In un’epoca in cui i confini tra le discipline scientifiche si fanno sempre più labili e la necessità di un dialogo globale diventa urgente, due figure d’eccellenza legate a questo territorio offrono una prospettiva unica sul nostro Pianeta e sul futuro. Da un lato Francesca Altieri, ricercatrice dell’INAF e dello IAPS, impegnata nell’esplorazione del sistema solare e nello studio di Marte; dall’altro Valentina Altieri, responsabile di un impianto criogenico di GNL (gas naturale liquefatto), in prima linea nelle sfide della transizione energetica.
In un incontro che unisce la curiosità dei giovani e l’esperienza sul campo, le due scienziate si raccontano, offrendo una riflessione profonda su cosa significhi oggi fare ricerca, guardare alle stelle e, allo stesso tempo, custodire la Terra.
Parte Prima: Lo Sguardo su Marte e la Terra con Francesca Altieri
Cosa ci racconta Marte della Terra? Come ricercatrice dell’INAF e dello IAPS studi la composizione atmosferica e minerale di Marte attraverso diversi strumenti. In che modo l’analisi della luce e degli spettri infrarossi, di cui hai parlato anche durante il convegno, ci permette di ricostruire la storia geologica del pianeta e di confrontarla con quella della Terra?
Grazie per la domanda. Comincio proprio da quest’ultimo punto: qual è il tipo di informazione che ci danno i minerali e in che modo viene estratta? Utilizziamo degli strumenti chiamati spettrometri, che studiano la luce solare riflessa dai materiali. In base alle loro proprietà fisiche e chimiche, non tutte le lunghezze d’onda dello spettro solare vengono riflesse nella stessa percentuale. È come se ogni minerale avesse una propria “impronta digitale” spettrale. Identificandola, riusciamo a comprendere non solo la tipologia di materiale, ma anche i processi che ne hanno guidato la formazione e, di conseguenza, come si è evoluto il pianeta, nel caso specifico Marte.
I materiali delle rocce vulcaniche della crosta, durante l’evoluzione planetaria, subiscono modifiche se interagiscono con l’acqua o con l’atmosfera. Analizzando con precisione il materiale — ad esempio la presenza di argille — sappiamo che le rocce sono state ossidate e alterate dall’azione dell’acqua, e da questo riusciamo a ricostruirne la storia.
Riusciamo a fare questo su Marte perché è una metodologia che conosciamo bene sulla Terra. Tuttavia, poiché il nostro pianeta è soggetto alla tettonica a placche, i materiali della crosta originaria si sono profondamente trasformati. Studiando Marte possiamo accedere a fasi evolutive primordiali non più conservate nelle rocce terrestri, utili anche a comprendere le condizioni che hanno preceduto la formazione della vita.
Un altro tema centrale riguarda il mistero della vita su Marte. Marte è uno dei principali obiettivi della ricerca astrobiologica, soprattutto per la possibilità che in passato abbia ospitato forme di vita. Quali sono le scoperte più recenti e significative in questo ambito e cosa potrebbero insegnarci sulle origini della vita sul nostro pianeta?
Nell’ultimo periodo abbiamo ottenuto la certezza che in passato Marte sia stato abitabile: ha avuto condizioni climatiche ed ambientali che hanno permesso all’acqua di scorrere e rimanere stabile in superficie, un elemento fondamentale per la sopravvivenza. Inoltre, grazie alle analisi effettuate dai rover, abbiamo individuato gli elementi chimici essenziali allo sviluppo della vita: ossigeno, zolfo, fosforo e idrogeno.
La grande domanda ancora aperta è se questa combinazione di ingredienti abbia effettivamente portato alla nascita della vita. A questo quesito non abbiamo ancora una risposta. Tuttavia, poiché su Marte si conservano rocce molto più antiche di quelle presenti sulla Terra, il loro studio potrebbe rivelarci come la vita si sia originariamente formata sul nostro pianeta nelle sue fasi primordiali.
Ipotizzando in futuro di sviluppare insediamenti umani su Marte, l’uomo ne trarrebbe benefici dal punto di vista scientifico? Una presenza umana sul pianeta rosso potrebbe aiutarci a trovare risposte anche per ambiti di ricerca non strettamente legati all’ambiente?
È un argomento complesso e delicato. In passato si è parlato a lungo di terraformazione di Marte. Sono stati condotti esperimenti anche sulla Terra, creando ecosistemi chiusi sotto sfere di vetro senza scambi con l’esterno, per verificare se e come un gruppo di persone potesse sopravvivere con risorse limitate. Questi esperimenti sono tutti falliti.
Marte, ad oggi, non è abitabile per la specie umana: manca l’ossigeno in atmosfera e l’acqua presente è scarsa, concentrata prevalentemente ai poli sotto forma salata, il che rende l’estrazione e la potabilizzazione estremamente complesse e onerose. Rispetto a questi scenari, ritengo che sia infinitamente più saggio impiegare risorse, fondi ed energie per preservare il nostro pianeta.
Possiamo imparare molto dagli esperimenti condotti nello spazio, ad esempio sulla Stazione Spaziale Internazionale. Attualmente un viaggio umano verso Marte non è realizzabile per due ragioni principali: la mancanza di tecnologia ed energia sufficienti per il viaggio di ritorno (non possiamo trasportare abbastanza carburante) e l’incertezza sulla risposta del corpo umano alle radiazioni cosmiche. Un’ipotetica missione richiederebbe un viaggio di andata e ritorno con uno stazionamento sulla superficie di circa due anni, esponendo gli astronauti a un ambiente privo dello scudo offerto dall’atmosfera e dalla magnetosfera terrestri.
Pensa che lo studio della vita su Marte rappresenti anche una sorta di illusione dell’essere umano per sfuggire al degrado del nostro pianeta, oppure esistono speranze oggettive per l’esplorazione umana?
Agli esordi degli studi marziani l’esplorazione umana veniva spesso descritta come la ricerca di una “zona sicura” nell’ipotesi in cui la Terra fosse diventata inabitabile. Con le conoscenze scientifiche attuali e considerando le risorse imponenti necessarie anche solo per tentare di renderlo vivibile, questa prospettiva appare irrealistica.
L’interesse nel portare l’uomo su Marte risiede piuttosto nella natura esplorativa dell’essere umano, che spinge a superare costantemente i propri limiti conoscitivi. Si tratta tuttavia di un percorso graduale da affrontare a tappe: ed è precisamente per questo che oggi il focus internazionale è concentrato sul ritorno sulla Luna.
Quali sono oggi le sfide tecnologiche più complesse nello studio di Marte tramite la strumentazione scientifica? E quale impatto emotivo ha la consapevolezza di contribuire a svelare i segreti di un altro pianeta?
L’aspetto emotivo e conoscitivo è indubbiamente il più affascinante, anche se ogni lavoro scientifico comporta routine e complessità operative. Studiare un altro corpo celeste conserva un carattere unico ed esotico.
Attualmente sono coinvolta in progetti che richiedono un’elevata sfida tecnologica legata alla miniaturizzazione. In passato gli spettrometri installati sui satelliti in orbita arrivavano a pesare anche 250 kg. Oggi stiamo lavorando a strumenti, come lo spettrometro TRAS all’interno di una punta perforante, che pesano meno di un chilogrammo. Questo richiede uno sforzo ingegneristico enorme, unito a un rigore estremo per garantire che i dispositivi resistano alle fortissime vibrazioni del lancio e alle condizioni estreme dello spazio.
(Interviene la sorella Valentina): Su questo vorrei aggiungere un ricordo personale. Nel 2011, quando la sonda inviava i dati da Marte, internet era già diffuso ma non c’erano le tecnologie intelligenti di oggi. Mia sorella scriveva direttamente i codici di programmazione per elaborare quei pacchetti di dati scientifici in arrivo dalla sonda Mars Express. Immaginare di sviluppare da zero gli algoritmi per analizzare dati che solo pochissime persone al mondo stavano ricevendo in quel momento è stato estremamente emozionante anche per me.
È possibile stabilire un parallelo tra la storia climatica di Marte e quella della Terra per prevedere l’evoluzione degli equilibri del nostro pianeta?
La risposta immediata è no, principalmente perché su Marte manca l’acqua allo stato liquido. Il cambiamento climatico attuale sulla Terra è guidato dall’impatto delle attività umane — quello che definiamo Antropocene — che negli ultimi secoli ha alterato profondamente gli ecosistemi.
Marte ha subito un stravolgimento climatico drastico per ragioni geologiche e cosmiche. Essendo più piccolo della Terra, si è raffreddato molto più rapidamente; il suo nucleo magmatico ha perso attività, causando la scomparsa del campo magnetico globale. Senza questo scudo, il vento solare e i raggi cosmici hanno progressivamente eroso l’atmosfera densa del pianeta, portando alla perdita definitiva dell’acqua liquida in superficie.
La Terra è un pianeta unico nel sistema solare. Gli astronauti che hanno osservato il nostro pianeta dalla Stazione Spaziale Internazionale raccontano spesso che la cosa più toccante, oltre alla sfumatura blu dell’atmosfera, è scorgere il verde vivo delle grandi foreste come quella amazzonica. Il cambiamento climatico terrestre è responsabilità nostra: la priorità non è cercarne le risposte altrove, ma comprendere il nostro impatto e adottare strategie concrete per mitigarlo.
Quale consiglio darebbe a un giovane che desidera intraprendere la carriera scientifica e perché è importante che le nuove generazioni si interessino all’esplorazione spaziale?
Non ho avuto un percorso accademico del tutto lineare. Quando ho terminato gli studi non avevo una visione completamente definita del mio futuro. Ho saputo cogliere le opportunità che si sono presentate, trovandomi a lavorare sui dati della missione Mars Reconnaissance Orbiter proprio quando arrivavano le prime informazioni ad alta risoluzione.
Fare ricerca ad alto livello richiede tecnologie d’avanguardia che hanno spesso ricadute fondamentali sulla vita di tutti i giorni. L’esplorazione spaziale non riguarda solo Marte, ma si estende alla Luna e ai satelliti dei pianeti giganti come Giove e Saturno. Il consiglio principale è individuare la propria passione e mantenere un’elevata ricettività verso le opportunità emergenti, dato che la tecnologia evolve a ritmi sostenuti.
Rivolgendomi in particolare alle ragazze: io ho frequentato il liceo classico pensando che fosse un percorso più convenzionale. Successivamente ho trovato il coraggio di assecondare la mia curiosità scientifica per comprendere il funzionamento dell’universo. È fondamentale seguire i propri interessi superando condizionamenti o stereotipi sociali.
Parte Seconda: Energia e Sostenibilità con Valentina Altieri
In qualità di responsabile di un impianto criogenico di GNL (gas naturale liquefatto), ti occupi di tecnologie legate alle basse temperature e alle transizioni energetiche. Qual è il ruolo strategico della criogenia nel mix energetico attuale e nel percorso verso la sostenibilità?
Ci troviamo in una fase in cui le fonti rinnovabili stanno migliorando significativamente, ma non sono ancora in grado di coprire da sole l’intero fabbisogno energetico basale. In questo contesto, il metano rappresenta un combustibile fossile ponte che consente di generare grandi quantità di energia in spazi contenuti, producendo circa la metà delle emissioni di \text{CO}_2 rispetto al carbone o al petrolio. Per molti impianti di produzione elettrica che necessitano di abbattere le emissioni nell’immediato garantendo continuità di servizio, il passaggio dal carbone al gas naturale è la soluzione primaria.
La liquefazione del metano tramite processi criogenici (GNL) è fondamentale per la logistica mondiale: permette di trasportare il gas via mare da regioni ricche di riserve ma prive di metanodotti verso i mercati ad alta domanda, come quello europeo. Il GNL agisce quindi come un fattore abilitante per la sicurezza energetica e per la transizione verso la decarbonizzazione.
Nel corso della tua carriera industriale, quali ritieni siano le sfide tecnologiche più complesse da affrontare per accelerare la transizione energetica garantendo al contempo la sicurezza e lo sviluppo economico?
Il punto di partenza imprescindibile è l’analisi rigorosa dei dati e dei fatti. Ogni scelta quotidiana — dall’alimentazione ai consumi — genera un impatto ambientale. Solo partendo da evidenze oggettive possiamo indirizzare le tecnologie in modo efficace.
Nel corso degli ultimi due decenni il settore industriale ha visto un’evoluzione straordinaria. Oggi le nanotecnologie permettono di intervenire a livello micromolecolare per ottimizzare i processi energetici fin dalle fasi primarie. Vi sono settori ad alta dispersione, come quello agroalimentare, in cui l’innovazione tecnologica può fare la differenza: dall’estrazione di proteine da matrici vegetali fermentate fino all’ottimizzazione dei processi di separazione e raffinazione dei gas.
Ogni vettore energetico richiede specifiche di qualità e stabilità estremamente severe per garantire la sicurezza degli impianti e degli utilizzatori finali. Le tecnologie di separazione e purificazione rappresentano un campo in rapida evoluzione che definirà i parametri di efficienza dei prossimi anni.
In base alla tua esperienza internazionale, quali paesi ritiene maggiormente avanzati nel modello di transizione energetica e quali insegnamenti possiamo trarne per la realtà italiana?
Il fattore chiave è l’accesso trasparente a un’informazione globale e scientificamente fondata. Non prendere atto delle dinamiche dei cambiamenti climatici significa isolarsi dalla realtà.
I contesti nazionali più virtuosi sono quelli in cui il dibattito pubblico e istituzionale è orientato in senso pragmatico e costruttivo, finalizzato al raggiungimento di soluzioni concrete. Un esempio complesso è rappresentato dalla Spagna, che ha investito in modo massiccio nel fotovoltaico: l’elevata penetrazione di rinnovabili intermittenti ha tuttavia evidenziato la necessità di adeguare contestualmente le infrastrutture di rete, storicamente progettate per la generazione programmabile da fonti fossili.
Una transizione efficace richiede il coordinamento di tutti gli attori di sistema, la valorizzazione del merito, l’ascolto dei giovani e la capacità di accettare compromessi infrastrutturali (come l’installazione di impianti eolici o la gestione avanzata dei termovalorizzatori, ampiamente integrati nelle principali capitali europee sotto severi controlli sulle emissioni).
Tra idrogeno, fonti rinnovabili e sistemi di accumulo, quali tecnologie ritieni maggiormente promettenti per il futuro?
Rincaro la priorità sui sistemi di accumulo integrati con le fonti rinnovabili. L’idrogeno presenta criticità chimico-fisiche notevoli: è una molecola estremamente volatile e reattiva che richiede materiali avanzati per evitarne la dispersione e l’infragilimento dei metalli, anche se la sua combustione genera esclusivamente vapore acqueo ed è preziosa per specifici processi industriali hard-to-abate.
L’espansione delle fonti rinnovabili, per loro natura cicliche e intermittenti, non può prescindere da uno sviluppo parallelo dei sistemi di stoccaggio energetico. Oltre alle batterie convenzionali al litio, si stanno affacciando soluzioni innovative basate su fluidi salini e accumulo termico, fondamentali per stabilizzare i picchi di produzione e consumo su varie scale.
In che modo l’ingegneria può contribuire a conciliare innovazione tecnologica, benessere sociale e tutela dell’ambiente?
Questo è l’obiettivo fondante dell’ingegneria ambientale: integrare gli standard di vita della società con l’uso efficiente delle risorse e la gestione delle emissioni.
Tuttavia, prima ancora delle competenze specialistiche, occorre il buon senso individuale e una profonda responsabilità verso il principio di sostenibilità: garantire che le generazioni future possano godere dei medesimi standard di benessere. La combinazione tra competenze scientifiche — dalla fisica alla chimica, fino alla biologia — e consapevolezza individuale è la strada per armonizzare lo sviluppo tecnologico con la salvaguardia del pianeta.
La Parola alle Studentesse: Uno Sguardo al Futuro
Al termine dell’incontro, lo scambio si è invertito: Valentina Altieri ha chiesto ai giovani presenti quali fossero le loro aspirazioni per il futuro. Tra le risposte sono emerse prospettive articolate: il desiderio di orientarsi verso la matematica e la ricerca scientifica pura, l’interesse per la composizione musicale pop unito agli studi classici, e l’ambizione di coniugare la passione per la musica con percorsi accademici in ingegneria aerospaziale.
A chiusura del confronto, la riflessione delle due scienziate ha sottolineato l’importanza della trasversalità:
«Qualsiasi percorso decidiate di intraprendere, affrontatelo con costante curiosità scientifica. Non sottovalutate mai la formazione umanistica, la capacità di comunicare, la conoscenza delle lingue e il dominio dei linguaggi informatici e dell’analisi dati. In un mondo complesso, saper comprendere i fatti e comunicare la scienza è ciò che permette di guidare le trasformazioni della società».
Julia Di Paolo
Foto di Chiara Sassi
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