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L'Avventura Spaziale di Torino

altÈ legittimo pensare che l’evoluzione dell’industria aeronautica abbia portato alla nascita del comparto aerospaziale al quale è legata da una stretta parentela.
Così come nel resto del mondo industrializzato, anche in Italia l’industria spaziale si è formata sfruttando uno zoccolo duro di imprese aeronautiche che disponevano del know-how indispensabile per procedere con successo al suo sviluppo.
La storia ci dice che la vocazione aeronautica del territorio torinese ha consentito di mantenere e sviluppare le capacità imprenditoriali negli stessi luoghi, a cavallo tra i comuni di Torino e di Collegno, ove nel 1916 l’ingegner Pomilio fondò l’industria che portava il suo nome e costruì il contiguo aeroporto (oggi conosciuto come Torino-Aeritalia) consentendo il formarsi di uno dei principali siti aerospaziali europei dove oggi operano, in collaborazione tra di loro, Thales Alenia Space, Altec, asi, Leonardo-Finmeccanica e altre eccellenze come Microtecnica, Avio Aero, ecc., oltre al Politecnico di Torino.
Stante la complessità del settore, che localmente annovera tra i suoi prodotti sistemi abitati come la Stazione Spaziale Internazionale, satelliti, sonde interplanetarie, esperimenti scientifici, sistemi di rientro, nonché attrezzature e centri di supporto a terra, lo sviluppo ha coinvolto varie competenze, anche aggiuntive rispetto al mondo aeronautico, e ha portato alla formazione di un polo di eccellenza italiana nelle alte tecnologie e nell’innovazione.

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Buona parte della componente industriale spaziale trae origine da una costola di fiat Aviazione, poi Aeritalia, azienda aeronautica del gruppo iri-Finmeccanica, poi Alenia, attraverso la fusione con Selenia e la costituzione di Alenia Spazio, ed è cresciuta fino a diventare una componente fondamentale dell’industria spaziale europea e a formare nel 2007 la joint-venture italo-francese Thales Alenia Space, leader in Europa nei sistemi spaziali e tra le prime imprese aerospaziali nel mondo.
Ciò è potuto avvenire anche grazie alle strutture europee e nazionali per indirizzare e sostenere le attività spaziali, cresciute a loro volta in parallelo.
Infatti nel 1962 vennero costituite le due organizzazioni spaziali europee eldo (European Launcher Development Organization), avente come obiettivo la realizzazione di un razzo lanciatore pluristadio, e esro (European Space Research Organization), con il compito di realizzare i primi satelliti artificiali europei. Successivamente (1973) le due organizzazioni vennero fuse nell’Agenzia Spaziale Europea (esa).
In Italia nel 1979 venne varato il Piano Spaziale Nazionale (psn) sotto la direzione del cnr del professor Luciano Guerriero. Il piano entrò in vigore nel 1980 ed ebbe disponibilità che ammontavano a 200 miliardi di lire nel periodo 1979-1983, e 352 miliardi per il periodo dal 1982 al 1986. Dal psn nacque poi nel 1988 l’Agenzia Spaziale Italiana (asi) gestita dal murst (Ministero Università Ricerca Scientifica e Tecnologica), che da allora indirizza i programmi spaziali italiani in collaborazione con le Agenzie europea (esa) e internazionali (nasa, Roscosmos, jaxa ecc.), e mantiene l’Italia in posizione di rilievo nel network internazionale della leadership spaziale.

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Se vogliamo dare a Cesare quel che gli spetta occorre però ricostruire la storia delle eccellenze torinesi che spiega, tra l’altro, il perché della loro permanenza sul territorio.
Bisogna quindi riandare con la memoria agli anni ’20 del secolo scorso quando, presso il Politecnico di Torino, ebbero particolare rilievo le ricerche del professor Filippo Burzio, che nel 1915 divenne assistente alla cattedra del professor Modesto Panetti, fondatore nel 1912 del “Laboratorio di Aeronautica” del Politecnico di Torino, allora situato al Castello del Valentino.

Filippo BurzioFILIPPO BURZIO (che tra l’altro fu direttore de “La Stampa” dal 1945 al 1948, anno della sua morte) si distinse come scienziato nel campo della balistica e dell’aerodinamica.
Egli effettuò, nei primi anni ’20, prove sperimentali per la determinazione della stabilità longitudinale dei velivoli nella galleria del vento del Politecnico, per mezzo di uno strumento detto “pendolo di torsione aerodinamica”, ideato e progettato dal professor Panetti.Egli poi, in uno studio pubblicato nel 1920 dal titolo “Ricerche sperimentali sul regime aerodinamico dei proietti”, dimostrò per la prima volta la relazione tra Balistica e Aerodinamica.
Questo lavoro avrà applicazioni nello studio della stabilità di un missile lungo la sua traiettoria.

Fra settembre e ottobre 1935, presso la Reale Accademia d’Italia a Roma, si svolse un convegno dedicato alle “Alte Velocità in Aeronautica”.
Theodore Von KàrmànIl convegno ebbe risonanza internazionale, in quanto vi parteciparono i maggiori studiosi di scienze aeronautiche fra cui THEODORE VON KARMAN (direttore del Guggenheim Aeronautical Laboratory al California Institute of Technology - galcit) che era considerato l’eccellenza mondiale del settore, Gaetano Crocco, Tullio Levi-Civita e, da Torino, Modesto Panetti e Carlo Ferrari. Nella sezione del convegno dedicata alla termodinamica della propulsione ad alta quota, si esamina la problematica della propulsione a razzo, concernente i voli ad altissima quota e grande velocità.
È sotto la direzione di von Kármán che, nel febbraio del 1936, iniziò presso il galcit il progetto di “Ricerca sui Razzi” che saranno per la prima volta usati nel 1940 sui razzi jato (Jet - Assisted Take - Off), applicati agli aeroplani per accelerarne il decollo.

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Gli anni ’40 videro, dunque, progredire nel mondo gli studi per la costruzione di velivoli capaci di superare la barriera del suono e, a questo proposito, occorre evidenziare il contributo di un illustre matematico dell’ateneo torinese: Francesco TRICOMI.
Francesco TricomiTricomi (che fu poi anche presidente dell’Accademia delle Scienze di Torino) nel 1925 fu chiamato a insegnare all’Università di Torino, dove portò avanti le sue ricerche.
Il riconoscimento dell’importanza degli studi di Tricomi avvenne solo una ventina di anni dopo, quando il professore Von Kàrmàn nella pubblicazione Sui fondamenti dell’aerodinamica dell’alta velocità scrive che “… la formulazione matematica del problema del flusso transonico, conduce a un tipo di equazione differenziale non lineare, conosciuta come ’Equazione di Tricomi’”.

Aereo Sperimentale Bell x-1Aereo madre Boeing EB-50A calato con dei martinetti idraulici sul Bell x-1 n. 3Il 1947 fu un anno importante per l’aviazione in quanto il 14 ottobre, il capitano Chuck Yeager dell’usaf compì il primo volo supersonico ai comandi dell’aereo sperimentale Bell x-1. Il successo dei primi voli supersonici renderà sempre più di fondamentale importanza l’Equazione di Tricomi.
Degna di menzione, inoltre, è la creazione, negli anni ’50, del Centro Studi per la dinamica dei fluidi, creato dal Consiglio Nazionale delle Ricerche (cnr), presso il Politecnico di Torino che, sotto la direzione del professor Panetti, effettuò importanti ricerche nel campo dell’aerodinamica e della gasdinamica.
Per migliorare la possibilità di studio dei fenomeni connessi vennero progettate e costruite nuove gallerie del vento, che entreranno in funzione nel rinnovato Politecnico di Torino all’inizio degli anni ’60.

Il primo aviogetto italiano

Il primo aviogetto italiano fu il fiat g.80, addestratore biposto progettato dal professor Gabrielli, con turboreattore De Havilland “Goblin”, e venne costruito a Torino (Aeritalia) e assemblato alla base militare di Amendola (Foggia), dove effettuò il primo volo il 9 dicembre 1951, pilotato dal comandante ingegner Vittore Catella (vedi p. 160).
Negli anni ’50 il professor Gabrielli, nella sua veste di direttore della fiat Aviazione, sviluppò alcuni importanti impianti nell’area torinese quali il centro per le turbine a gas presso il Sangone, il centro per l’avionica a Caselle e una galleria del vento all’Aeronautica d’Italia (Aeritalia).
FIAT G.80Dal 1952 al 1954, Gabrielli organizzò dei corsi sulle turbine a gas applicate alla propulsione aerea.
I corsi erano svolti da alcuni docenti del Politecnico e tecnici della fiat, tra cui l’ingegner Ugo Sacerdote, pioniere dell’industria spaziale torinese.
Nel 1952 venne creato un gruppo di ricerca aerospaziale della nato denominato agard (Advisory Group for Aerospace Research and Development) nel quale il professor Gabrielli, grazie ai suoi contatti con von Kármán (capo dell’agard), riuscì a inserire l’Italia nella ricerca aerospaziale internazionale.
Fiat G.91Fra gli anni ’50 e ’60 Gabrielli studiò possibili modifiche al fiat g.91, per aumentarne l’accelerazione al decollo, con l’applicazione di razzi jato prodotti su licenza americana nello stabilimento bpd-fiat Avio di Colleferro.
Il test di collaudo si svolse con successo sull’aeroporto di Torino Caselle (comandante Simeone Marsan) mentre il 27 luglio del 1961 sul campo di Fort Rucker (Alabama) fu effettuata una dimostrazione di decollo con quattro razzi jato sganciabili.
Purtroppo, durante la prova, si verificò un disastroso incidente che provocò la morte del pilota comandante Bignamini, alla cui memoria fu conferita la medaglia d’oro al Valore Aeronautico.
Gabrielli tuttavia portò avanti, in collaborazione con l’ingegner Sacerdote e il generale Licio Giorgieri, diversi altri progetti concernenti applicazioni di razzi al g.91, tra cui un progetto (rimasto però tale) riguardante una versione del g.91 con booster per lancio da rampa.

Aurelio RobottiNel settembre 1956, al vii Congresso Internazionale Astronautico tenutosi a Roma, fece scalpore la relazione del professore AURELIO ROBOTTI, docente al Politecnico di Torino e pioniere degli studi spaziali dal titolo: “Un modo di lanciare i satelliti artificiali” nella quale teorizzò, tra l’altro, il raggiungimento di grandi altezze per inserire satelliti in orbite circumterrestri mediante l’impiego di razzi pluristadi e propose un missile tutt’ala a delta, da lanciare da un aereo-madre.
Nel 1952 Robotti, dal Pian della Mussa in val di Lanzo, fece volare il primo razzo italiano a propellenti liquidi.

In ambito ELDO nel 1963, l’ingegner Ugo Sacerdote, capo dell’Ufficio Tecnico Studi Speciali della fiat Aviazione, iniziò con il suo gruppo di ricerca di Torino gli studi per la realizzazione di scudi termici che costituiranno le prue dei razzi vettori Europa1 ed Europa2, a protezione del carico pagante dalla pressione aerodinamica e dal flusso termico prodotto nell’attraversamento dell’atmosfera.
Il gruppo diretto dall’ingegner Sacerdote iniziò anche gli studi per la realizzazione di satelliti sperimentali in due versioni (200 e 600 chilogrammi: esro e cos b).
Nel 1970 al x Convegno Internazionale sullo Spazio tenutosi a Roma il professor Robotti presentò una relazione dal titolo “Evoluzione della propulsione spaziale negli anni ’70” in cui erano esposti vari tipi di razzi mentre l’ingegner Ugo Sacerdote presentò una relazione dal titolo “Lanciatori spaziali europei per gli anni ’70” in cui evidenziava come gli studi del 1° stadio del vettore Europa iii c, effettuati da fiat Aviazione, avessero permesso di individuare una soluzione di elevata affidabilità, qualificando l’industria aerospaziale italiana come candidata a realizzare autonomamente uno stadio propulsivo completo.

1973 – Nasce l’Aeritalia

A fine anni ’60 il cipe propose l’integrazione del maggiore polo privato del settore (fiat Aviazione) con l’industria pubblica. L’integrazione era mirata a localizzare nel Mezzogiorno i nuovi insediamenti di ricerca e produzione.
Il progetto trovò attuazione il 1° gennaio 1973 con la formazione di Aeritalia, società in joint-venture paritetica tra la fiat e due società del gruppo iri controllate da Finmeccanica: Aerfer e Salmoiraghi. ­La proprietà dell’azienda rimase equamente divisa tra componente pubblica e privata fino al 1975, quando la quota posseduta da fiat fu interamente acquisita dall’iri tramite Finmeccanica.
Nell’autunno del 1971 una delegazione americana della nasa, capeggiata dal dottor Charles W. Matthews (Responsabile del Manned Space Flight), aveva effettuato una serie di visite alle aziende europee collaboratrici dei progetti eldo, tra le quali fiat Aviazione.
Gli incontri vertevano sul programma Space Shuttle, che la nasa varò dopo le spettacolari imprese lunari delle missioni Apollo.
A Torino la delegazione americana era stata ricevuta dagli alti dirigenti, tra cui il professor Gabrielli, direttore di fiat Aviazione e l’ingegner Ugo Sacerdote, capo dell’Ufficio Tecnico Studi Speciali, di cui faceva parte l’ingegner Ernesto Vallerani, che diverrà un esponente di primo piano nei futuri programmi spaziali italiani e a cui andrà il merito dello sviluppo esponenziale del sito torinese.
La nasa, a seguito dei sopralluoghi effettuati e avendoli giudicati assai soddisfacenti, decise di commissionare in Europa la costruzione di un laboratorio pressurizzato, denominato “Spacelab” da utilizzare come carico pagante dello Space Shuttle.
Contestualmente all’avvio del programma Spacelab l’organizzazione esro venne trasformata in esa (European Space Agency) e all’incirca nello stesso periodo (gennaio 1973) si pervenne alla costituzione di Aeritalia.
L'equipaggio all'interno dello Spacelab-3 in missione a bordo dello Space Shuttle ChallengerMa il sito indicato dal governo per la quota italiana delle attività Spacelab era Napoli e non Torino, nonostante che, come già detto, la componente fiat di Aeritalia vantasse esperienza di attività nel settore spaziale sin dagli anni ’60 grazie al coinvolgimento in eldo ed esro. L’esecutivo evidentemente sottovalutava il livello di professionalità ingegneristica e manifatturiera necessario per operare prontamente in un ambito che avrebbe rappresentato una grande sfida anche per un’impresa con le competenze d’avanguardia come la ex fiat Aviazione di Torino.
A risolvere l’equivoco pensarono gli esperti esa i quali, dopo aver condotto le programmate ispezioni presso le strutture aerospaziali partenopee, conclusero che trasferire al sud lo sviluppo dello Spacelab sarebbe stata una decisione inaccettabile (aprile 1974).
Fu dunque il team di Torino, guidato dal professor Vallerani, a intraprendere con successo per l’Italia l’avventura del volo spaziale umano, che rappresentò un punto di svolta delle attività industriali.
Aeritalia partecipò al bando di gara all’interno del consorzio mesh, guidato dalla tedesca erno, e le fu assegnata la progettazione della struttura e del sistema di controllo termico del modulo pressurizzato, su cui lavorò dall’avvio del progetto nel 1974 fino al lancio, avvenuto il 28 novembre 1983.
Trasferimento del modulo MPLM Leonardo dall'aeroporto di Torino Caselle, con un aeroporto Beluga, che lo porterà al Kennedy Space Center della NASAErnesto ValleraniL’ingegner ERNESTO VALLERANI conseguì la laurea in Ingegneria aeronautica al Politecnico di Milano e il diploma di Ingegneria aeronautica presso il California Institute of Technology di Pasadena, con specializzazione in Aerodinamica Supersonica.
Approdando a Torino all’“Ufficio Tecnico Studi Speciali” di fiat Aviazione, l’ingegner Vallerani compì ricerche sui flussi di calore che investono le superfici di un corpo a velocità supersoniche e ricoprì la cattedra di Aerotermodinamica presso il locale Politecnico.
Nel 1973 l’ingegnere, ora professor Vallerani, quando l’Ufficio Tecnico Studi Speciali assunse la denominazione di Aeritalia Settore Spazio, divenne responsabile del gruppo di ricerca del progetto Spacelab, laboratorio spaziale abitato europeo che volerà per la prima volta sullo Space Shuttle americano il 28 novembre 1983.
Fu l’inizio di un’impresa che vedrà lo stabilimento torinese di Aeritalia (oggi Thales Alenia Space) acquisire, grazie ai suoi tecnici e scienziati, rinomanza internazionale nella costruzione dei moduli spaziali abitati.
Il professor Vallerani divenne poi presidente di Alenia Spazio, fu insignito della prestigiosa “Wernher von Braun Ehrung” dal dglr tedesco, e gettò le basi per il riconoscimento definitivo del ruolo di Torino nel volo spaziale abitato con il programma mplm (modulo logistico per la Stazione Spaziale), precursore di tutte le realizzazioni successive.
Recentemente (2005) il professor Vallerani ha lanciato e tuttora dirige il Master internazionale seeds (Space Exploration and Development Systems) del Politecnico di Torino.
A metà degli anni ’70 erano anche proseguite le ricerche per la realizzazione del satellite italiano per telecomunicazioni sirio (Satellite Italiano per la Ricerca Industriale Operativa) che fu lanciato con successo dal poligono americano di Cape Canaveral il 25 agosto 1977 e immesso in orbita geostazionaria. Aeritalia ne realizzò il controllo termico sotto la responsabilità dell’ingegner Sacerdote.
Lo studio dei sistemi spaziali presso l’allora Aeritalia Settore Spazio si estese poi: agli elementi strutturali del lanciatore Ariane; alla struttura e controllo termico dei satelliti per telecomunicazioni (quali Olympus e una filiera di altri satelliti nazionali); alle discipline per il controllo di assetto e studio di missione, che furono il seme di successivi importanti sviluppi ed evidenziarono il ruolo sistemico di Alenia Spazio e Thales Alenia Space nella definizione e nello sviluppo di missioni scientifiche estremamente complesse.
L’avvio operativo dell’Agenzia Spaziale Italiana nel 1989 influì poi positivamente sulle prospettive di mercato dell’industria spaziale piemontese.
Tethered SatelliteFra gli anni ’70 e ’80 iniziò la collaborazione del Settore Spazio di Aeritalia con il professor Giuseppe Colombo, per la realizzazione del “Satellite al Guinzaglio” (Tethered Satellite), da lui ideato. Il progetto nato dalla collaborazione di Colombo col professore Mario Grossi del mit, fu denominato “al guinzaglio” (Tethered) perché il satellite, unito con un cavo allo Space Shuttle, doveva venire allontanato dallo stesso fino a 20 chilometri e produrre elettricità tagliando col cavo le linee del campo magnetico terrestre.
Il professor Colombo, scomparso nel 1984, non riuscì a vedere i due voli effettuati dalla sua creatura nel 1992, con il primo astronauta italiano, l’ingegnere Franco Malerba, e nel 1996 con a bordo gli astronauti italiani Umberto Guidoni, responsabile dell’esperimento con il satellite, e MAURIZIO CHELI, torinese di adozione, ufficiale pilota dell’Aeronautica Militare, con il ruolo di Specialista di Missione e Flight Engeneer.
Maurizio CheliNel secondo volo l’esperimento di produzione di elettricità nello spazio riuscì a tal punto che il cavo venne fuso localmente a causa dell’intensità di corrente prodottasi (circa 0,5 ampere a 3.500 volt) per un’imperfezione dell’isolamento.
Questo esperimento fu un vero successo in quanto ne dimostrò la riuscita con un satellite di concezione italiana costruito a Torino, in collaborazione con la nasa.

1990 – Nasce Alenia Spazio

Finmeccanica, in quanto proprietaria di Aeritalia dopo averne acquisito la quota fiat, e già proprietaria di Selenia, disponeva del controllo delle due maggiori imprese italiane del settore spazio. Fu pertanto avviato il processo di concentrazione del settore con la fusione delle due aziende in Alenia Spazio, ufficialmente avviata il 1° gennaio 1990. Missioni del sito torinese divennero le infrastrutture orbitanti, i satelliti scientifici e i veicoli di rientro (capsule e moduli) derivati dalle attività di Aeritalia, mentre continuò a fornire sottosistemi termo-meccanici alle realizzazioni satellitari del sito romano ex-Selenia.
Con l’intento di dare maggiori dimensioni all’azienda e consentirle di tenere il passo dei maggiori competitori internazionali, Finmeccanica perseguì una strategia di alleanze culminata nel 2005 con la formazione di due diverse joint-venture con il partner Alcatel.
Alenia Space confluì quindi in Alcatel dando vita ad Alcatel Alenia Space, impresa a vocazione manifatturiera, di cui Alcatel deteneva il 67% e Finmeccania il 33%.
L’alleanza con Alcatel ha conosciuto un ulteriore sviluppo nel 2007, quando il ramo spaziale dell’impresa francese è stato ceduto a Thales, erede diretta di Thompson-csf, da cui il nome societario attuale Thales Alenia Space.
La nuova Thales Alenia Space è la maggiore impresa dello spazio in Italia e occupa una posizione di prim’ordine anche nel mercato internazionale.

Riassumendo, i programmi di alto profilo sistemistico nel curriculum del sito torinese di Alenia Spazio / Alcatel Alenia / Thales Alenia Space sono assai numerosi.
Il fiore all’occhiello è costituito dalla tecnologia pressurizzata per l’esplorazione umana dello spazio con i programmi Columbus e mplm (Multi Purpose Logistic Module) e consiste nei moduli pressurizzati della Stazione Spaziale Internazionale (iss), una delle intraprese più grandiose della storia e frutto della collaborazione tra esa, nasa e Agenzie russa, canadese e giapponese.
COLUMBUS e NODO 2, moduli pressurizzati della Stazione Spaziale Internazionale (ISS)COLUMBUS e MPLM
sono stati i precursori di numerosi altri elementi pressurizzati poi forniti a iss da Thales Alenia Space Torino, tra cui: nodo 2 e nodo 3 (complessi punti di snodo del traffico di materiali ed equipaggio della stazione), la cupola, da cui gli astronauti possono osservare lo spazio, il pmm (Permanent Multi Purpose) modulo pressurizzato del sistema europeo atv (Automatic Transfer Vehicle) di rifornimento a iss e il modulo Cygnus del sistema di rifornimento americano Orbital Sciences.
CupolaGOCE, satellite in orbita bassissima, dinamicamente stabilizzato per la mappatura del campo gravitazionaleComplessivamente la metà circa dei moduli abitativi della Stazione Spaziale è quindi stata prodotta sul sito torinese.
Ma nel contempo l’azienda torinese non ha smesso di essere impegnata in ruoli di alto profilo di sistema nella realizzazione di:

• sofisticatissimi satelliti scientifici e sonde automatiche europee per l’esplorazione planetaria e l’astronomia: Hipparcos, Sax, Integral, Herschel-Planck, Goce (Gravity Ocean Circulation Explorer), Rosetta, Venus Express, Mars Express, fino ai recentissimi Exomars ed Euclid.

• Il dimostratore di rientro ixv, primo programma europeo di sviluppo delle tecnologie del rientro atmosferico di sistemi spaziali pervenuto al volo.

Oggi sullo storico sito tra corso Francia e corso Marche tra Torino e Collegno, oltre a Thales Alenia Space opera anche altec (Aerospace Logistics Technology Engineering Company) fortemente voluta dal professor Vallerani per accompagnare la fase operativa della Stazione Spaziale Internazionale e nata nel 2001, per iniziativa di Alenia Spazio, asi e istituzioni locali, ora controllata da Thales Alenia Space e asi.
Essa costituisce il centro di eccellenza italiano pe la fornitura di servizi ingegneristici e logistici a supporto delle operazioni della Stazione Spaziale Internazionale, dello sviluppo e supporto delle missioni automatiche di esplorazione spaziale quali GAIA, ESA Solar Orbiter, EXOMARS, ed è stato Centro di Controllo della Missione ESA IXV (prima missione europea suborbitrale di un veicolo con capacità di rientro non distruttivo).IXVMarte