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Il 16 Maggio 2012 si è tenuto il workshop finale del progetto CTOTUS come evento collaterale della conferenza Fotonica 2012.

Il workshop è stato l'occasione per esporre in modo organico il complesso delle attività svolte nel corso del progetto, di fronte ad un pubblico qualificato composto da ricercatori nei settori dell'osservazione della Terra, delle tecnologie aerospaziali, dell'optoelettronica e della fotonica, tra cui numerosi iscritti alla conferenza Fotonica 2012.

Il convegno si è aperto con una breve introduzione del Dr. Guido Toci, coordinatore del progetto, cui sono seguiti gli interventi dei rappresentanti del CNR, l'Ente che coordina il progetto. Il Dr. Renzo Salimbeni, presidente dell' Area CNR di Firenze e direttore dell' Istituto di Fisica Applicata "Nello Carrara" (IFAC) ha sottolineato l'importanza delle politiche di sostegno all' innovazione che la Regione Toscana sta attuando (e di cui il progetto CTOTUS rappresenta una delle espressioni) e di come queste stiano stimolando interazioni virtuose tra industrie ad alta tecnologia e ricerca pubblica.

E' poi intervenuto il Dr. Bruno Carli, ex direttore del Progetto "Osservazione della Terra" del CNR, in rappresentanza del Dipartimento CNR Terra e Ambiente, che ha ricordato l'importanza che i temi legati alla osservazione della Terra rivestono nell'ambito delle attività del CNR. Il Dr. Carli ha poi sinteticamente descritto le attività, le finalità e la partnership del progetto, e ha infine introdotto le relazioni tecniche del workshop. Le relazioni sono state organizzate secondo le principali linee di attività (Obbiettivi Operativi) del progetto. Ognuno di questi Obbiettivi è stato coordinato da uno dei partner, in collaborazione con gli altri.

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La prima relazione, dal titolo "Strumenti per prossime osservazioni della Terra" è stata presentata dall' Ing. Demetrio Labate, responsabile scientifico per le attività di Selex Galileo. Tali attività sono state in particolare rivolte alla progettazione e alla elaborazione di modelli di funzionamento per strumenti la cui realizzazione è prevista a breve termine,
nell'ambito dei programmi della Agenzia Spaziale Europea (ESA). Gli strumenti considerati sono stati:

L'Ing. Labate ha infine sottolineato come le attività svolte in CTOTUS hanno portato un rafforzamento concreto delle competenze e della posizione dell'Azienda, che si sono concretizzate  nell''attribuzione del contratto ESA per lo sviluppo di fase B2/C/D del Lightning Imager, e nella conclusione positiva dello studio di fase A (commissionata da ESA) dello strumento 3MI, con un miglioramento delle prospettive in vista delle prossime gare bandite da ESA.

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L'Ing. Andrea Masini, responsabile delle attività per Flyby S.r.l.,  nella relazione dal titolo "Metodi di analisi dati per nuovi prodotti da missioni satellitari" ha introdotto la
tematica della importanza dell'analisi dati nella filiera che va dal dato fisico prodotto dal sensore satellitare allo sviluppo di prodotti ad alto valore aggiunto, e che riguardano la calibrazione, l'estrazione di parametri derivati, la fusione di dati da varie tipologie di sensori satellitari.

In particolare, le attività svolte da Flyby in collaborazione con IFAC-CNR hanno riguardato:

 

- lo studio di metodologie per l'analisi e l'elaborazione di dati applicabili a classi di problemi di interesse generali, in particolare le tecniche cosiddette di pansharpening e di fusione di immagini pancromatiche, multispettrali e iperspettrali a differenti risoluzioni; 

- lo studio di modelli di trasferimento radiativo per la modellazione della trasmissione della radiazione ottica ed elettromagnetica in atmosfera, per la simulazione e l'analisi di misure di telerilevamento, in particolare il codice MARTA (Multi-purpose Atmospheric Radiative Transfer Algorithm sviluppato da IFAC-CNR);

- lo sviluppo di metodi automatizzati per analisi dati da sensori atmosferici tipo LIDAR, per la determinazione dell'estensione e dello stato della copertura nuvolosa;

- la messa a punto di metodi di analisi dati da sensori tipo SAR (Syntetic Aperture Radar) installati ad esempio su Envisat e sui satelliti della serie Cosmo Skymed, per l'estrazione di parametri quali l'estensione e lo spessore della copertura nevosa, la direzione e la velocità del vento sulla superficie del mare.

L'Ing. Masini ha sottolineato come le attività volte grazie al progetto CTOTUS e l'interazione con la ricerca abbiano portato ad un ampliamento del know how aziendale, che potrà portare allo sviluppo di prodotti e servizi (cosiddetti downstream) basati su dati satellitari, da offrire sia nel mercato istituzionale che a quello dei privati.

 

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La successiva relazione è stata presentata dalla D.ssa Giovanna Cecchi, responsabile delle attività per IFAC-CNR. La sua relazione "Nuove tecniche e strumenti di osservazione della Terra per future missioni" è stata incentrata su alcuni promettenti metodi per l'osservazione degli ecosistemi e dell'atmosfera, che potrebbero essere impiegati da satellite nel prossimo futuro.

Le tecniche analizzate sono state in particolare:

- la tecnica LIDAR a fluorescenza: è stato mostrato come le tecnologie attualmente disponibili tra i partner (sorgenti laser satellitari sviluppate da Selex Galileo derivate dallo strumento ALADIN, specchi ultraleggeri sviluppati da INO-CNR), opportunamente adattate, permetterebbero di realizzare un LIDAR a fluorescenza per uso da satellite, che permetterebbe di ottenere informazioni sullo stato di salute della vegetazione a livello globale;

- la Fraunhofer Line Discrimination (FLD), una tecnica di indagine spettrale ad alta risoluzione che permette di misurare il debole segnale di fluorescenza indotto nella vegetazione dalla luce solare, per applicazioni di monitoraggio degli ecosistemi;

- la spettroscopia ad alta risoluzione nel medio-lontano infrarosso, per la caratterizzaione della emisione termica dell'atmosfera, finalizzata allo studio dei cambiamenti climatici globali, e gli sviluppi dello prototipo REFIR-PAD, realizzato da IFAC-CNR.

  

Tali tecniche potranno costituire il nucleo di future missioni di osservazione della Terra, e in alcuni sono già oggetto di studi di missione promossi dall' ESA (in particolare le tecniche FLD per la missione Fluorescence Explorer, FLEX). Le  attività svolte in CTOTUS hanno permesso quindi di rafforzare la posizione dei gruppi di ricerca coinvolti nel panorama scientifico internazionale. Inoltre, per quanti riguarda lo strumento REFIR, la collaborazione tra IFAC e Selex Galileo è sfociata nella presentazione di una proposta all' ESA per l'installazione di tale strumento sulla Stazione Spaziale Internazionale.

 

 

 

La relazione tecnica conclusiva è stata presentata dal Dr. Paolo De Natale, direttore dell' INO-CNR, intitolata "Materiali e tecnologie innovativi per sensori e rivelatori". In questa linea di attività sono state concentrate le ricerche sulle nuove tecnologie e i nuovi dispositivi che in futuro potranno essere impiegati per lo sviluppo di nuovi sensori per applicazioni aerospaziali. Le attività svolte da INO e LENS in CTOTUS si sono concentrate in particolare su:

 

- nuove sorgenti laser nella regione spettrale del TeraHertz, con lo sviluppo di tecniche innovative di stabilizzazione in frequenza, e caratterizzazione delle proprietà di rumore, con possibili applicazioni ad esempio alla radioastronomia e alla misura della emissione dell'atmosfera;

- nuove tecniche di spettroscopia ad altissima sensibilità nel medio infrarosso, per la misura di tracce di gas a bassissima concentrazione, che potrebbe essere impiegata in campo aerospaziale per la misura in sito della concentrazione di gas atmosferici in tracce;

- tecniche di amplificazione quantistica senza rumore di segnali ottici estremamente deboli, per migliorare la sensibilità dei metodi di osservazione ottici;

- generazione di radiazione ottica in regioni estreme dell' spettro (estremo ultravioletto e raggi X), utilizzabili ad esempio per la caratterizzazione e la calibrazione di sensori e materiali ottici per tali regioni spettrali.

 

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Il Dr. Toci ha poi ripreso la parola per illustrare le attività di disseminazione e networking che sono state svolte nel corso della durata del Progetto CTOTUS. Oltre alla ampia produzione di letteratura scientifica (28 articoli su riviste scientifiche pubblicati o in corso di stampa alla data del workshop) sono state organizzate varie iniziative di disseminazione, orientate a varie tipologie di pubblico: il corso di formazione per operatori del settore intitolato "Tecniche, tecnologie ed applicazioni dell'osservazione della Terra dallo spazio" (11-15 Ottobre 2010); il convegno "Dall'uomo nello Spazio allo Spazio per l'Uomo" (12 Aprile 2011) per commemorare il 50° anniversario del primo volo orbitale umano; la partecipazione a varie fiere ed eventi di divulgazione. E' stato quindi presentato il libretto "CTOTUS- Obiettivi e  risultati" (disponibile a questo link), che descrive le attività svolte nel progetto, e che sarà reso liberamente disponibile tra le sulle banche dati bibliografiche del CNR. Sono state poi ricordate le attività di networking che dal progetto sono scaturite, in particolare l'associazione alla rete europea NEREUS e la costituzione del gruppo europeo di interesse SORTIE per l'impiego scientifico delle piattaforme aeree.

Per gli interventi conclusivi del workshop hanno preso la parola il Prof. Massimo Inguscio, direttore uscente del Dipartimento Materiali e Dispositivi del CNR, che ha sottolineato la ampia interdisciplinarietà di un progetto come CTOTUS e più in generale delle ricerche nell'ambito aerospaziale, e ha parlato dei nuovi assetti organizzativi di cui il CNR si sta dotando per rispondere al meglio alle sfide del futuro.

L'intervento conclusivo è stato fatto dall' Ing. Marco Masi (Dirigente Area Ricerca - Settore Promozione e Sostegno della Ricerca della Regione Toscana) che non ha mancato di rilevare  l'importanza che CTOTUS ha avuto nel sostegno all'innovazione per le industrie coinvolte, ma anche nel contributo alla formazione e alla qualificazione di numerosi giovani ricercatori che hanno trovato nel progetto una opportunità di lavoro e di crescita professionale.

Nel dibattito che è seguito all'intervento dell' Ing. Masi particolare rilievo ha avuto l'intervento dell'Ing. Armando Buccheri, vicepresidente di Selex Galileo, che nel sottolineare nuovamente l'importanza che CTOTUS ha avuto per la sua azienda, grazie all'interazione con gli istituti di ricerca, ha formulato l'auspicio che la Regione Toscana possa continuare a sostenere la ricerca nel settore aerospazio, anche a livello industriale, per salvaguardare un importante asset del panorama industriale regionale, in un momento di crisi economica a livello mondiale al quale il settore aerospaziale non è immune.