La definisce “un miracolo”, e non perché abbia qualcosa di fortunoso, piuttosto di inaspettato, l’impresa del satellite Aeolus. Inaspettato perché ha fatto qualcosa che non era mai stata fatta prima, e non una volta soltanto. Durante la vita operativa ha misurato i venti dallo spazio, quelli al suolo fino alla stratosfera, “migliorando in poco tempo le previsioni meteo tanto quanto un avanzamento di 15-20 anni” racconta Tommaso Parrinello, 56 anni, fisico dell’Esa all’Esrin di Frascati e mission manager di Aeolus. La seconda impresa, quando è stato fatto precipitare, minimizzando il rischio di cadere su una zona abitata, anche se non era progettato per farlo. Un capolavoro nella gestione del relitto spaziale, che inorgoglisce lui e il suo team.

Cominciamo dalla “prima volta”. Aeolus aveva uno strumento mai portato nello spazio, italiano.
“Un wind-lidar, un laser. Si tratta di misurare il vento direttamente, prima veniva misurato osservando il movimento delle nuvole. Invia un treno di fotoni nell’ultravioletto che collidono con le molecole dell’atmosfera. Quando tornano indietro col fenomeno del ‘backscattering’ portano il messaggio della velocità. Di miliardi di questi fotoni al secondo ne tornano circa 250, che hanno cambiato di frequenza e confrontando la frequenza di partenza e quella di arrivo riusciamo a calcolare l’effetto doppler, la velocità. Aeolus aveva un telescopio per registrare questi fotoni, che al ritorno passavano dentro a un foro di 80 micron, lo spessore di un capello. Tutto questo mentre volava a 320 chilometri di altezza. Faceva qualcosa di molto difficile e complesso, pensiamo sia un miracolo che abbia funzionato così bene”.

Il raggio di partenza era invece frutto di una tecnologia italiana.
“Un laser ultravioletto, Aladin, costruito da Leonardo. La componente attiva dello strumento, quella più complicata, che crea i fotoni UV li collima e li fa uscire dal telescopio”.

Cosa vi ha stupito di più?
“Che nonostante i problemi, che sono tanti tanti, siamo sempre riusciti a trovare una soluzione. Siamo rimasti quattro anni e mezzo col team industriale perennemente a supporto. Normalmente si ha un problema ogni 12 mesi, noi dieci volte tanto. Perché è uno strumento totalmente nuovo mai operato prima”.

Qual era il suo compito?
“Aeolus ha misurato velocità e direzione dei venti in tutto il globo su un profilo verticale di 25-30 chilometri, il processamento a terra permetteva di ricostruire le mappe delle correnti. Come avere palloni stratosferici in ogni luogo che Aeolus sorvolava, quindi in tutto il Pianeta”.

Dove è stato particolarmente utile?
“Per esempio nei luoghi più remoti dove normalmente non ci sono strumenti di misura e non si lanciano i palloni. In mare, dove inviare palloni costa tantissimo, in aree come i tropici, sorgenti di tantissimi fenomeni meteo dove è complicato mandare le sonde. Nel Sahara o nel sud del mondo le previsioni meteo sono migliorate di più perché lì ci sono meno strumenti di misurazione. Noi lo facciamo dall’alto, in modo sistematico, dal Polo all’Equatore, in tutte le direzioni. E poi c’è stato il contributo durante la pandemia”.

Come?
“La sorgente di misurazione più importante per il meteo son gli aerei di linea. Misurano sul posto, mentre volano, venti umidità e temperature esterne alla cabina, dati che vengono incanalati nei centri meteo. Durante la pandemia da Covid, con il 90 per cento degli aerei a terra, non avevamo informazioni. Se non ci fosse stato Aeolus non avremmo avuto previsioni della stessa qualità. Anche con le attività al minimo, infatti, gli uragani c’erano lo stesso”.

Quali venti ha ‘fiutato’?
“Il tracciamento degli uragani in Nord America, per esempio. Gli scienziati del Noaa ci hanno lavorato parecchio. Abbiamo caratterizzato meglio l’impatto sul meteo dei vortici polari, ben conosciuti ma poco misurati, le Qbo (Quasi biennial oscillation) strutture meteo in stratosfera che hanno una rilevanza per il clima, anche su El Niño. Gli aerosol, come viene trasportato il particolato atmosferico dai venti, le sabbie del Sahara e le ceneri dei vulcani, anche se Aeolus non era progettato per questo”.

Quanto ha migliorato le previsioni meteo?
“I fisici inseriscono i dati di Aeolus nei modelli, questo ha migliorato di circa 3-5% le previsioni meteo, il che corrisponde a un salto di quasi due decenni nell’affinare le previsioni. Il suo impatto giornaliero è stato pari a quello fornito dal network planetario dei palloni sonda che vengono lanciati ogni sei ore. Pensa al costo mondiale. Il valore economico stimato del suo contributo è di 3,5 miliardi di euro. Con quattro satelliti potremmo fare tutto dallo spazio, una visione globale continua e giornaliera”.

Sono allo sviluppo due nuovi satelliti Aeolus 2. Tutti i grattacapi che vi ha dato la prima missione sono stati risolti?
“Sì, perché non possiamo fare costantemente babysitting. Forse il più grande successo di Aeolus è quello di aver dimostrato che la tecnologia è pronta per essere ripetuta in futuro e aver convinto due agenzie spaziali importanti come Esa e Eumetsat a investire in due nuove missioni che voleranno a partire del 2030”.

Veniamo all’epilogo. Aeolus è precipitato il 28 luglio sull’Antartide, invece di un luogo a caso della Terra. Perché è un’impresa?
“Aeolus è stato progettato quando ancora non era obbligatorio dotare i satelliti di un meccanismo per farli rientrare in maniera controllata, per esempio sull’oceano. Ma avevamo l’obbligo morale di ridurre il rischio di fare danni. Rischio che era attorno a 1 su 6000 che facesse danni, di qualunque tipo. La soglia della normativa attuale è 1 su 10.000. Così lo abbiamo aiutato a cadere lungo un corridoio, dal Pacifico all’Atlantico”.

Quali danni?
“A strutture, persone, qualunque cosa per cui verrebbe un assicuratore a chiedere soldi”.

Non sarebbe bruciato in atmosfera?
“Non tutto. Circa il 20% dei satelliti arriva al suolo. Per Aeolus sono più di 200 chili, alcuni pezzi grossi in grafite e carbonio”.

Com’è andata?
“Volando praticamente a vista. Facevamo ruotare il satellite sottosopra per attivare i motori e abbassare l’orbita. Poi lo riportavamo dritto per ricevere i dati dall’antenna che, quando era ribaltato, non puntava verso la Terra. Funzionava, solo che Aeolus non voleva morire”.

Si è ribellato?
"Non lo voleva fare. Il computer capiva che c’era qualcosa che non andava nell’assetto e ha spento il sistema di propulsione. Le conclusioni logiche del computer non sono tutte facilmente prevedibili. Poi abbiamo risolto il problema ed è andato tutto bene fino al rientro, che è avvenuto sull’Antartide”.

Sensazioni dopo la fine di tutto?
“Abbiamo pianto, ci siamo abbracciati. Aeolus, con tutti i suoi problemi, è stato un amico per cinque anni, ma per tanti di noi molti di più. Il team in sala era composto da giovani di nemmeno 40 anni, mentre qualcuno del team scientifico che ci aveva fatto il dottorato, ora è quasi nonno. È stata una festa in famiglia, alla fine, ma la tensione è stata tanta. Perché abbiamo toccato il sistema. Se qualcosa fosse andato storto e fosse caduto, che so, su Parigi, avremmo avuto questa responsabilità”.

Orgogliosi?
“Aeolus sarebbe rientrato in atmosfera a ottobre. E avrebbe potuto fare danni. La missione era stata un successo e potevamo terminare lì il nostro lavoro. Ma si è trattato di decidere: vogliamo correre il rischio che passi alla storia come il satellite che ha causato dei danni? O quello che i bravi ragazzi dell’Esa hanno fatto sì che per la prima volta facesse un rientro assistito mondiale, come nessuno mai ha fatto? Abbiamo finito alla grande”.