima astronauta italiana, volerà nel 2014. Seguite qui il suo addestramento

Samantha Cristoforetti, prima astronauta italiana, volerà nel 2014. Seguite qui il suo addestramento

L’articolo è stato aggiornato dopo la pubblicazione iniziale.

Oggi è stato
comunicato ufficialmente
che nel 2014 volerà nello spazio Samantha Cristoforetti, che insieme a Luca
Parmitano, Andreas Mogensen, Alexander Gerst, Timothy Peake e Thomas Pesquet
forma la classe 2009 degli astronauti dell’Agenzia Spaziale Europea. Partirà il
30 novembre e resterà a bordo della Stazione Spaziale Internazionale per circa
sei mesi.

Samantha ha, fra i suoi numerosi
talenti,
quello di essere una geek blogger molto coinvolgente. Mi ha gentilmente
concesso il permesso di ospitare qui la traduzione in italiano dei suoi post,
che descrivono l’avventura del suo addestramento e che per ragioni di tempo lei
scrive in inglese.

Se volete conoscere da vicino cosa significa prepararsi per vivere nello spazio
e vi interessa scoprire tanti dettagli poco noti di questa sfida tecnica e umana
internazionale, seguite Samantha in originale (in inglese) nel
blog degli astronauti ESA del 2009, via Twitter (@AstroSamantha) e attraverso le sue magnifiche
foto su Flickr, oppure
in italiano nei post che pubblicherò man mano qui. Qui sotto trovate il
primo.

Sopravvivere all’inverno russo

di Samantha Cristoforetti, tradotto e pubblicato con il suo permesso dal
post originale in inglese
del 30 gennaio 2012. Diversamente dal resto di questo blog, questo articolo
non è liberamente distribuibile senza il permesso esplicito del suo autore. Le
parentesi quadre indicano note del traduttore. La parte in corsivo è così
anche nell’originale.

Il 18 gennaio Thomas [Pesquet] ed io abbiamo preso parte a un programma
di addestramento di sopravvivenza di due giorni che è obbligatorio per tutti i
membri degli equipaggi Soyuz e serve per dare agli astronauti e ai cosmonauti le
competenze e la fiducia che servono per sopravvivere nei climi freddi. Anche se
le squadre di soccorso di solito arrivano al sito di atterraggio della Soyuz
ancor prima che la capsula abbia toccato terra nel caso di una discesa che si
svolga secondo i piani, un rientro d’emergenza non pianificato può avvenire in
qualunque momento durante il volo indipendente o mentre si è attraccati alla
Stazione Spaziale Internazionale. Nel caso peggiore può capitare persino durante
il decollo a causa di un’avaria del razzo lanciatore.

Questo è il mio tentativo di condividere con voi la nostra esperienza nei boschi
intorno a Star City
[il centro di addestramento per cosmonauti a circa 180 km da Mosca].

Accendere il fuoco.
Credit: GCTC.

Potrei stare a guardare in eterno la danza ipnotica delle fiamme. Ma il mio
turno di veglia notturna di un’ora è finito: è ora di svegliare il mio collega
d’equipaggio e cercare di dormire un po’. Mentre Thomas si stiracchia le membra
irrigidite dal freddo e dallo spartano giaciglio di foglie e rami, faccio una
rapida chiamata via radio per riferire che il nostro equipaggio sta bene. Ieri,
durante la nostra prima notte di sopravvivenza, la procedura è stata diversa:
bloccati e senza contatti con le squadre di soccorso, facevamo tre chiamate di
MAYDAY alla cieca allo scoccare di ogni ora a intervalli di due minuti.
Procedura ora non più necessaria, dato che siamo stati localizzati!

Ieri notte abbiamo effettuato un contatto simulato con un elicottero di
soccorso. Su loro richiesta abbiamo acceso il nostro fuoco di segnalazione e un
bengala in modo che potessero definire con precisione la nostra posizione. Come
previsto, ci hanno detto che saremmo stati recuperati soltanto l’indomani
mattina, e così eccoci qui, nel nostro tepee
[tenda in stile pellerossa], in quello che a questo punto è
principalmente un esercizio di pazienza e di sopportazione del freddo.

Thomas raccoglie legna per il fuoco.
Credit: GCTC.

A dirla tutta non possiamo lamentarci. Stanotte ci sono -15°C, con pochissimo
vento; la neve sul terreno arriva al ginocchio. Gioisco al pensiero di quanto
siamo fortunati, rammentando i tanti resoconti di equipaggi che hanno affrontato
l’addestramento con la neve alta fino al petto e -30°C. Anche così, sembrava una
sfida molto impegnativa quando, due giorni fa, ci hanno aiutato a infilarci le
tute di volo Sokol e ci hanno detto di salire a bordo di un vecchio modulo di
discesa Soyuz coricato su un fianco nell’area di sopravvivenza. Dentro ci
aspettavano il kit standard di sopravvivenza delle Soyuz e degli indumenti
contro il freddo, impacchettati nel poco spazio disponibile. Fuori ci
aspettavano la calotta e le corde del paracadute, tre fodere dei sedili che
normalmente avremmo tolto dai sedili stessi e degli stivali impermeabili alti
fino alla coscia che di norma avremmo ricavato tagliandoli dalla tuta di
sopravvivenza in acqua Forel.

Thomas è entrato per primo. Lo trovo bizzarramente appollaiato sopra il pannello
di controllo, e così mi accuccio in un angolo, cercando di lasciare spazio
affinché anche il nostro comandante, Sergey, possa entrare e chiudere dietro di
sé il portello. Una veloce chiamata via radio e l’addestramento ha inizio.

Thomas entra nel modulo di discesa.
Credit: GCTC.

Ci hanno sottolineato che il consiglio numero uno per prevenire l’ipotermia è
restare asciutti e muoversi senza fretta per non sudare, e ho ben chiaro in
testa questo proposito. Ma nonostante tutto dopo pochi minuti siamo tutti
sudati. Nello spazio ristretto cerchiamo e spacchettiamo i componenti dei
nostri indumenti di sopravvivenza invernale, ciascuno contrassegnato con il
nostro nome: la tuta leggera
[jumper suit], il maglione, la giacca leggera, la tuta intera, la giacca pesante. E poi
guanti, cappello, scarpe. Mentre aiuto Sergey a uscire dalla
[tuta]
Sokol e cerco di passargli gli indumenti adatti, non riesco a fare a meno di
essere grata del fatto che nessuno di noi è particolarmente grande!

Quando riusciamo a incamminarci nel bosco, dopo aver raccolto dentro le
fodere dei sedili l’attrezzatura di sopravvivenza e il paracadute, ci restano
circa quattro ore di luce del giorno.

Il tepee.
Credit: GCTC.

Non dobbiamo preoccuparci del cibo, dato che abbiamo scorte per almeno tre
giorni, ma dobbiamo lavorare in fretta per prepararci un riparo, un fuoco di
segnalazione e la legna per il fuoco prima che cali la notte. Sergey individua
un buon punto per il nostro accampamento: due alberi diritti a circa due metri
dal nostro riparo a falda singola, e davanti spazio in abbondanza per
costruire il nostro tepee
l’indomani, sulla zona che verrà scaldata dal fuoco di stanotte, e una radura
a circa 100 metri di distanza per il nostro fuoco di segnalazione.

Con lo stile di comando deciso ma irresistibilmente garbato che Thomas e io
apprezzeremo ben presto, Sergey distribuisce i compiti e avvia il lavoro. È un
ex pilota di Blackjack [Tupolev TU-160, bombardiere strategico supersonico]
dell’Aviazione Militare Russa e ha un gran talento per la vita all’aria
aperta e un istinto naturale di prendersi cura dei bisogni di tutti. È
un’altra grande fortuna; una di quelle che saranno fondamentali nel creare fra
noi l’atmosfera calorosa ed efficiente che ci resterà come ricordo da serbare
con affetto.

Costruzione del riparo a falda singola.
Credit: GCTC.

Condividendo un coltello e un machete dell’equipaggiamento di sopravvivenza,
usiamo rami di media grandezza e le corde del paracadute per costruire
l’intelaiatura del nostro riparo a falda singola. Poi copriamo il fondo e il
tetto con una notevole quantità di rami e foglie e avvolgiamo il tutto nella
stoffa del paracedute e nella coperta di sopravvivenza riflettente. Non è una
reggia, ma ce lo faremo bastare, e riuscirò addirittura a dormire qualche ora,
a tappe di venti-trenta minuti.

Naturalmente non c’è paragone con il nostro riparo per la seconda notte.
Avendo a disposizione l’intera giornata, le istruzioni sono di costruire un tepee. Dopo aver fabbricato l’intelaiatura conica usando sei tronchi lunghi, vi
avvolgiamo intorno il paracadute: uno strato inferiore interno, alto
all’incirca fino al petto, e uno strato superiore esterno, che lascia
un’apertura in alto. Inserendo dei rametti lunghi una trentina di centimetri
fra i due strati creiamo una fessura dal quale può entrare aria fresca mentre
il fumo esce dall’apertura in cima.

Simulazione di una gamba rotta.
Credit: GCTC.

Ed eccomi qui che passo la radio a Thomas e cerco di addormentarmi. Tra poche
ore verremo contattati dall’elicottero di soccorso e ci verrà dato un azimut da
seguire fino alla zona di recupero. Sappiamo dal briefing che uno di noi
dovrà simulare un arto rotto, per cui avremo approntato dei paletti per creare
una barella improvvisata a partire da una fodera dei sedili.

Quando tutto sarà finito, mi viene l’idea che accenderemo un bengala per
festeggiare. E ho un ultimo pensiero prima di scivolare in un sonno leggero: che
quella sauna post-addestramento, domani, sia bella calda!

Si festeggia la fine dell’addestramento con un bengala.
Credit: GCTC.
Scritto da Paolo Attivissimo per il blog Il Disinformatico. Ripubblicabile liberamente se viene inclusa questa dicitura (dettagli). Sono ben accette le donazioni Paypal.
A proposito di coincidenze

A proposito di coincidenze

di Paolo G. Calisse

Ci si può chiedere quale sia la probabilità che un evento del tipo
di quello segnalato da Paolo
in un suo precedente articolo
– un personaggio del calibro di George Lucas che appare
casualmente sullo sfondo di un video di YouTube – accada
realmente. Ho tentato di fare una stima usando un approccio molto
semplice e lineare. Potete farlo anche voi copiando l’algoritmo
ottenuto più in basso in un foglio di calcolo e inserendo i dati
di ingresso che ritenete più ragionevoli, per verificare se la
coincidenza sia spettacolare o rientri tutto sommato nella
normalità delle cose. La mia stima si basa ovviamente su un numero
di assunzioni che discuto nel seguito.

Alla ricerca dell’algoritmo

Chiamiamo per prima cosa Nvid il numero di video ripresi
per strada e disponibili su Youtube. Supponiamo per cominciare che
Nvid = 1.000. Assumiamo inoltre che ci siano
Nvip personaggi noti del calibro di Lucas che saremmo
sorpresi di incontrare in uno di questi video e che
Nvip = 1.000. Troppi? Pochi? Ne discuteremo più oltre. Per
semplicità, possiamo ritenere che tali VIP siano distribuiti
uniformemente su tutto il territorio USA, dove
Ntot = 328 milioni di persone, e che seguano le stesse
abitudini di noi comuni mortali nel circolare per strada: orari,
distribuzione, etc. In mancanza di informazioni più precise non
possiamo fare altro che accettare questa assunzione, su cui
comunque torneremo in seguito.

Ora, se ci sono Nvip volti noti distribuiti uniformemente
tra Ntot persone, la probabilità che qualcuno sia un VIP
sarà Nvip/Ntot e quindi la probabilità – molto alta – che
non lo sia:

1-Nvip/Ntot

Infatti la somma delle probabilità di non conoscere o di conoscere
almeno una persona deve essere per forza di cose pari ad uno.

Immaginiamo adesso che in ogni video si vedano in genere
Np persone riconoscibili passare sullo sfondo. Assumiamo
per adesso che Np = 10. Si tratta probabilmente di una
grossolana sottostima, considerata la durata tipica di molti di
questi video.

Ora, se i video sono Nvid, il numero totale di
persone riconoscibili che passano sullo sfondo del numero totale
di video disponibili sarà Nvid*Np. A questo punto non
dovrebbe essere difficile convincersi che la probabilità che
nessuno di costoro sia un volto noto sarà:

(1-Nvip/Ntot)*(1-Nvip/Ntot)*…*(1-Nvip/Ntot)

dove il prodotto viene ripetuto Nvid*Np volte ovvero

(1-Nvip/Ntot)^(Nvid*Np)

che è il prodotto della probabilità che ciascuna delle persone
visibili in tutti i video disponibili sia un comune mortale. A
questo punto per sapere qual è la probabilità che
almeno uno di costoro sia un volto noto basterà
semplicemente calcolare la differenza tra uno e la probabilità
precedente. Si ottiene quindi:

P = 1-(1-Nvip/Ntot)^(Nvid*Np)

che ci consente di stimare la probabilità di scoprire un volto
molto noto all’interno di uno di quei video.

Proviamo adesso a inserire in questa semplice formula le stime
precedenti:

  • Nvip = 1.000 = personaggi noti quanto Lucas presenti
    sul territorio USA in ogni momento. Questo numero includerà
    politici, sportivi famosi, personaggi dello spettacolo, etc.
  • Ntot = 328.000.000 = popolazione USA
  • Nvid = 1.000 = numero totale di video abbastanza
    popolari disponibili su YouTube e registrati in pubblico
  • Np = 10 = numero medio di persone che passano sullo
    sfondo di ciascuno di quei video.

Il risultato che si ottiene inserendo questi dati nell’algoritmo
che ho ottenuto sarà un misero P1 = 3%. Sembrerebbe quindi che in effetti la probabilità di vedere
almeno un volto noto passare per caso sullo sfondo di
uno dei video presenti su YouTube sia piuttosto bassa,
anche ammettendo che vengano riconosciuti tutti.

Ma a pensarci bene VIP e riprese non sono distribuiti a caso su
tutto il territorio USA ma accentrati in luoghi specifici.
Difficile infatti trovare un video del genere di quello mostrato
girato nelle sconfinate praterie USA o in un microscopico
villaggio del Midwest o dell’Alaska. Molto più probabile trovarne
di ambientati per le strade del centro di Los Angeles o New
York.

Assumiamo allora
che gli stessi video vengano girati tutti nelle
10 più popolose aree urbane USA, ovvero Los Angeles, New York, Chicago, etc. fino alla già meno
nota San José. In questo caso
Ntot = 26 milioni di abitanti. Probabilmente stiamo ancora
sovrastimando il modo con cui si comportano questi VIP, certamente
più abituati a frequentare grandi alberghi o quartieri altolocati
che malfamate e insicure periferie cittadine. Comunque sia,
assumiamo che in queste 10 città vi siano in ogni dato
momento almeno 1.000 VIP. In effetti solo Los Angeles e New York
ospitano probabilmente centinaia di attori che vivono e lavorano
in un’area ristrettissima popolata da pochi milioni di abitanti.

Applicando lo stesso algoritmo con i nuovi dati:

Nvid = 1.000

Np = 10

Nvip = 1.000

Ntot =26.000.000

il risultato cresce ad un sorprendente P2 = 32%.

In alternativa, considerato che YouTube ospita circa
2 miliardi e mezzo di video, è certamente possibile che vi siano però almeno
10.000 video girati in pubblico e che abbiano un numero di
visitatori tale da permettere a qualcuno di notare una persona
importante sullo sfondo. Anche considerato che il “pyroprocessing”
non è esattamente un argomento alla moda e nonostante questo il video considerato nell’articolo
cattura l’attenzione di oltre 4 milioni di spettatori!

Se così fosse la probabilità di avere almeno un video con un VIP
sullo sfondo crescerebbe fino alla quasi assoluta certezza:
P3 = 98%.

Sono possibili altre variazioni sul tema. Per esempio si può
assumere che il numero di VIP resti uguale a prima ma che il numero di video sia
superiore di altrettanto (Nvid = 10.000).

Nvid = 10.000

Np = 10

Nvip = 1000

Ntot = 26.000.000

In tal caso il risultato salirebbe alla quasi certezza

P3 = 98%.

Si può anche essere meno “ottimisti” e considerare il caso di
10.000 video ma 100 VIP che si aggirano per le 10 città più
importanti. In questo caso

Nvid = 10.000

Np = 10

Nvip = 100

Ntot =26.000.000

la probabilità torna ad essere straordinariamente simile al caso
P2: P4 = 32%. La similarità tra i due casi è abbastanza
sorprendente in effetti e dovuta anche all’arrotondamento.

Noto infine che il risultato dipende unicamente da
Np*Nvid e Nvip/Ntot, non dai 4 dati in ingresso.
Quindi, fino a quando questi due fattori restano
identici, il risultato sarà sempre lo stesso.

Nella figura che segue ho riportato tutti i casi che ho
considerato. Copiando l’algoritmo il lettore può divertirsi a
trarre le proprie stime.

Conclusioni

Se questa stima non è in grado di valutare con precisione
sufficiente quale sia la probabilità di individuare un qualche VIP
per caso su YouTube, mostra tuttavia che con una scelta comunque
ragionevole dei parametri in gioco la probabilità di trovarne
prima o poi uno non è così bassa come si potrebbe ritenere a prima
vista.

Si potrebbe anche obiettare
che in realtà la probabilità che cerchiamo sia quella di trovare
George Lucas, e non “un VIP qualsiasi” sullo sfondo di un video.
Ma attenzione, bisogna stare attenti a definire correttamente la
peculiarità di quel video: l’aspetto curioso non è che
Lucas sia stato ripreso fortuitamente in un video che parla di
pyroprocessing, ma che un personaggio molto noto sia stato ripreso
in un video abbastanza popolare presente su YouTube. Se
infatti si fosse trattato di Ridley Scott, di James Cameron* o di
uno fra le migliaia di personaggi del mondo dello spettacolo,
della cultura (immaginate di scorgere Stephen King, sapreste riconoscerlo?) o della politica, non sareste rimasti ugualmente
stupiti?

E’ anche interessante che lo stesso algoritmo può essere
facilmente applicato, con qualche piccola variazione, a molte
altre situazioni. Per esempio alla probabilità di incontrare un
vecchio compagno di scuola per caso nella nostra città. Lascio al
lettore questo facile esercizio.

* Come ho raccontato tempo addietro in un commento su questo
stesso blog, mi è capitato per caso di conversare per diverse
ore proprio con James Cameron, ma senza avere idea di chi
fosse. In quell´occasione gli ripetei più volte, dopo che mi
aveva detto di “lavorare nel cinema” e di “avere lavorato in
film come Terminator” (almeno così mi era sembrato di capire
con il mio pessimo inglese dei tempi) che… a me purtroppo i
film di quel genere non sono mai piaciuti. Ma eravamo entrambi
su un C-130 semivuoto diretto dalla base USA di McMurdo a
quella di South Pole, non proprio una situazione comune. Il
che rende questa analisi probabilistica del tutto
inapplicabile.

Scritto da Paolo Attivissimo per il blog Il Disinformatico. Ripubblicabile liberamente se viene inclusa questa dicitura (dettagli). Sono ben accette le donazioni Paypal.
Lo strano caso dei lavoratori assenti il lunedì

Lo strano caso dei lavoratori assenti il lunedì

di Paolo G. Calisse

Ospito con piacere un nuovo articolo di Paolo G. Calisse, vecchia conoscenza di questo blog.

Paolo Attivissimo

Un articolo uscito recentemente sul Corriere del Veneto è l’esempio perfetto di come la statistica possa trarre in inganno se trattata con leggerezza.

L’articolo titola “Lavoro, una malattia su tre è di lunedì. I dipendenti più «cagionevoli» in Calabria”. L’eccesso di lavoratori che sembrano ammalarsi proprio di lunedì (ah, questi lavativi!) viene poi ripreso nel corpo dell’articolo (“Oltre il 30% dei certificati medici che attestano l’impossibilità da parte di un operaio o di un impiegato di recarsi nel proprio posto di lavoro è stato presentato di lunedì”). Ma un’analisi statistica un po’ più approfondita dimostra che non c’è da stupirsi di questo.

Infatti, se tutte le malattie durassero sempre un giorno solo, la probabilità che il primo giorno di malattia coincida con il lunedi dovrebbe essere, in media, la stessa che per gli altri giorni della settimana: 100/5 = 20%. Ma non è sempre così. Quando la malattia dura due giorni, se la malattia si sviluppa la domenica il certificato medico verrà inviato comunque il lunedi. Nel caso di malattie di tre o più giorni, i certificati relativi al sabato o alla domenica saranno anch’essi inviati di lunedì.

In definitiva, i certificati presentati i vari giorni della settimana saranno, assumendo che la data di inizio delle malattie sia totalmente casuale e non dovuta ai bagordi del fine settimana o a qualche altra causa più frequente un giorno che un altro:
Durata della malattia in giorni
Giorno della settimana
1
2
3 o più 
Media aritmetica
Lunedì
100/5 = 20.0%
2*100/6 = 33.3%
3*100/7 = 42.9%
32.1%
Martedì
100/5 = 20.0%
100/6 = 16.7%
100/7 = 14.3%
17.0%
Mercoledì
100/5 = 20.0%
100/6 = 16.7%
100/7 = 14.3%
17.0%
Giovedì
100/5 = 20.0%
100/6 = 16.7%
100/7 = 14.3%
17.0%
Venerdì
100/5 = 20.0%
100/6 = 16.7%
100/7 = 14.3%
17.0%
Sabato
certificato
non inviato
certificato
non inviato
certificato
inviato il lunedì
–
Domenica
certificato
non inviato
certificato
inviato il lunedi
certificato
inviato il lunedì
–
TOTALE
100%
100% (1)
100% (1)
100% (1)

Tab. 1 


NOTE:
(1) la somma dei valori di questa colonna non fornisce esattamente il 100% a causa degli arrotondamenti al primo decimale.

L’ultima colonna mostra, solo a titolo dimostrativo (non sappiamo quanto durano in media le malattie), cosa accadrebbe nel caso in cui le malattie che durano uno, due e tre giorni avessero la stessa probabilità di verificarsi. In questo caso, comunque, si ottiene un valore del 32% di certificati inviati il lunedi, perfettamente compatibile con quanto riportato nell’articolo (“superiore al 30%”), anche in assenza di dolo da parte dei lavoratori.

AGGIORNAMENTO 29/10/2014: Nel frattempo ho recuperato lo studio originale della Cgia di Mestre. E’ sorprendente che anche lì non venga svolta una discussione seria, sebbene gli autori segnalino che i dati vanno letti con grande attenzione. In realtà vengono messe sotto accusa principalmente le attività conviviali e quelle legate al tempo libero. Con l’avvento della crisi, inoltre, sono sempre di più coloro che per risparmiare eseguono piccoli lavori di manutenzione. Insomma se i lavoratori non vanno a lavorare il lunedi è colpa della “crisi” e non di un errore metodologico. In seguito si invita a tenere conto del fatto che molti medici di base il sabato e la domenica non svolgono la normale attività ambulatoriale, ma senza dare la rilevanza che meriterebbe a questo argomento.

Nel seguito riporto i dati della CGIA:

Tab. 2


Salta subito agli occhi la notevole corrispondenza con i dati previsti in questo articolo, considerato che non vi sono gli elementi completi necessari a scorporare i dati relativi alla durata delle malattie e che, come messo in evidenza nel seguito da alcuni commentatori, un certo numero di situazioni lavorative – marginale, come mostrano i dati stessi – permette la presentazione dei certificati medici anche durante il fine settimana. Inoltre vanno tenute in conto anche le sempre presenti variazioni casuali.

Ho anche scoperto che l’articolo è stato ripreso nei giorni successivi anche da Repubblica e Corriere della Sera, che saltano però a piè pari anche le confuse spiegazioni del fenomeno fornite dallo studio.


AGGIORNAMENTO 29/10/2014 (2): in un anelito di precisione :), invece della media aritmetica ho provato ad impiegare le percentuali ricavate dalla tabella che si trova nell’ultima pagina dello studio CGIA:

Tab. 3

Visto che i dati erano accorpati ho assunto che le malattie di 2 e di 3 giorni contassero per il 16.5% ognuna, ovvero la metà del numero indicato per malattie di durata da 2 a 3 gg, che nella tabella è il 33.0%. Così facendo si introduce un errore, ma che non può essere tanto grande visto l’andamento dei giorni adiacenti. In questo caso le malattie della durata di un giorno risultano essere il 16.8%, quelle di due il 16.5% e le altre il 66.7% (ovvero il resto).

Ricalcolando la media si ottiene per il lunedi un 37.4% di certificati inviati e per ognuno degli altri giorni della settimana il 15.6%. Ciò sembra suggerire che in media i lavoratori si ammalano MENO di quello che dovrebbero il lunedi…

AGGIORNAMENTO 31/10/2014: come suggerito da un commentatore (Tuckler … ops!… Tukler), quel 5.8% di certificati presentati il sabato e la domenica come da Tab. 2 può essere direttamente sottratto al numero di certificati presentati il lunedi che, nella media pesata secondo i dati INPS-CGIA passerebbe dal 37% circa al 31-32%, compatibile con i dati reali. Un certo margine di errore va comunque mantenuto in quanto nella media pesata la percentuale di malattie di 2 e di 3 giorni è solo stimata, a partire dalla loro somma (33%, vedi Tab. 3).

Paolo G. Calisse

p.s. visto che prevenire è meglio che combattere, avviso che il commento di un anonimo autore in coda all’articolo del Corriere del Veneto, e che dice più o meno le stesse cose, è mio.

Scritto da Paolo Attivissimo per il blog Il Disinformatico. Ripubblicabile liberamente se viene inclusa questa dicitura (dettagli). Sono ben accette le donazioni Paypal.
10 casi in cui il sistema solare ci ha ricordato che raccogliere campioni su altri corpi celesti è difficile

10 casi in cui il sistema solare ci ha ricordato che raccogliere campioni su altri corpi celesti è difficile

di Emily Lakdawalla The Planetary Society

Ho trovato questo articolo di Emily particolarmente stimolante ed ho deciso di tradurlo per il pubblico italiano, con il consenso esplicito dell’autrice e l’entusiasmo di Paolo Attivissimo. È una descrizione dei tanti casi in cui cose apparentemente banali a terra risultano estremamente difficili da completare nello spazio. Ma anche un tributo alla grande inventiva e tenacia dei tanti e spesso anonimi scienziati ed ingegneri che sono riusciti spesso a salvare missioni che apparivano in condizioni veramente disperate.

Un invito, insomma, a non perdersi mai d’animo.

— Paolo G. Calisse – Simons Observatory Site Manager (Atacama, Chile)

Alcune delle più grandi scoperte della scienza dei pianeti del sistema solare si fondano sul gesto apparentemente semplice di raccogliere e analizzare frammenti di altri corpi celesti. I rover marziani come Curiosity sono piccoli laboratori che svolgono il loro lavoro a rotazione sul posto, mentre missioni come OSIRIS-REx sono ottimizzate per riportare campioni di materiale sulla Terra. Indipendentemente da quale sia l’obiettivo finale, la raccolta dei campioni è assai complicata. Ecco perché The Planetary Society ha collaborato con Honeybee Robotics per realizzare PlanetVac, un sistema di campionamento semplice, affidabile e a basso costo, progettato per funzionare in un numero di ambienti planetari molto vasto e diversificato. Nel 2013 abbiamo contribuito a finanziare un test di laboratorio di PlanetVac che si è concluso con un successo, e questa primavera stiamo aiutando Honeybee a far fare a questa tecnologia un ulteriore passo avanti. Annunceremo presto i dettagli.

Nel frattempo, stiamo rivedendo il concetto generale di campionamento planetario, che alcune volte non si è concluso come previsto. Comunque sia, quando le cose vanno male scienziati e ingegneri possono a volte estrarre dalle difficoltà risultati scientifici straordinari. Nel seguito ho elencato dieci casi in cui il sistema solare ci ha ricordato che la raccolta di campioni è difficile. Questo spiega perché The Planetary Society è così interessata a progetti come PlanetVac.

1. Quando la tua navicella spaziale per il ritorno di campioni non riesce nemmeno a lasciare la Terra

Phobos-Grunt, 2011 – Fonte: Ralf Vandebergh

La missione russa Phobos-Grunt venne lanciata nel 2011 per riportare a terra un campione di Phobos, un piccolo satellite di Marte. Nonostante il successo iniziale del lancio, i propulsori del secondo stadio non si accesero e l’orbita della navicella intorno alla Terra decadde nel giro di poche settimane fino a quando il veicolo non precipitò nell’oceano, portando con sé il primo tentativo cinese di inviare una sonda in orbita marziana e un esperimento della Planetary Society chiamato Phobos LIFE.

La relazione finale, pubblicata un anno dopo, rivelò che il veicolo spaziale era stato costruito con componenti elettronici che non erano né qualificati per l’ambiente spaziale né adeguatamente testati prima del lancio. “Il fallimento di Phobos-Grunt enfatizza la natura spietata dell’esplorazione spaziale, in cui scorciatoie nello sviluppo delle sonde, e specialmente nei test, possono risultare fatali” ha scritto il direttore esecutivo di The Planetary Society, Lou Friedman.

2. Quando per realizzare la camera campione non hai utilizzato i disegni corretti

Phoenix, 2008 – Fonte: NASA / JPL / UA / Texas A&M

Il lander Phoenix della NASA atterrò in un sito su Marte dove c’era ghiaccio d’acqua in prossimità della superficie. Il suo obiettivo era quello di scavare il terreno, raschiare il ghiaccio e consegnare il materiale agli strumenti di analisi disponibili a bordo. Uno di questi era TEGA, un analizzatore di gas termico evoluto. Durante il suo sviluppo, il team dello strumento notò un problema di progettazione con una staffa per le sue porte. Aggiornò i progetti ma non segnalò la modifica al costruttore, che realizzò la staffa secondo il progetto originale. Di conseguenza, le porte sopra le camere dei campioni si aprirono a malapena.

Si scoprì anche che il materiale che Phoenix stava cercando di trasferire era molto grumoso e appiccicoso, al punto di rifiutarsi di cadere dal cucchiaio di raccolta o di passare attraverso i setacci che proteggevano le camere del campione. Nonostante questo il team riuscì ad inserire materiale nella maggior parte delle camere campione prima che la missione terminasse, producendo buone conoscenze sulla chimica attuale del suolo marziano.

3. Quando un brillamento solare killer colpisce la sonda per il ritorno di campioni

 Haybusa, 2003 – Fonte: JAXA / ISAS

La sonda Hayabusa, dell’agenzia spaziale giapponese JAXA, venne lanciata il 9 maggio 2003 per raggiungere un piccolo asteroide vicino alla Terra e riportarne indietro un campione. La missione, molto all’avanguardia, utilizzava quattro motori ionici a energia solare come principale fonte di propulsione. La missione procedette senza problemi fino a quando il più grande brillamento solare della storia conosciuta esplose il 4 novembre. Il brillamento danneggiò i pannelli solari di Hayabusa, riducendo la potenza disponibile per i suoi motori a ioni, e danneggiò anche uno dei quattro motori. Nonostante ciò Hayabusa proseguì e, nonostante il ritardo causato dalla riduzione di potenza, raggiunse l’asteroide Itokawa nel settembre 2004.

4. Quando ottieni un po’ troppo materiale

Apollo 17, 1972 – Fonte: Ken e Angele Glover

Apollo 17 fu l’ultima missione umana sulla Luna e forse la più ambiziosa. Per la prima volta uno degli astronauti, Jack Schmitt, era un autentico geologo. Come per alcune precedenti missioni Apollo, Schmitt e il suo compagno Gene Cernan portarono con sé un rover con motori elettrici per percorrere lunghe distanze sulla la superficie lunare, alla ricerca di campioni di roccia e suolo selezionati con la collaborazione dello stesso Schmitt.

Sfortunatamente, nella primissima attività extraveicolare, un martello da geologo contenuto nella tasca della tuta di Cernan si incastrò nel parafango posteriore del rover, strappandolo via. Cernan fu in grado di riparare il parafango usando del nastro adesivo, ma la riparazione non durò a lungo e il rover si ricoprì di sabbia che ebbe numerosi effetti negativi, non ultimo dei quali il tempo prezioso per pulire tutto.

Ma mentre gli astronauti dormivano, le menti creative del Controllo Missione individuarono una soluzione. Incaricarono gli astronauti di creare un parafango di ricambio con nastro adesivo e delle mappe. La correzione tenne per 29 km. Quando la loro ultima attività extraveicolare si concluse, Cernan rimosse il parafango di ricambio per riportarlo sulla Terra.

5. Quando il tentativo di dare un pugno sulla ghiaia di un asteroide non funziona

Hayabusa, 2005 – Fonte: © LiVE Company Ltd.

Il brillamento solare non fu l’ultimo problema affrontato da Hayabusa. La sonda era stata progettata per ottenere campioni scendendo sulla superficie dell’asteroide, premendo una sorta di tubo per il campionamento contro il corpo celeste, e poi sparando un “proiettile” sulla superficie che avrebbe spinto un po’ di ghiaia nel suo contenitore per i campioni di suolo. Hayabusa atterrò due volte, ma gli ingegneri conclusero in seguito che probabilmente il proiettile non fu mai sparato. Non sapevano quindi se avesse raccolto campioni o meno. Ma speravano che qualche campione potesse essere fluttuato nel contenitore durante il periodo inaspettatamente lungo trascorso vicino all’asteroide durante il primo atterraggio.

Tribolarono parecchio per riportare la navicella a casa nonostante una serie di problemi, permettendo alla capsula di rientrare sulla Terra il 13 giugno 2010. La sonda spaziale pesantemente danneggiata non poteva essere guidata con precisione al rientro sulla Terra e bruciò nell’atmosfera, ma la capsula atterrò in buone condizioni.

6. Quando trovi tonnellate di metano su Marte, ma poi scopri che l’hai portato con te

Curiosity, 2012 – Fonte: NASA / JPL-Caltech / MSSS, Mosaico/Elaborazione: Kevin M. Gill

Lo strumento più complesso di Curiosity è la suite per l’Analisi dei Campioni su Marte (SAM), che può analizzare sia rocce solide (polverizzate) che gas dall’atmosfera per misurarne la composizione chimica e isotopica. Un componente del SAM, lo Spettrometro Laser Regolabile (TLS), si concentra in particolare sulla misura dell’abbondanza di metano, anidride carbonica, acqua e di alcuni isotopi. La misurazione dell’abbondanza del metano era stata fortemente pubblicizzata. Quando TLS ha misurato per la prima volta l’atmosfera di Marte, ha trovato immediatamente una gran quantità di metano. Troppo, a dire il vero. Con una certa costernazione, il team di SAM scoprì che una camera del TLS aveva avuto una perdita sulla Terra, lasciando entrare un po’ d’aria. L’aria della Florida (come la chiamano) conteneva il metano della Terra, tanto che coprì il segnale causato da quella di Marte. Fortunatamente, il team è stato in grado di sviluppare una soluzione alternativa per sottrarre gli effetti dell’aria terrestre dai risultati di Marte e ha misurato bassi livelli di fondo di metano su Marte con qualche sporadico picco.

7. Quando la navicella per il ritorno di campioni non si attacca al suolo

Luna 23, 1974 – Fonte: NASA / GSFC / Arizona State University

L’Unione Sovietica condusse un programma di ritorno automatizzato di campioni lunari di grande successo, ma in mezzo a tanti successi subì anche un notevole fallimento. Il 6 novembre 1974 Luna 23 scese sulla superficie lunare, ma subì seri danni durante l’atterraggio. Inviò dati per tre giorni, ma il trapano di campionamento, progettato per penetrare a 2,5 metri di profondità, non funzionò. Quando il Lunar Reconnaissance Orbiter fotografò il sito di atterraggio quasi quarant’anni dopo, rivelò la causa: Luna 23 si era ribaltato quando atterrò, condannando la missione. L’Unione Sovietica costruì e lanciò Luna 24 due anni dopo Luna 23, tentando di nuovo il campionamento nel Mare Crisium e alla fine ci riuscì, riportando sulla Terra 170 grammi di materiale il 22 agosto 1976.

8. Quando la navicella per il ritorno di campioni non si attacca al suolo, seconda parte

Philae, 2014 – Fonte: ESA / Rosetta / DLR / MPS per il team OSIRIS MPS / UPD / LAM / IAA / SSO / INTA / UPM / DASP / IDA

La missione Rosetta dell’ESA, la prima missione orbitale intorno ad una cometa, è stata un successo. Solo un aspetto di essa non ha funzionato come previsto. Tra i suoi numerosi esperimenti scientifici, Rosetta portava con sé un piccolo lander di nome Philae, progettato per atterrare sul nucleo della cometa, misurare le sue proprietà in situ, trapanarlo e trasferire i campioni ad un forno. Il forno avrebbe dovuto cuocere i campioni, rilasciando gas verso un gascromatografo/spettrometro di massa per l’analisi.

Sfortunatamente per l’esperimento, nessuno dei tre meccanismi destinati ad agganciare Philae alla superficie della cometa all’atterraggio funzionò. Di conseguenza il veicolo spaziale rimbalzò lontano dalla cometa a causa della sua debolissima gravità, e quando finalmente si fermò fu bloccato in una fessura con scarso accesso all’energia solare. La missione ha operato alcuni esperimenti durante l’ultimo giorno della vita operativa di Philae, ma probabilmente quest’ultima non ha funzionato. Immagini successive del lander di Rosetta mostrano Philae riverso da un lato: il trapano avrebbe campionato lo spazio vuoto. Nonostante le difficoltà, Philae è stata in grado di restituire alcuni risultati scientifici significativi e la missione Rosetta nel suo complesso è stata di grande successo.

9. Quando la navicella per il ritorno di campioni si schianta al suolo

Genesis, 2004 – Fonte: NASA / ARC

La missione spaziale Genesis doveva raccogliere campioni di vento solare e riportarli sulla Terra. Avrebbe dovuto entrare nell’atmosfera terrestre e, dopo una forte decelerazione al riparo da uno scudo termico, aprire un paracadute; poi, con una coreografia degna di un film d’azione, un pilota d’elicottero avrebbe dovuto afferrare il paracadute a mezz’aria, recuperando la capsula di ritorno e portandola delicatamente a terra.

Disgraziatamente il paracadute non si aprì a causa di un sensore installato in modo errato e la capsula di ritorno si schiantò sul terreno fangoso. Molti dei suoi preziosi e incontaminati campioni si frantumarono al momento dell’impatto, e l’aria sporca del deserto entrò all’interno della capsula. Gli scienziati espressero tuttavia la speranza che i campioni fossero recuperabili e in effetti si rivelarono per lo più intatti, anche se il loro recupero richiese un impegno maggiore rispetto a quanto originariamente preventivato. Il disastro dell’atterraggio ha decisamente rallentato il ritmo dei risultati scientifici della missione, ma alla fine la ricerca ha avuto successo.

10. Quando apri la capsula di ritorno dei campioni e scopri che è vuota

Hayabusa, 2010 – Fonte: JAXA / JSPEC

Sì, è la terza volta che torniamo alla povera sonda Hayabusa. Dopo che la navicella tornò sulla Terra, bruciando al rientro ma consegnando la sua capsula campione intatta al deserto australiano, la JAXA la riportò in Giappone, la aprì e trovò l’interno immacolato come quando la navicella spaziale era stata lanciata. Il “proiettile” sicuramente non aveva funzionato. Quindi tutto lo sforzo per mantenere la navicella danneggiata in funzione e riportare i campioni a terra era stato invano?

Fortunatamente, la storia di Hayabusa termina con un lieto fine: l’esame microscopico ha rivelato alcune minuscole particelle di polvere. Per la missione stessa venne anche inventata una speciale spatola in teflon da impiegarsi per tamponare delicatamente l’interno della capsula. Sono stati così raccolti 1.500 granelli di polvere, la maggior parte dei quali più piccoli di 10 micron.

Ma i laboratori di tutto il mondo erano già pronti a trattare esemplari così piccoli e preziosi grazie al successo della missione Stardust di campionamento di comete della NASA. JAXA ha quindi condiviso generosamente quei minuscoli campioni con i laboratori di tutto il mondo per l’analisi scientifica, e alla fine la missione ha ottenuto un grande successo scientifico.

Scritto da Paolo Attivissimo per il blog Il Disinformatico. Ripubblicabile liberamente se viene inclusa questa dicitura (dettagli). Sono ben accette le donazioni Paypal.
Rocket Road 1, Hawthorne

Rocket Road 1, Hawthorne

di Paolo G. Calisse. Ultimo aggiornamento: 2016/09/10 16:00.

Alcuni giorni fa mi trovavo per motivi di lavoro a Pasadena, un quartiere di Los Angeles noto agli appassionati di scienza e spazio in quanto sede di CalTech, NASA-JPL etc. Avevo qualche ora libera e così ho preso la metro verso l’aeroporto con l’intenzione di scendere alla modesta stazione di Crenshaw. Da pochi giorni il panorama è questo:

Una strada trafficata, un parcheggio multipiano e una banale “ciminiera”. Proviamo però ad ingrandire l’immagine:

Gli appassionati del settore avranno capito: il tubo bianco visibile nella prima foto non è altro che il primo stadio di un vettore SpaceX Falcon 9. E non uno qualsiasi, ma il primo ad essere atterrato verticalmente, nel dicembre 2015, dopo avere completato con successo una missione operativa e messo in orbita 11 satelliti della serie Orbcomm.

Nonostante fossi andato lì apposta, quando ho capito cosa si scorgeva in lontananza, le gambe, credetemi, hanno cominciato a tremare. Le mie, non quelle del booster! Raggiungere il quartier generale di SpaceX, dove i vettori vengono assemblati in serie per essere spediti alle basi di lancio, richiede dalla stazione dieci minuti a piedi. Si passa il piccolo aeroporto locale di Hawthorne per trovarsi davanti al mitico simbolo della compagnia più visionaria di questa decade.

Impiegati di SpaceX ammirano la loro “creatura”. L’età media
degli impiegati della compagnia sembra in effetti quella di un
liceo italiano.

Ci si può avvicinare, gratuitamente, a pochi metri dallo storico vettore. In realtà pensavo di trovare una calca di fotografi ed appassionati in zona. Invece ero l’unico “turista spaziale”. Una possibilità straordinaria che mi ha permesso di ammirare il manufatto in totale tranquillità. All’interno dell’area recintata da una grata provvisoria c’erano invece, oltre ad un addetto della security, un gruppetto di impiegati di SpaceX in ammirazione del loro prodotto. Ma non provate a chiedere loro informazioni, perché si rifiuteranno cortesemente di rispondere a qualsiasi domanda. Probabilmente la direzione ha dato indicazioni molto restrittive per i rapporti con il pubblico di appassionati.

In passato ho visto numerosi manufatti spaziali, sia per lavoro che per turismo e passione, ma si trattava spesso di eredità (Apollo), o di rami comunque secchi (Space Shuttle). In questo caso l’emozione è garantita. A quel vettore sembrano ancora fumare i Merlin. Sarà stato forse il freno ad aria di qualche camion in transito su Crenshaw Blvd., ma nella mia memoria ho il ricordo chiaro del suono caratteristico di qualche valvola che si apre e si chiude e il ribollire di ossigeno liquido. In cima appaiono ancora dispiegate le 4 alette per la frenata nella bassa atmosfera.

Quando anni fa scrissi un articolo per dimostrare al pubblico italiano che il recupero di vettori era tecnicamente possibile e anzi potenzialmente conveniente, rispetto all’uso dell’attrito aerodinamico (non lontano da lì è anche possibile visitare lo Space Shuttle Endeavour, l’ultimo mai realizzato) non avrei mai immaginato di ritrovarmi un giorno davanti a questo monumento dell’avventura umana, che mi ricordava vagamente ben altri del passato, e in particolare un obelisco del Bernini a Roma al quale sono particolarmente affezionato. Anch’esso poggiato su quattro zampe (notoriamente dotate di “dita” dal Bernini, che non aveva mai visto un elefante dal vivo), e anch’esso frutto della più grande perizia tecnica disponibile nel periodo.

A questo e ai tanti altri dipendenti di SpaceX di passaggio avrei desiderato sfilare la t-shirt
molto più che al concorso Maglietta Bagnata, sezione Maggiorate. Purtroppo SpaceX
non dispone ancora di un visitor center. Le si possono acquistare esclusivamente online.

Su una delle zampe, scritto con un pennarello bianco, un numero di serie e l’indicazione “Flown hardware”, “esemplare che ha volato”, la designazione caratteristica di tutto ciò che ha volato veramente nello spazio invece di essere stato usato per test e sviluppo in laboratorio.

“Flown hardware”. Eh sì, l’esemplare ha volato.
I 9 potenti Merlin capaci ognuno di generare 690 kN di spinta.

Semaforo sempre verde per chi svolta per Marte.

Per puro caso un mio collega, Dave Boettger, ha visitato gli stessi luoghi pochi giorni dopo. Alla base del vettore era stata posta una base bianca che gli dava ancora maggiore spicco. Inoltre, girando intorno all’hangar, si trovava un booster parcheggiato…

Parcheggio selvaggio ad Hawthorne (photo credit: Dave Boettger)

… e un secondo stadio in manovra:

Un secondo stadio in manovra (non orbitale) con il criostato ben visibile. Notare la finitura a specchio per ridurre il trasferimento radiativo (photo credit: Dave Boettger)

Allungando fino al porto di Long Beach (al termine di Miner St.) era anche possibile trovare due capsule Dragon sul pontile, a pochi metri di distanza dalla chiatta Just Read the Instructions, destinata al recupero dei vettori. Quella dietro è forse solo un mock-up, mentre quella davanti, protetta, mostra le bruciature tipiche del rientro in atmosfera.

(photo credit: Dave Boettger).

Se passate per Los Angeles, e se siete appassionati di spazio, non dimenticate questa esibizione permanente e gratuita, questa “porta” sul futuro dell’umanità.

AGGIORNAMENTO: in seguito l’area dove è esposto il Falcon 9 è stata sistemata. Una protezione completamente trasparente in vetro circonda il vettore e le cuffie di protezione sono state rimosse dagli ugelli. Motivo in più per una visita.

Scritto da Paolo Attivissimo per il blog Il Disinformatico. Ripubblicabile liberamente se viene inclusa questa dicitura (dettagli). Sono ben accette le donazioni Paypal.
Transito di Mercurio davanti al Sole il 9 maggio

Transito di Mercurio davanti al Sole il 9 maggio

Fonte: Blueplanetheart.

Ospito con piacere questa segnalazione di Martinobri a proposito del prossimo transito di Mercurio davanti al Sole e ricordo che osservare il Sole senza protezione può causare danni irreversibili alla vista; osservare il Sole attraverso un binocolo o telescopio privo di apposito filtro può bruciare in pochi secondi la retina. Ultimo aggiornamento: 2016/05/05 15:50.

Nel pomeriggio del 9 maggio il pianeta Mercurio transiterà sul Sole. Durante un transito un corpo celeste si interpone tra tra un osservatore e un altro corpo, di solito più grande. In questo modo la sagoma del primo rimane proiettata sul secondo.

Nel nostro sistema solare i transiti possibili di oggetti naturali sul Sole sono ovviamente solo quelli dei pianeti interni. I transiti si verificano molto di rado: il prossimo di Venere, per esempio, avverrà l’11 dicembre 2117. I successivi di Mercurio invece si verificheranno più a breve ma comunque con periodicità assai dilatata.

Sono fenomeni astronomici affascinanti e relativamente facili da osservare. Il transito di Mercurio, a differenza di quello di Venere, non è visibile senza strumenti ottici, date le minori dimensioni angolari del pianeta (video): occorre come minimo un ottimo binocolo, a patto ovviamente di utilizzare un filtro solare fabbricato con materiale di qualità. Soluzioni artigianali come pellicole nere o vetri affumicati sono da evitare per la incompleta capacità di trattenere le radiazioni solari. Come è ovvio, il filtro deve essere posizionato tra i raggi solari e l’obiettivo dello strumento, non tra l’oculare e l’occhio dell’osservatore.

Il fenomeno inizierà poco dopo le 13 (ora italiana) e terminerà più o meno al tramonto.

Da Sky and Telescope aggiungo alcune altre info salienti: Mercurio passa fra la Terra e il Sole ogni quattro mesi circa, ma a causa dell’inclinazione della sua orbita rispetto a quella della Terra non capita spesso che Mercurio passi proprio davanti al Sole dal punto di vista terrestre. Il pianeta si sposta rapidamente nello spazio, a circa 173.000 chilometri orari, ma ci metterà circa sette ore e mezza ad attraversare il disco solare (dal punto di vista di noi terrestri). L’evento sarà visibile dall’inizio alla fine in buona parte del continente americano e nella zona occidentale dell’Africa e dell‘Europa; il resto del pianeta vedrà il transito solo in parte.

La sagoma circolare di Mercurio sarà soltanto 1/160 del diametro del Sole e si staglierà netta, a differenza delle macchie solari, che hanno contorni irregolari e sfumati. I momenti più interessanti si avranno quando il pianeta attraverserà i bordi del Sole (un evento che durerà circa tre minuti e mezzo). In questi momenti si potrà notare l’effetto “goccia nera”: una zona scura che unisce il pianeta al bordo del Sole, dando a Mercurio la forma apparente di una goccia: non è un’illusione ottica ma un fenomeno reale, dovuto al fatto che il bordo del Sole ci appare più scuro del resto del disco ma lo notiamo soltanto quando c’è un oggetto che lo evidenzia. Il prossimo transito di Mercurio avverrà l’11 novembre 2019.

Scritto da Paolo Attivissimo per il blog Il Disinformatico. Ripubblicabile liberamente se viene inclusa questa dicitura (dettagli). Sono ben accette le donazioni Paypal.