Il Tirreno

Immaginate di avere tanta corrente elettrica da illuminare un’intera città, e di poterci scoccare un fulmine con cui avvolgere una navicella spaziale. Immaginate un aereo che sbricioli il muro del suono e in tre ore vi porti dall’Europa all’Australia. Immaginate un enorme canotto gonfiabile sospeso a 20 chilometri di altezza che riesca a trovare un disperso in un crepaccio di montagna. No, non è un film di fantascienza. È scienza, pura e (non) semplice, visionaria ma concreta.

Succede al Cira, Centro italiano ricerche aerospaziali, a Capua (Caserta), dove è nato nel 1984 per ospitare laboratori, infrastrutture di ricerca e centri di prova unici al mondo per studiare e testare materiali e prototipi di velivoli aeronautici, navicelle spaziali, parti di aerei, droni, elicotteri, satelliti. E sistemi futuristici. Vi lavorano 370 persone, quasi tutti ricercatori, sotto la guida del presidente Tommaso Edoardo Frosini e della direttrice generale Stefania Cantoni, prima donna in questo ruolo. E qui vengono a fare i test le agenzie spaziali e le industrie da tutto il mondo. In un momento in cui lo Spazio è la nuova frontiera, strategica per connettività, sicurezza, difesa, presa d’assalto da operatori commerciali privati, il Cira è un’eccellenza mondiale in grado di creare soluzioni per l’Italia e l’Europa.

PWT: «Caro Musk, mettiti in fila»

Il primo laboratorio che visitiamo è quello del Plasma Wind Tunnel "Scirocco", un’infrastruttura unica al mondo. Con l’energia che consuma quando viene acceso ci si potrebbe illuminare una città di 150mila abitanti, tanto che quando fu costruito, 25 anni fa, fu necessario collegarlo alla dorsale elettrica tirrenica nazionale dell’Enel. A un occhio profano si presenta come un groviglio di cavi rossi attaccati a una gigantesca sfera di metallo, da cui parte un corridoio di oltre 50 metri. In realtà è un sistema che ricrea le condizioni estreme che i sistemi spaziali incontrano nell’atmosfera tornando sulla Terra, per testarne la resistenza. «All’interno si genera un plasma a oltre 10mila gradi come quello al quale una navicella è sottoposta quando rientra a oltre 20mila km orari», spiega Antonio Del Vecchio, che ne è responsabile.

L’arco elettrico è il più grande al mondo, 6 metri (quello della Nasa è 4,5) e raggiunge 70 Mw in corrente continua. «Nel regime ipersonico i test devono essere eseguiti su componenti in scala reale», spiega Del Vecchio. La lista di attesa per i test è di oltre un anno e mezzo. E non si può saltare la fila. È così che, oltre alla Nasa, alle agenzie spaziali giapponese e tedesca, a Blue Origin, ha fatto richiesta "urgente" di Elon Musk per SpaceX. Finora però non si è raggiunto un accordo operativo sui tempi.

La rivoluzione dello Space Rider

Una delle prove condotte di recente nel PWT ha riguardato il sistema di protezione dal calore estremo di una navicella speciale, lo Space Rider, il futuro dell’accesso europeo all’orbita. Che, durante la nostra visita, in versione dimostratore intermedio è "parcheggiato" a pochi passi. Sviluppato dall’Agenzia Spaziale europea, con il consorzio Thales Alenia Space-Italia, dopo decenni di navicelle usa e getta «Space Rider introduce il nuovo paradigma della riutilizzabilità», spiega Giuseppe Rufolo, responsabile Unità Sistemi di Trasporto Spaziale. Niente equipaggio, lungo 5 metri, potrà fare 6 voli e restare in orbita fino a due mesi per fare esperimenti.

Cento e più elefanti su un cilindro

Proteggere i veicoli spaziali dalle temperature infernali è una delle sfide cruciali. Il Manifacturing and testing center del Cira, guidato da Felice De Nicola, 20 anni fa ha cominciato a studiare un materiale che facesse risparmiare in termini di massa, ma garantisse solida resistenza. Per avere un’idea, immaginate in scala un cilindro grande quanto un cestino per la carta, che sopporta il peso di 150 elefanti (il test è arrivato a 750 tonnellate). Oggi la struttura reticolata in fibra di carbonio e resina, messa a punto con Giovanni Totaro, è in produzione e ha volato sul razzo Vega C.

I Pink Floyd sulla rampa di lancio

Non solo alte temperature al Cira per i test. Prova ne è una specie di Stonehenge fatto di enormi casse acustiche che troviamo nel Centro di Qualifica Spaziale, un laboratorio che, tra le altre cose, può "torturare" gli oggetti spaziali con accelerazioni, vibrazioni, sbalzi termici. E rumore estremo. «Un’idea dell’ingegnere del suono dei Pink Floyd», racconta Vincenzo Quaranta, responsabile Quality. Sviluppato con l’Agenzia Spaziale Italiana, il sistema è unico, perché trasportabile al domicilio del cliente, industria o ente che sia.

La piattaforma stratosferica

A dispetto di droni e satelliti, che stanno congestionando cielo e orbita, l’osservazione della Terra resta incompleta. Un drone ha un’autonomia limitata. E un satellite passa e se ne va subito. «È come accendere l’allarme di casa per due secondi e sperare di prendere il ladro», spiega Giuseppe Persechino, responsabile scientifico e di programma nell’area Osservazione della Terra. Con il suo team da 15 anni sta sviluppando una piattaforma stratosferica, un velivolo realizzato con tessuti simili a vele nautiche, che decolla in forma compatta e si espande durante la salita. Una volta nella stratosfera, a 20mila metri, può rimanervi in modo continuativo e puntare il suo occhio in giù.

«Uno sguardo nuovo sul pianeta», spiega Persechino. Gli ambiti d’uso sono i più diversi, dal monitoraggio degli sversamenti alla ricerca dispersi, dall’agricoltura di precisione alle indagini sul traffico di esseri umani nel Mediterraneo. Un unicuum a livello mondiale.

Roma-Sydney in tre ore

In campo aeronautico, il Cira è un Eldorado per la ricerca. Ad esempio, sulle applicazioni dei materiali, che studia Salvatore Ameduri, responsabile Unità Strutture Adattive. Due tra tutte, le pale di elicottero capaci di modificare la propria torsione, come le ali di un colibrì, per risparmiare energia nel decollo e tornare alla forma originaria, e i nuovi metalli per le ali che vibrano a comando per scrollare via il ghiaccio. La formazione del ghiaccio, del resto, è tra i più gravi pericoli per l’aviazione, e il Cira ha un laboratorio dedicato, l’Icing Wind Tunnel, per studiare le soluzioni.

Altro ambito è quello delle simulazioni di volo, che al Cira vengono svolte in un laboratorio di altissimo livello. Infine, ecco i velivoli ipersonici oggetto di studio dell’omonima unità guidata da Marco Marini, che studia come viaggiare a 5-8 volte la velocità del suono. «Parliamo di un aereo di 94 metri, con 300 persone, che colleghi l’Europa all’Australia in tre ore», spiega Marini.

Polvere di Luna

L’ultimo sguardo prima di lasciare il Cira lo volgiamo alla Luna, con Nunzia Favaloro, responsabile Unità Tecnologie dell’esplorazione spaziale. Dove si lavora a uno dei problemi della futura esplorazione: la regolite, la polvere lunare. Spiega Favaloro: «È molto abrasiva perché le particelle sono appuntite e non arrotondate dall’erosione atmosferica, si appiccica e può danneggiare tute, guanti, strumenti, pannelli solari». Dal 2021 il Cira sta sviluppando un materiale antiadesivo e ha già realizzato un prototipo. Perché sognare la Luna è bello, ma andarci lo è ancor di più.