Anche quest’anno il Gruppo 2003, formato dagli scienziati italiani più citati nello scenario internazionale, ha indetto un premio per riconoscere l’impegno dei ricercatori e le ricercatrici più giovani.
In questa edizione concorrevano scienziati di dieci diverse discipline, tutti impegnati in temi di grande attualità, ossia: Agricoltura, Alimentazione, Astrofisica Spazio, Biodiversità, Clima, Cybersecurity, Energia, Intelligenza Artificiale, Big Data e High Performance Computing, Nuovi Materiali, Salute e una borsa di studio messa a disposizione dall’Agenzia Spaziale Italiana per l’innovazione nel campo dell’ingegneria aerospaziale.
Per quest’ultima categoria abbiamo intervistato la vincitrice, Federica Angeletti, ricercatrice presso la Scuola di Ingegneria Aerospaziale dell’Università “La Sapienza” di Roma, che si è aggiudicata il premio giovani ricercatori e ricercatrici 2023 con uno studio pubblicato sulla rivista scientifica Acta Astronautica, che riguarda la riduzione delle vibrazioni presenti nei satelliti.
Abbiamo approfondito con lei i dettagli della sua ricerca e l’importanza di simili premi.
Com’è stato scoprire che la sua ricerca è stata selezionata per la borsa di studio?
<<Be’ innanzitutto mi sono sentita molto onorata per il premio. Il Gruppo 2003 che porta avanti questa iniziativa è davvero prestigioso, e riunisce i ricercatori italiani più citati internazionalmente, ricevere un riconoscimento da parte loro è stato molto importante. Per la terza edizione hanno deciso di dare visibilità ai giovani ricercatori e ricercatrici italiani e questo penso che sia importante anche per ricominciare a dare il giusto riconoscimento ai lavori dei più giovani. Si tratta di un’iniziativa unica in Italia.
Mi ha fatto anche molto piacere aver vinto la borsa di studio messa a disposizione dall’ASI, che hanno intitolato a Giovanni Bignami, famoso scienziato e divulgatore, nonché ex presidente dell’Agenzia Spaziale Italiana.
Essere riconosciuta a questo livello mi ha dato un boost di fiducia, mi ha permesso di presentare la mia ricerca durante la premiazione alla presenza di scienziati di altri settori e di vederla adesso divulgata in italiano anche online. Questo significa che ora può essere vista da tutti e stimolare domande e curiosità da parte di altre persone, esperte o meno.>>
Di cosa parla la sua ricerca?
<<In breve la mia ricerca è incentrata sul fatto che i satelliti sono soggetti a dei disturbi che possono andare a degradare le loro capacità di missione, come ottenere immagini della superficie terrestre, effettuare manovre precise, o stabilire canali di comunicazione. In particolare, le vibrazioni in orbita possono causare questi disturbi. Possono dipendere da diversi fattori, spesso generati da strumentazione a bordo del satellite, oppure dal movimento di grandi strutture esterne come pannelli solari e antenne.
La mia ricerca tenta di usare dispositivi intelligenti per smorzare le vibrazioni e migliorare le comunicazioni. È una soluzione tecnologica matura, che ha ricevuto molto interesse negli ultimi anni. Si è anche dimostrata efficiente e cost effective. Si tratta di una tecnologia che sfrutta i materiali piezoelettrici, gli stessi che troviamo nei microfoni o negli accendini, a volte addirittura sotto le suole delle scarpe, che convertono un input meccanico in output elettrico, e studia come possano essere posizionati in maniera ottimale su una grande varietà di satelliti. Nel caso di questa tecnologia, si va a creare un loop chiuso, che converte la deformazione meccanica di una struttura in un campo elettrico. Questo viene quindi letto da un sistema di controllo e sfruttato dall’attuatore che effettua l’operazione inversa, trasformando l’impulso elettrico in una deformazione che va a compensare quella iniziale.>>
Si tratta di una tecnologia applicabile anche sulla Terra, dunque?
<<Esattamente, i materiali piezoelettrici sono oggi molto diffusi e alla base di vari gesti quotidiani, come accendere un fornello o contare i propri passi su un braccialetto fitness. Per quanto riguarda nello specifico l’ambito delle vibrazioni, anche sulla Terra nasce spesso la necessità di controllarle o ridurle. I piezoelettrici possono essere usati quindi sia in ambito automobilistico, come per monitorare le vibrazioni del motore, o aeronautico e industriale, per compensare sbilanciamenti di componenti in rotazione. Sono anche utilizzati in ambito medico, ad esempio per posizionare molto accuratamente le lame chirurgiche.>>
Quanto tempo (e fatica) ha richiesto questo nuovo sviluppo?
<<Questo sviluppo ha richiesto all’incirca due anni nella fase di simulazione numerica, e un anno per la successiva verifica sperimentale in condizioni di microgravità simulata, di cui risente il satellite in orbita, presso il laboratorio di Guida e Navigazione della Scuola di Ingegneria Aerospaziale, nell’ambito di un progetto di ricerca finanziato dall’Agenzia Spaziale Europea. I ritmi di lavoro sono stati spesso serrati, ma aver raggiunto i risultati sperati ha ripagato della fatica.>>
Quali sono le attuali direttrici di ricerca su cui è impegnata?
<<Al momento continuo ad essere impegnata nello studio della dinamica di strutture spaziali, e nell’applicazione di materiali piezoelettrici a nuovi problemi come l’individuazione di danni, anche utilizzando tecniche innovative di machine learning e intelligenza artificiale. I sensori piezoelettrici possono infatti leggere un segnale “diverso” se prodotto da un sistema danneggiato, e questo ci consente di capire non solo che qualcosa non va, ma anche la posizione del danno. Inoltre, sono interessata allo studio di sistemi robotici spaziali per operazioni di avvicinamento e “attracco” tra due satelliti o con stazioni spaziali, che consentiranno lo sviluppo delle future attività di esplorazione del nostro sistema solare.>>
Pensa che iniziative come il Premio giovani ricercatori e ricercatrici possano aiutare l’incontro tra diversi campi e discipline?
<<Sì, assolutamente, penso che lo scambio di informazioni a livello nazionale e internazionale sia proprio il cuore di come far crescere la ricerca. Far incontrare persone più o meno esperte in quell’ambito di studio, perché si facciano domande fra loro e scoprano se ci sono approcci interdisciplinari da seguire. Ad esempio, una data tecnologia che si usa in un campo può avere delle applicazioni anche in altre linee di ricerca.>>
Cosa consiglierebbe ad una persona che volesse intraprendere un percorso professionale da ricercatore?
<<Trovare l’ambito che più appassiona e che più entusiasma, perché a quel punto il lavoro diventa divertimento. Metterci molta forza di volontà ed essere preparati al fatto che qualche esperimento potrà non riuscire all’inizio. Essere perseveranti e non perdere la speranza in un progetto se si crede in esso.>>
Federica Angeletti è ricercatrice presso la Scuola di Ingegneria Aerospaziale (SIA) della Sapienza di Roma. Ha partecipato a diversi progetti di respiro internazionale, dei quali molti in collaborazione con l’Agenzia Spaziale Europea (ESA), come il progetto ACACLAS per il controllo avanzato di vibrazioni su satelliti, l’esperimento STRATONAV (Stratospherical Navigation) sul pallone stratosferico BEXUS, studi sul lanciatore VEGA e lo sviluppo di CubeSat universitari.
