Con il "Sirio" inizia nel 1975, la storia del gruppo del CNUCE che si occupa di dinamica del volo spaziale.

Il coinvolgimento nel settore spaziale del CNUCE, divenuto in quel tempo Istituto del CNR, nasce a seguito della stipula del contratto tra il CNR e la NASA per le operazioni di lancio del primo satellite italiano per telecomunicazioni "Sirio", la cui realizzazione e gestione dei relativi finanziamenti era stato appunto affidata al CNR, nell'ambito del quale operava il Servizio Attività Spaziali.

Era sopravvenuto, nella seconda metà del '74, un importante cambiamento nella politica della NASA per la fornitura di lanciatori; la NASA aveva deciso infatti di non assumere più nessuna responsabilità per le operazioni orbitali per satelliti non americani e di limitare la sua attività alla fornitura dei servizi ed all'assistenza tecnica. Per il CNR, quindi, si era reso necessario creare in Italia la competenza necessaria per l'utilizzazione dei servizi e dei mezzi tecnici della NASA.

Presidente del CNR era allora il Prof. Alessandro Faedo, "padre fondatore" del CNUCE - Centro Nazionale Universitario di Calcolo Elettronico - il quale aveva pilotato la trasformazione del Centro, sorto presso l'Università di Pisa, in un Istituto di ricerca del CNR. Faedo concepì l'idea di coinvolgere nell'operazione spaziale il CNUCE che aveva una consolidata esperienza nel software.

Fu così che il Direttore del CNUCE, prof. Guido Torrigiani, annunciò che vi era l'opportunità di recarsi per un lungo periodo presso la NASA per fare esperienza sui sistemi per il controllo del volo spaziale e per "acquisire" in qualche modo il software necessario.

L'operazione che veniva prospettata non aveva l'aspetto di una ricerca di avanguardia; vi era però la possibilità di stabilire le basi per un centro di competenza in Italia sui sistemi software per il controllo del volo di satelliti e di realizzare quindi degli obiettivi di tutto rispetto per un Istituto di ricerca come il CNUCE, nato con una vocazione di servizi di calcolo avanzato.

Alla fine della primavera del '75, Alberto Foni ed io ci trasferimmo al Goddard Space Fligth Center (GSFC) della NASA, presso Washington.

Il tempo che avevamo a disposizione non era molto; la data del lancio però subiva dei progressivi ritardi che hanno poi portato il lancio effettivo al 25 agosto del 1977. L'allungamento dei tempi ci ha giovato molto per raggiungere anche altri risultati.

Presso il Goddard risiedeva un gruppo di tecnici della CIA (Compagnia Industriale Aerospaziale) che aveva curato la costruzione del satellite. Questi erano i responsabili dei sistemi di telemetria del satellite che avrebbero permesso di tenere sotto controllo, durante il volo, l'assetto del satellite, l'orbita e lo stato di salute di tutti i sottosistemi. La NASA aveva commissionato alla società Computer Science Corporation (CSC) lo sviluppo del software per il controllo orbitale, di assetto e dello stato di salute del satellite. I tecnici del gruppo del CNR che interagivano frequentemente con i programmatori della CSC, si sono trovati a fungere da intermediari tra CSC stessa e CIA e a contribuire così non poco alla implementazione del modello software del satellite.

Ultimi preparativi per l'allestimento del satellite "Sirio" all'interno di una "camera pulita" montata sulla sommità del razzo vettore a Capo Canaveral. Il "Sirio" è un satellite interamente realizzato n Italia destinato ad effettuare ricerche sistematiche sulle superfrequenze in previsione di una loro possibile utilizzazione nelle telecomunicazioni mondiali via spazio.

Subito dopo la fase iniziale, durata alcuni mesi, il gruppo del CNUCE si è accresciuto di elementi, per assicurare il completo successo dell'operazione. In accordo con il dott. Massimo Macchia, che era stato Direttore dell'ESTEC/ESA ed era stato assunto dal CNR come manager del progetto Sirio, si procedette ad arruolare quattro giovani laureati (Massimiliano Lucchesi, Nedo Celandroni, Paolo Guidotti e Giuseppe Pasquinelli) che furono di lì a poco integrati nel gruppo e si dimostrarono chiave fondamentale per il successo dell'operazione. Nel frattempo si erano uniti al gruppo due tecnologi esperti, Giorgio Faconti del CNUCE e Giovanni Benedetti, di provenienza ESTEC/ESA: si raggiunse così un effettivo di 8 unità che operava parzialmente a Pisa e parzialmente presso il GSFC.

Lavorare con la NASA ci riservò alcune sorprese: il lavoro, benché risultasse frazionato in molte unità operative (si tenevano molte riunioni, anche brevi, fino a tre al giorno), risultava molto ben organizzato, tanto che, anche in prossimità del lancio, la concitazione, ovvia, è stata molto contenuta.

La conquistata fiducia della NASA fece sì che il coordinatore del gruppo dei tecnici del CNR, in quanto rappresentante del contraente, fosse proposto per la leadership delle operazioni al Goddard. Pertanto, stante l'impostazione del contratto, il Goddard designò un proprio Mission Operations Manager (MOM) e, per la parte CNR, io fui designato Fligth Operations Manager (FOM). Il MOM avrebbe fornito gli elementi per prendere le iniziative nelle varie fasi di volo, mentre il FOM avrebbe dovuto fare le verifiche sullo stato di salute del satellite e sull'impostazione delle manovre ed, infine, dare il "si esegua" per conto del contractor.

Il 25 agosto 1977 il satellite Sirio fu lanciato. Del volo vero le emozioni più forti sono state certamente il lancio, il mio primo annuncio della acquisizione del satellite da parte della stazione San Marco in Kenya ed il comando di accendere il motore di apogeo che avrebbe portato il satellite vicino alla sua orbita geostazionaria.

Tutto andò benissimo, a dispetto di alcune cassandre che, nei giornali italiani, avevano addirittura dichiarato che sarebbe stato meglio che la missione fallisse; tutte le fasi di volo sono state nominali e alla fine ci si è trovati con una riserva di carburante, per la vita operativa del satellite, superiore rispetto a quella nominale di due anni.

Per quanto riguarda il software per la fase operativa della missione, da controllare attraverso la stazione del Fucino di Telespazio, questo era stato acquisito e, con l'esperienza accumulata, non ci avrebbe dato problemi di sorta. Il software in questione era stato installato presso il CNUCE e messo a disposizione della Telespazio che lo avrebbe utilizzato per la pianificazione delle manovre di "station keeping", a partire da 45 giorni dopo il lancio, alla fine delle operazioni presso la NASA.

Ricordo un episodio della fase di controllo del volo presso il Goddard: prima dell'effettuazione di una manovra di controllo di assetto che avrebbe dovuto predisporre il Sirio per l'accensione del motore di apogeo, i computer centrali del Goddard andarono in panne e ci restarono per alcune ore. Con il gruppo del CNUCE presente al Goddard decidemmo di convocare i nostri colleghi a Pisa, nel cuore della notte, e facemmo eseguire a Pisa i calcoli che avrebbero dovuto essere fatti al Goddard. Questo ci permise di svolgere la manovra in perfetto orario e di non dover attendere l'orbita successiva, dopo il ripristino della funzionalità degli elaboratori del Goddard. Questa operazione, per noi routinaria, in quanto eravamo già avvezzi a replicare a Pisa tutti i calcoli delle manovre svolti al Goddard, venne a conoscenza dei giornalisti che vegliavano sullo svolgersi delle operazioni e ci fruttò una notevole pubblicità, a dimostrazione che la missione di implementare in Italia il software e di acquisire le necessarie competenze per gestirlo era completamente riuscita. L'allora Ministro per la Ricerca Scientifica on. Mario Pedini venne personalmente a Pisa per complimentarsi con il team del CNUCE.

Il lancio del Sirio da una postazione di Capo Canaveral in Florida nella notte del 26 agosto 1977. Il lancio riuscì perfettamente e il satellite è in orbita per una serie di esperimenti sulle telecomunicazioni, cui partecipano, tra l'altro, diversi Paesi d'Europa, oltre agli Stati Uniti ed al Canada.

Quindi, nell'ottobre '77, dopo che il Sirio aveva raggiunto il punto di stazione, la missione americana poteva ritenersi conclusa. Il gruppo del CNUCE avrebbe potuto sciogliersi, ma così non è stato ed è nata una lunga serie di coinvolgimenti in altre missioni ed attività spaziali che hanno permesso di consolidare un gruppo di competenze unico in Italia, nel settore della analisi di missione, del controllo del volo di satelliti e del rientro di oggetti orbitanti nello spazio. Come primo impegno, il CNUCE agì per conto del Servizio Attività Spaziali del CNR, poi divenuto Piano Spaziale Nazionale, sempre del CNR (dal 1988 divenuto, infine, Agenzia Spaziale Italiana (ASI), ente autonomo), come supervisore delle manovre per il mantenimento di stazione del Sirio durante la sua vita operativa; tale fase avrebbe dovuto durare due anni mentre in realtà durò per oltre 10 anni, data l'inaspettata riserva di carburante, l'ottimo stato di salute del satellite ed il dichiarato interesse degli sperimentatori.

Quasi da subito si iniziò a lavorare per il Sirio 2. Per il gruppo del CNUCE si trattava di un compito abbastanza semplice essendo il satellite, per quanto riguarda il sottosistema per le manovre, praticamente uguale al precedente. Il lancio del Sirio 2 è avvenuto dalla base dell'ESA di Kouru, nella Guinea francese, nel corso del 1982, con il vettore europeo Ariane; purtoppo il lanciatore questa volta fallì e fu inviato il comando di distruzione che portò il razzo ed il carico utile ai pesci, prima che potesse arrecare pericolo a terre emerse.
 

LO SPAZIO NELLE ATTIVITA' DEL CNUCE: I RIFIUTI SPAZIALI

Il gruppo iniziale del progetto Sirio subì nel tempo delle variazioni conseguenti al ritorno alle attività di interesse primario di acuni ed all'inserimento nel gruppo di elementi giovani: Andrea Cardillo, Antonino Santoro, Luciano Anselmo, Carmen Pardini e Alessandro Rossi.

Sono proseguiti i coinvolgimenti in missioni operative nella quali è stata impegnata l'ASI: Eureca, Lageos-2, Italsat, SRL 1, SRL 2, SAX, Columbus.

Con l'Agenzia Spaziale Italiana è iniziato un rapporto convenzionale per cui il CNR, attraverso il CNUCE, assicura all'ASI il supporto di competenze necessario nel settore delle analisi di missione e di controllo del volo, per un impegno medio di quattro anni persona all'anno.

Tra le attività intraprese dal gruppo dinamica del volo spaziale del CNUCE vi è quella del monitoraggio dei rientri di satelliti. Tale attività iniziò nel '79, quando vi fu il rientro della prima stazione spaziale americana, lo Skylab; l'allarme suscitato dai mezzi di stampa era grande. Il gruppo di dinamica spaziale aveva iniziato a propagare gli elementi orbitali ottenuti dello Skylab forniti dal NORAD (la rete di rilevamento degli oggetti orbitanti del Nord America usata per scopi militari e civili); avevamo quindi la possibilità di calibrare il programma di propagazione delle orbite acquisito dalla NASA, sulla base della superficie presunta di resistenza all'atmosfera del satellite e dei dati sull'attività solare che influiscono sulla densità della atmosfera negli alti strati. Della nostra attività di propagazione delle orbite e della conseguente determinazione dei passaggi dello Skylab sopra il territorio italiano informavamo regolarmente il Piano Spaziale Nazionale; in questo frangente avemmo l'opportunità di stabilire una cooperazione con il prof. Luigi Broglio, in contatto con la NASA sin dagli anni '50.

È opportuno ricordare che, quando rientrano degli oggetti orbitanti, la previsione più aleatoria è quella del punto e del tempo di caduta, che interessano l'opinione pubblica; quello che si può determinare con ragionevole precisione sono le tracce di passaggio del satellite nei giorni immediatamente successivi ad una rilevazione orbitale; la finestra di caduta, ovvero lo spazio di tempo nel quale si stima che possa avvenire il rientro nell'atmosfera, si va precisando sempre più man mano che il satellite si avvicina al rientro; pertanto, nei giorni che precedono di poco il rientro, fa notizia sapere se il satellite sorvola il territorio italiano e se il rientro prevedibile potrà avvenire proprio durante l'orbita di sorvolo del territorio nazionale.

Le informazioni date dal CNUCE diventarono quelle ufficiali fornite, dal Piano Spaziale Nazionale prima e dall'ASI successivamente, all'unità di crisi appositamente costituita presso il Ministero degli Interni. Di rientri di satelliti che hanno creato allarme ve ne sono stati altri in seguito: il Cosmos 1402 nell'82-'83, il Cosmos 1900 nell'88 e la Salyut 7 nel '91, per citare quelli che hanno creato maggiore allarme.

Il problema dei "rifiuti spaziali" si è acuito con il tempo a causa della crescente quantità di detriti provocati per lo più da collisioni che moltiplicano il numero di oggetti, anche piccolissimi, orbitanti nello spazio. Alcuni shuttle hanno avuto impatti con detriti che hanno determinato danni.

L'ESA ha posto da tempo l'attenzione sul problema dei detriti spaziali ed ha incaricato il Gruppo di Dinamica Spaziale del CNUCE di sviluppare modelli di calcolo capaci di prevedere l'evoluzione della nube di detriti esistenti e, quindi, di valutare l'evoluzione del rischio per future missioni spaziali; questo lavoro va avanti da alcuni anni ed ha consolidato ulteriormente la reputazione del gruppo a livello internazionale.