Perrine Huber di swissnex a San Francisco spiega come una collaborazione tra la NASA in California e l'Università di Zurigo aiuterà gli scienziati a capire meglio come stanno cambiando la Terra e il suo clima.

Mentre i progressi tecnologici e scientifici ci portano sempre più lontano nell'universo, ricercatori dell'Università di ZurigoLink esterno e del Jet Propulsion Laboratory della NASALink esterno [che lavora su sonde spaziali senza equipaggio, ndr] stanno usando le ultime innovazioni per volgere lo sguardo all'indietro verso la Terra e trovare risposte alle più grandi sfide che dobbiamo affrontare oggi.

Persone come Michael SchaepmanLink esterno dedicano la vita a comprendere meglio il nostro pianeta in mutazione nell'epoca di una crisi climatica globale, con siccità estreme, innalzamento del livello dei mari e distruzione della barriera corallina, ciò che minaccia il nostro futuro sulla Terra. È professore di telerilevamento all'Istituto di geografia dell'Università di Zurigo e responsabile della ricerca sul cambiamento climatico e la biodiversità.

Scienza svizzera al Jet Propulsion Laboratory in California

Per due giorni, ho accompagnato Schaepman e un gruppo di visitatori dalla Svizzera al Jet Propulsion Laboratory (JPL) della NASA a Pasadena, in California. La visita aveva lo scopo di avviare una nuova collaborazione per sviluppare ulteriormente e mappare la biodiversità della Terra dall'alto, costruendo un nuovo sensore di spettrometria ad immagine. Ciò fa parte del progetto ARES (Airborne Research Facility for the Earth SystemLink esterno), un'infrastruttura di ricerca integrata per misurare su scala regionale i processi terrestri sul pianeta.

Il progetto rappresenta un passo verso "nuove frontiere scientifiche nella mappatura e nella spiegazione dei processi chiave" che avvengono sulla Terra, afferma Michael Schaepman. Nell'ultimo decennio ha collaborato con il JPL della NASA ed è il ricercatore principale di ARES e il ricercatore scientifico principale dello spettrometro ad immagine aerea APEX.

Questa collaborazione permetterà agli scienziati di utilizzare la strumentazione aerea per mappare tre componenti del sistema terrestre:

● La biosfera - il sistema ecologico globale che integra tutti gli esseri viventi e le loro interconnessioni.

● La litosfera - lo strato esterno della Terra, che comprende la crosta e il mantello superiore.

● La criosfera - le parti ghiacciate della superficie terrestre quali la banchisa, il manto nevoso, i ghiacciai, le calotte glaciali ecc.

La domanda principale a cui gli scienziati stanno cercando di rispondere è come l'inquinamento, lo sfruttamento delle risorse, il cambiamento climatico e altri fenomeni globali influenzano il sistema terrestre, per meglio predire e fare previsioni su come e perché il nostro mondo sta cambiando.

L'Università di Zurigo è particolarmente interessata a valutare i meccanismi di retroazione della biodiversità e dei cambiamenti climatici. Del gruppo fanno parte anche altri ricercatori svizzeri dei Politecnici federali di Zurigo e Losanna, degli Istituti federali per la ricerca sulle acque (Eawag) e sui materiali (Empa), delle Università di Losanna e Friburgo e della Fondazione ICES. Essi utilizzeranno le informazioni per trovare risposte alle domande fondamentali nella loro ricerca. L'infrastruttura è comunque accessibile a tutti gli scienziati interessati a livello nazionale e internazionale.

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Creare nuove immagini della Terra

Secondo Michael Schaepman, nel mondo ci sono solo poche industrie in grado di costruire spettrometri ad immagine. Per l'Università di Zurigo e il JPL della NASA si tratta quindi di un'opportunità unica per unire le forze e realizzare strumenti altamente affidabili per creare nuove immagini della Terra.

La costruzione dello strumento, che è già iniziata, richiederà circa due anni.

"Il JPL della NASA costruirà la testina ottica che include il rilevatore, un meccanismo di raffreddamento per il rilevatore, tutte le ottiche, l'elettronica di lettura dei dati e un involucro costruito attorno a tutti questi elementi", spiega Schaepman. L'Università di Zurigo costruirà poi tutte le parti elettroniche (sensori di navigazione, di posizione e di assetto, pianificazione e controllo del volo, archiviazione, alimentazione elettrica, computer principale per gestire tutte le parti elettroniche…) e si occuperà dell'integrazione di ulteriori strumenti (quali una telecamera ad alta risoluzione, un laser scanner aereo…), aggiunge il professore. L'università porta avanti la tradizione della Svizzera, un Paese che Schaepman definisce "una nazione della ricerca spaziale".

"Sin dagli albori, la Svizzera ha contribuito con tecnologie chiave, analisi e risultati a tutti gli aspetti della ricerca spaziale... i quali comprendono l'osservazione della Terra, i voli spaziali con equipaggio, i propulsori, la scienza spaziale eccetera", afferma.

In definitiva, attraverso questa collaborazione, Michael Schaepman spera di ottenere "una svolta nella misurazione della biodiversità globale", per capire come stanno cambiando le cose e perché.

Trascendere le discipline, le istituzioni e i confini

Michael Schapeman sottolinea l'importanza di questo tipo di collaborazione che trascende i confini e le istituzioni di ricerca. "Prevedere i cambiamenti ambientali richiede un approccio olistico al sistema Terra", spiega. "Un'implementazione riuscita di un tale approccio richiede l'unione di esperti di alto livello in un team che è disposto ad avere una visione d'insieme, e non solo limitata alle singole parti".

In occasione di un evento organizzato di recente da swissnex a San FranciscoLink esterno (la rete svizzera globale per l'educazione, la ricerca e l'innovazione) per celebrare il 50° anniversario dello sbarco sulla Luna e per discutere del futuro dell'esplorazione e della ricerca spaziale, il dottor Eugene Tu, direttore dell'Ames Research Center della NASA, ha illustrato l'importanza di tali collaborazioni internazionali.

"A causa degli obiettivi che abbiamo per l'esplorazione spaziale, tentare di mettere insieme il know-how, sia in termini finanziari e di risorse, che di capitale intellettuale, è qualcosa che va ben oltre le risorse di una singola nazione", ha detto. "Penso che le collaborazioni internazionali siano incredibilmente importanti per il modo in cui organizzeremo le future esplorazioni".