Ritratti: Pete Simmons

Come ho raccontato in Quella volta che Superman portò in orbita Hubble, l'idea di realizzare una storia che iniziasse con la messa in orbita del Large Space Telescope, che poi sarebbe diventato l'Hubble Space Telescope, venne a Pete Simmons, all'epoca direttore della Space Astronomy Grumman Aerospace Corporation.
Simmons, nato l'11 giugno del 1926 a Palmerton, in Pennsylvania, iniziò a mostrare interesse per la scienza e la tecnologia sin dalla più tenera età: a nove anni, infatti, divenne il più giovane radioamatore autorizzato degli Stati Uniti. Quando poi si trovò ad affrontare il servizio di leva alle soglie della seconda guerra mondiale (era il 1944), nonostante la giovane età, fu scelto come addestratore dei radiooperatori dell'esercito presso la Infantry School di Fort Benning, in Georgia.
Seguendo le sue inclinazioni, studiò ingegneria elettrica presso la George Washington University, dove affinò anche quelle doti che gli sarebbero state utili nella sua futura carriera di dirigente: nel 1949 convinse l'università ad autorizzarlo a raccogliere e dirigere un gruppo di studenti per costruire il primo carro allegorico dell'università stessa per la parata inaugurale di quell'anno. Da allora in poi passarono 60 anni prima che la George Washington realizzasse un secondo carro allegorico. E in quell'occasione venne invitato a salire sul carro stesso!

Wikiritratti: Mary Jackson

Basato sul libro Hidden Figures: The American Dream and the Untold Story of the Black Women Who Helped Win the Space Race della giornalista Margot Lee Shetterly, il film Hidden Figures ha portato al grande pubblico un trittico di donne forti e determinate che hanno sfidato ben due distinti generi di discriminazioni in una sola vita: quella di genere, in quanto donne, e quella razziale, in quanto afroamericane.
Di quelle tre protagoniste, che hanno ognuna nel proprio campo contribuito in maniera importante alla corsa allo spazio statunitense, oggi provo a scrivere le classiche due righe su Mary Jackson.

Una vita per la parità di tutti

Mary Jackson nella galleria del vento - via commons

Nata il 9 aprile del 1921 da Ella Scott e Frank Winston, ottenne un bachelorato (all'incirca l'equivalente di una laurea di primo livello) in matematica e fisica presso la Hampton University nel 1942. Due anni dopo si sposa con Levi Jackson, marinario della US Navy, da cui prende anche il congnome con cui è oggi nota.
Dopo aver fatto molti lavori, anche nell'ambito scolastico (in questo caso per studenti afroamericani) e dopo aver partorito il suo primogenito, venne selezionata dalla National Advisory Committee for Aeronautics (NACA) nel 1951 come calcolatrice presso il Langley Research Center dove lavorò sotto la supervisione di Dorothy Vaughan, altra protagonista di film e libro.

Autisti marziani

Narrazione leggera, brillante e ironica dei nostri primi passi su Marte

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Foto dell'area di impatto di Schiaparelli sul suolo marziano

La missione ExoMars 2016 ha avuto un doppio esito, positivo per il satellite di comunicazioni messo in orbita intorno a Marte, e che servirà per la missione successiva, negativo per il lander, che invece si è schiantato su Marte. L'ammartaggio di Schiaparelli ha, infatti, avuto esito negativo a causa di un non meglio identificato problema tecnico: a quanto pare il computer ha frenato il lander per appena 3 dei 30 secondi previsti. La causa di questo malfunzionamento potrebe essere una malprogrammazione del software o una difficoltà nell'incrocio dei dati provenienti dai sensori.
Ovviamente ci sarà nei prossimi quattro anni la necessità di capire l'origine del problema, per poter ridefinire la missione che dovrebbe portare nel 2020 un vero e proprio rover, come il famoso Spirit della Nasa.
Questi dispositivi mobili che vengono periodicamente inviati su Marte non si muovono di loro iniziativa, ma vengono guidati da Terra, con grande precisione, attenzione e lentezza, essenzialmente a causa dei 14 minuti per inviare e ricevere informazioni dal pianeta rosso. Tra gli attuali Autisti marziani che lavorano presso il JPL della Nasa c'è anche l'italiano Paolo Bellutta che, coadiuvato da Stefano Dalla Casa, ha scritto un'interessante guida per i suoi aspiranti colleghi!

Rotta verso Barsoom

L'uomo di Marte ha esplorato le possibilità di sopravivenza di uno scienziato rimasto solo sulla superficie marziana. Questo vero e proprio Robinson Crusoe del terzo millennio (e si spera che su Marte ci andremo entro questo millennio!) può essere considerato come un passo intermedio (ancora da compiere) nel processo di colonizzazione del pianeta rosso, iniziato, seppure in maniera indiretta, nel 1964 grazie alle prime foto scattate dal Mariner 4, la prima delle sonde terrestri a riuscire nell’impresa di avvicinarsi a sufficienza al pianeta.
Fino ad allora l'osservazione di Marte era stata fatta da lontano utilizzando il classico strumento dell'astronomo: i telescopi. Sebbene le osservazioni rislagono fino agli albori della civiltà, i più noti osservatori del pianeta sono stati considerati Giovanni Schiaparelli e Percival Lowell. In particolare quest'ultimo, a causa di una cattiva traduzione degli scritti dell'italiano, suggerì che sulla superficie marziana abitasse un popolo tecnologicamente avanzato. L'equivoco era nato a causa della traduzione del termine "canali", reso in inglese con "canals", utilizzato per i "canali artificiali", mentre Schiaparelli intendeva "canali naturali", suggerendo così un'idea forse meno forte di vita intelligente sul nostro vicino cosmico, ovvero quella di presenza di acqua corrente su un altro pianeta del sistema solare.
Ad ogni buon conto le idee di Lowell scatenarono gli scrittori di fantascienza, in particolare Edgar Rice Burroughs, che così trovò materiale per ideare la saga di John Carter eroe di Barsoom (il nome natio di Marte secondo Burroughs), e H.G. Wells con la sua Guerra dei mondi.
Tornando all'esplorazione di Marte, il passo successivo furono le missioni Viking, 1 e 2. Esse erano costituite da un orbiter e da un lander, con quest'ultimo che avrebbe effettuato l'esplorazione vera e propria del suolo marziano. Possiamo considerarli come i veri primi pionieri della possibile futura colonizzazione del pianeta.
Tra alterne fortune l'importante passo successivo avviene nel 1997 con l'entrata in orbita del Mars Global Surveyor e il successivo atterraggio del Pathfinder il 4 luglio del 1997, che però non arriva solo: deposita, infatti, il primo rover della storia del pianeta, il Sojourner. E ovviamente a guidarlo, da Terra e con un ritardo di 14 minuti circa, c'è il primo team di autisti marziani!

La macchina modulare

Keith Kotay e Daniela Rus del MIT hanno progettato e realizzato Molecule, una macchina modulare in grado di auto-assemblarsi. Il robot Moleculare sembra una sorta di Uomo Modulare proveniente dalle pagine di Tom Strong di Alan Moore o un primo stadio del Sistema riproduttivo di John Sladek:

Molecule è un modulo robotico in grado di aggregarsi con altri moduli identici per formare una struttura tridimensionale dinamica. Le Molecule possono selettivamente formare connessioni rigide con altre Molecule e, utilizzando queste connessioni e i loro gradi di libertà nelle rotazioni, i moduli possono muoversi in posizioni differenti sulle strutture di Molecule. Un modulo di Molecule è composto di due atomi cubici collegati da un collegamento rigido a 90 gradi detto legame. Ogni atomo ha cinque punti di connessione intra-Molecule e due gradi di libertà. Un grado di libertà permette all'atomo di ruotare di 180 gradi rispetto a uno dei connettori intra-Molecule. I gradi di libertà del legame e del connettore permettono movimenti indipendenti su un substrato di Molecule identiche, tra cui l'attraversamento di un rettilione e le transizioni a 90 gradi tra superfici adiacenti. Un Molecule si muove attaccando un atomo a un qualche altro Molecule e azionando uno o più dei suoi quattro gradi di libertà. I collegamenti sono fatti utilizzando un meccanismo tipo pinza, che consiste di una pinza attiva a quattro braccia e di una passiva che fornisce una superficie di ancoraggio per la connessione.

Ovviamente è possibile pensare anche all'invasione di cubi realmente piccolissimi in un episodio del Dr. Who!

Il primo numero di Annals of Mathematics

A gennaio del 1874 faceva il suo esordio The Analyst, curato da Joel Hendricks, che nelle sue intenzioni sarebbe stata una pubblicazione di supporto per

la presentazione e l'analisi di ognuna delle questioni di interesse o di importanza nella matematica pura e applicata, abbracciando in particolare tutte le nuove e interessanti scoperte nell'astronomia teorica e pratica, nella filosofia meccanica e nell'ingegneria.⁽¹⁾

Dopo un primo anno come mensile a 16 pagine, la rivista con l'anno successivo diventa bimestrale a 32 pagine, andando avanti così fino al novembre del 1883, quando esce il 6.o numero del 10.mo volume.
Il suo posto viene preso da Annals of Mathematics, che di fatto è sempre The Analyst: ne prosegue, infatti, la linea editoriale espressa in quel primo numero del 1874. Dimostrazione di questo fatto è proprio il nuovo primo numero, datato Marzo 1884. Il suo sommario, infatti, inizia con un articolo astronomico di Asaph Hall: The Determination of the Mass of a Planet from the Relative Position of Two Satellites⁽²⁾. Il punto di partenza è l'utilizzo della terza legge di Keplero per determinare la massa di un pianeta, di massa $m$ e con un satellite che gli ruota intorno, che ad esempio si muove intorno al Sole, di massa $M$ \[\frac{m}{M} = \frac{\tau_0^2}{\tau^2} \frac{a^3}{a_0^3}\] dove $\tau_0$, $\tau$ sono i periodi del pianeta e del satellite, e $a_0$, $a$ sono le distanze medie del pianeta dal Sole e del satellite dal pianeta. Ovviamente ci sarebbero da considerare alcune correzioni, come ad esempio il fatto che le orbite sono nella realtà ellittiche (anche se non di troppo). Ciò che però risulta interessante nell'articolo di Hall è che il suo obiettivo è quello di ridurre al minimo l'errore dovuto all'osservatore e senza dover necessariamente ripetere più volte la misura (che, secondo l'autore dell'articolo, non viene ridotto da questa buona pratica).

Il metodo proposto è quello sviluppato da Mr. Backlund, un astronomo dell'Osservatorio di Pulkowa che è sostanzialmente un metodo puramente geometrico che porta a un sistema di equazioni differenziali che risolvono il problema della determinazione della posizione esatta dei vari componenti del sistema fisico, dove $P$è il pianeta, $S_1$, $S_2$ i due suoi satelliti, $\Pi$ il polo celeste.
Si seguita a guardare sui cieli con la Luna, con la prima parte di un lavoro di tale G. W. Hill che si interessa delle influenze del moto dell'eclittica sul nostro satellite.

Gigafoto

Alle volte mi capita di utilizzare l'applicazione per Android Wondershare Panorama, con la quale si riescono a fare delle comunque buone foto panoramiche. Certo si potrebbe fare meglio, non solo usando delle macchine (e delle tecniche) professionali, ma anche rispetto alle usuali camere più avanzate in commercio: infatti queste, a partire dalle camere incluse negli smartphone, hanno un'apertura che spazia in un range tra 1 e 10 megapixel⁽¹⁾. In teoria⁽²⁾ saremmo già stati in grado, un èpo' di tempo fa, di aggiornare questi limiti. Se definiamo $SW$ come il limite superiore per il numero di canali che possono essere gestiti in parallelo⁽²⁾, dopo un po' di calcoli, Adolf W. Lohmann ha scoperto che senza aberrazione, questa dovrebbe aumentare con dipendenza quadratica dal fattore di scala $M$⁽²⁾. Questo risultato è differente da quello dell'ottica geometrica, che stabilisce che $SW$ è indipendente dal fattore di scala.

Questo risultato non può essere realistico, altrimenti, i sistemi con lenti a lunghezza focale molto lunga sarebbero piuttosto inutili. In pratica, le aperture di questi sistemi lunghi sono ridotte, più o meno secondo la regola empirica⁽²⁾

Ora un gruppo di ricercatori ha sviluppato un nuovo sistema fotografico in grado di risolvere fino a 50 gigapixel: AWARE-2⁽¹⁾.
Per comprendere meglio delle possibilità di questo sistema, vi metto qui sotto le foto diffuse nell'articolo uscito su Nature⁽¹⁾:

Una gita in centrale: Bertini

L'Ecomuseo Adda di Leonardo, poco prima di iniziare la visita alla centrale idroelettica Bertini, inizia raccontando un po' di cose sullo sviluppo dei navigli milanesi, la rete di acqua che avrebbe dovuto trasformare Milano in un porto di mare in mezzo alla pianura Padana:

In posizione mediana rispetto al Ticino e all'Adda, Milano guardò sempre a questi due fiumi in funzione di un proprio sbocco sul mare attraverso il Po. Abbandonata l'idea di un collegamento diretto al grande fiume attraverso il Lambro, la città si concentrò su un sistema di canali artificiali formatisi in sette secoli fra i due bacini del Ticino e dell'Adda. A questi due sottosistemi appartengono rispettivamente il Naviglio Grande, Il Naviglio di Bereguardo, il Naviglio di Pavia (sistema del Ticino); il Naviglio Martesana e il Naviglio Paderno (sistema dell'Adda).

E' qui che inizia la nostra visita domenicale alla centrale idroelettrica Bertini, la seconda centrale che abbiamo visitato all'interno fino ad ora (della prima escursione non ho foto...).

La Bertini è la prima centrale idroelettrica costruita in Europa: i tecnici della Edison, l'azienda che l'ha costruita e che ne detiene ancora oggi il possesso, all'epoca dell'esposizione universale di Parigi del 1889, rimasero affascinati dai progetti della centrale idroelettrica del Niagara e decisero di acquistarli in toto per sperimentare un progetto simile anche per l'Italia.
Costruita sulla riva destra dell'Adda, quella milanese, la centrale Bertini ha iniziato la produzione di energia nel 1895, in pratica ripetendo l'impresa (ritenuta quasi impossibile) della centrale statunitense del Niagaradi trasportare l'energia elettrica per oltre trenta chilometri, in questo caso fino a Milano.
Come tutte le centrali idroelettriche, anche la Bertini sfrutta l'energia potenziale dell'acqua: in questo caso si incanala una certa portata d'acqua dal corso del fiume e la si fa cadere per una trentina di metri fino a un sistema di tubi che successivamente la trasporterà all'interno delle turbine, dove l'energia potenziale verrà trasformata in energia elettrica. Le turbine installate nella Bertini sono sostanzialmente le turbine Francis, realizzate nel 1848 dall'ingegnere inglese James Francis.

Nella realizzazione del progetto,in effetti, c'è un fatto curioso che uno dei compagni della comitiva ha notato: l'acqua, prima di venire diretta dentro le turbine, viene convogliata ad una quota inferiore rispetto alle turbine stesse. In quel momento non avevo alcuna idea, ma considerando che la turbina Francis sfrutta la forza centripeta, posso semplicemente avanzare l'ipotesi che in questo modo si inizia a "curvare" l'acqua prima che entri nella turbina, forse per ridurre effetti collaterali come la cavitazione⁽²⁾. E d'altra parte c'è da considerare che, in questo modo, i tubi possono svilupparsi sotto il pavimento della centrale senza intralciare i movimenti all'interno della stessa. Se qualcuno, però, ha la spiegazione, è pregato di farsi avanti e commentare!

L'energia prodotta dalla Bertini, che variava in un intervallo compreso tra i 12000 e i 15000 volt, però, doveva in qualche modo essere trasportata fino a Milano, dove si riduceva a circa 3700 volt e veniva usata parte per l'illuminazione (prodotta in questo caso anche grazie all'energia della centrale termoelettrica cittadina di Porta Volta) e parte per i trasporti: Milano, infatti, è stata la prima città europea ad avere i tram elettrificati.
Per il trasporto di tutta questa energia, invece, vennero costruiti i primi tralicci dell'alta tensione del mondo con degli isolatori in ceramica realizzati a partire da alcuni progetti statunitensi (e dopo aver scartato quelli tedeschi). In pratica l'ingegnere Guido Semenza della Edison realizzò tre distinti progetti di isolatore, poi costruiti da Richard Ginori⁽¹⁾.