La redazione de La Macchia, il giornalino scolastico dell’IIS Nicolò Machiavelli di Pioltello racconta, attraverso la voce di Lorenzo Guerriero, il CanSat, la  competizione nazionale che sfida gli studenti delle scuole superiori di secondo grado a costruire un mini satellite dalle dimensioni di una lattina. La vera sfida è quella di mettere all’interno di una piccola lattina tutti i sensori, alimentatori e un sistema di comunicazione, stando però attenti a non sforare per spazio – cioè quello di una piccola lattina – costi – ovvero un massimo di 500 euro per tutto ciò che riguarda il satellite (infatti bisognerà costruire anche un’antenna, che però non ha alcun budget) e infine il peso, che deve essere compreso tra i 300 e i 350 grammi.
La gara è gestita da Esero Italy che collabora con l’ASI (acronimo di Agenzia Spaziale Italiana) e l’ESA (cioè l’European Space Agency, ovvero l’Agenzia Spaziale Europea).

Ma quindi che cosa deve misurare questo satellite?

In primis dobbiamo riuscire a completare due missioni principali.
La prima, più standard e semplice, è uguale per tutti ed è basata sulla presa dei dati di temperatura dell’aria e pressione atmosferica, dati piuttosto facili da prendere con dei banali barometri e termometri.
Invece la seconda missione è il vero criterio di selezione per essere scelti per il lancio. Va inventata e ideata da zero e può basarsi o sulla presa e analisi di certi dati con sensori appositi. Questa via è spesso considerata più facile da seguire anche se richiede una grande dose di fantasia e immaginazione nella scelta delle misurazioni da fare in modo da effettuare un esperimento, oppure sullo sviluppo e sulla prova pratica di un’attrezzatura tecnologica. Per esempio si potrebbe costruire una sorta di satellite-drone con motori ed eliche. Questo tipo di missione però è forse addirittura più complicato, perché tutta l’attrezzatura deve essere contenuta nel diametro della lattina durante la fase di lancio, che avverrà con un razzo fornito dagli organizzatori, e poi deve schizzare fuori una volta che verrà aperto il paracadute per attutire la caduta.

Le fasi del progetto

Come primo passo per entrare nella competizione bisogna iscriversi presentando una descrizione di tutto ciò che si intende realizzare: è una sorta di spiegazione dell’esperimento. Dopodiché, verso gennaio, vengono selezionati i migliori 10 esperimenti di tutta Italia. Da questo momento ha inizio il vero succo del progetto. Infatti si comincia a sviluppare propriamente il CanSat, fino a mandare una Critical Design Review, ovvero una specie di revisione globale del progetto, che, al contrario di quella inviata nella candidatura, è molto più esaustiva e completa. Si tratta di una sorta di progetto intermedio, dato che il satellite starà già prendendo forma. Inoltre, proprio come una squadra di calcio pubblica la propria formazione a ridosso di ogni partita, occorre inviare la  Review l’11 aprile, mentre il lancio del satellite è previsto per il 10 maggio a Torino, dove, a differenza degli anni scorsi, verrà probabilmente lanciato con un drone e non con un razzo a causa di alcuni problemi avuti da ESERO.
Inoltre, un altro requisito richiesto dalla gara  è di suddividere il lavoro e le mansioni tra tutti i componenti del gruppo. A titolo di esempio c’è chi si occupa della comunicazione,  qualcun altro che pensa alla programmazione, chi all’elettronica del satellite e chi alla realizzazione della struttura esterna. Insomma il CanSat offre un’offerta vastissima e completa che  porta a lavorare proprio come in un gruppo di piccoli scienziati, specializzati proprio come le cellule del nostro corpo, che da sole non possono fare molto ma che unite portano a grandi risultati.

Valutazione dei progetti

Dopo la presa dati e l’esposizione dei risultati tutti i progetti vengono valutati in base ad alcuni parametri, anche molto diversi tra loro, divisi in tre macro categorie: la realizzazione tecnica, il valore scientifico, competenze professionali e divulgazione. Tutti questi fattori, con pesi differenti, influiscono direttamente sul risultato finale. Inoltre, per i vincitori è prevista persino una visita al centro ESTEC (ovvero European Space Research and Technology Centre) di ESA in Olanda a giugno, dove i vincitori potranno esplorare la sede del centro di ricerca e parlare con gli esperti così da approfondire le  competenze e conoscenze del settore.

Il progetto MakiaSat

Magari molti di voi hanno già sentito o visto di sfuggita qualcosa che riguarda il progetto CanSat all’interno della nostra scuola, il liceo Machiavelli di Pioltello. La vostra memoria non mente, infatti potreste aver visto gli articoli e le notizie che annunciavano la vittoria della competizione italiana del nostro team MakiaSat dell’anno scorso, arrivando persino a essere premiati con una benemerenza dal comune di Pioltello. MakiaSat ha ottenuto il prestigioso premio grazie a tanta determinazione e professionalità con cui hanno realizzato la missione secondaria basata su un sensore del pulviscolo atmosferico in grado di rilevare il livello di sostanze inquinanti presenti nell’aria. È un tema piuttosto scottante nell’epoca moderna e in particolare in tutta la provincia di Milano a causa dell’incendio di una fabbrica di medicinali a Truccazzano, avvenuto proprio nel 2024, che ha impedito di stare all’aria aperta.

I progetti di quest’anno

Quest’anno la nostra scuola si è persino superata, infatti ben 2 diversi team di studenti sono stati ammessi alla fase di lancio! Perciò credo che sia d’obbligo presentarli, o meglio, presentarci.
Intanto incominciamo a distinguere i due diversi progetti. Il primo, ovviamente non per importanza perché entrambi sono davvero straordinari, si chiama AgriMap. Come già potreste aver inteso dello stesso nome del lavoro tutto si basa su “agri“, contrazione della parola “agricoltura” o in inglese “agriculture” unito con la parola anglosassone “map”, cioè “mappa”. La nostra missione secondaria si basa sulla mappatura del territorio tramite fotografie a infrarossi dal satellite di appezzamenti di terre o piante in modo da capire – analizzando le immagini tramite un computer o un AI – quali parti del campo o del vegetale in questione siano più sane e quali meno. Questa procedura si basa su un indicatore grafico, l’NDVI (cioè il Normalized Difference Vegetation Index), che si utilizza per analizzare delle misurazioni ottenute da un certo satellite per valutare se all’interno della zona osservata sia presente della vegetazione viva e in salute. Questo indice è davvero molto interessante, poiché si basa sulla riflessione della luce da parte delle foglie delle piante.

Tale dato è inoltre correlato alla quantità di clorofilla presente nelle piante, perciò il nostro obiettivo è di calcolare questo valore per ogni pixel dell’immagine, in modo da ottenere una heatmap – ovvero un tipo di rappresentazione grafica che collega la variazione di temperatura con un certo colore, rendendo quindi il grafico più comprensibile – che riflette lo stato di salute delle piante, e quindi permetterebbe di dedurre eventuali stati di sofferenza ad esempio dovuti a carenze di acqua o di nutrienti. Il nostro team crede che questa possa essere davvero un’idea molto bella e anche molto importante per monitorare la salute delle piante in un’epoca dove sono quasi fondamentali per il mondo.

Questo dato è inoltre correlato alla quantità di clorofilla presente nelle piante, perciò il nostro obiettivo è di calcolare questo valore per ogni pixel dell’immagine, in modo da ottenere una heatmap – ovvero un tipo di rappresentazione grafica che collega la variazione di temperatura con un certo colore, rendendo quindi il grafico più capibile – che riflette lo stato di salute delle piante, e quindi permetterebbe di dedurre eventuali stati di sofferenza ad esempio dovuti a carenze di acqua o di nutrienti. Il nostro team crede che questa possa essere davvero un’idea molto bella e anche molto importante per monitorare la salute delle piante in un’epoca dove sono quasi fondamentali per il mondo.

Il secondo progetto  si chiama “GyroMap“. Anche in questo caso notiamo il ritorno del termine “map”  accompagnato da “gyro”, abbreviazione del termine “gyroscope”, cioè “giroscopio”. Infatti il nostro altro team ha pensato di misurare l’accelerazione, che misureremo con un accelerometro, e la velocità angolare, misurata con il nostro caro giroscopio, in modo da riuscire a calcolare altitudine, posizione e movimento del nostro oggetto, attraverso una serie di complicate formule matematiche che un componente del nostra gruppo sta cercando di apprendere e imparare. Questo sistema si chiama Sistema di Navigazione Inerziale ed è stato molto usato nell’aeronautica militare prima dell’invenzione del GPS, o Global Position System che ormai tutti usano di continuo quando sfruttano Google Maps, in quanto permette di calcolare la posizione e la direzione di aerei e razzi anche senza un dispositivo di radiocomunicazione o riferimenti esterni, tuttavia, essendo un sistema inerziale è soggetto a un aumento dell’errore man mano che passa il tempo perciò ha bisogno di essere ricalibrato frequentemente. La nostra idea è quella di usare questo sistema in aggiunta al GPS, in parte come una specie di rievocazione, sperimentazione e messa a confronto di ciò che usavano i nostri antenati scienziati quando ancora non c’erano le conoscenze moderne e in parte per sostituire il GPS, che  spesso e volentieri non funziona, come purtroppo hanno appurato i membri del MakiaSat, con il suo malfunzionamento che ha fatto quasi smarrire il loro satellite.

Entrambi i nostri team sono molto affiatati e capaci e noi studenti ci stiamo unendo bene, condividendo le nostre conoscenze personali, così da crescere tutti insieme e allo stesso modo. Proprio in questi giorni stiamo cominciando ad ingranare. Inizialmente il lavoro era molto più astratto e non sapevamo benissimo cosa fare e come farlo ma adesso, che tutto sta cominciando a essere più chiaro, è molto più facile capire come e dove orientarsi, fino a vedere davvero la nostra strada, anche se fumosa, verso il lancio vero e proprio.

Potete visionare e seguire i nostri progetti, i loro sviluppi e i loro progressi fino al giorno del lancio ai seguenti link:

GyroMap: https://taplink.cc/gyromap

AgriMap: https://taplink.cc/agrimap

Vorrei, infine, condividere  la mia idea su questo sfidante progetto. Penso che sia un’imperdibile opportunità per tutti coloro che sono appassionati delle materie scientifiche in generale, perché, come detto in precedenza, il voto finale è composto da tanti piccoli fattori che, tutti assieme, possono portare alla vittoria. Perciò non abbiate paura, perché alcuni di noi, come il sottoscritto ad esempio, sono entrati nel laboratorio di fisica, luogo in cui si svolgono  di solito gli incontri del progetto, che non sapevo quasi niente mentre invece ora sono in grado di  spiegare e  gestire la comunicazione dei nostri progetti. Vorrei, inoltre, invitare tutti i miei compagni e coetanei che non frequentano corsi post scolastici di partecipare ad attività similari, non necessariamente scientifiche, perché sono proprio queste splendide occasioni che mi hanno fatto e mi stanno facendo amare il Machiavelli e saranno le stesse che mi forniranno le esperienze, lavorative e non, e che saranno il mio bagaglio per tutta la vita.

Lorenzo Guerriero della 2D (Vicecapo redattore) e la redazione La Macchia