Michelangelo Villano: dal Cilento in Germania per sviluppare microsatelliti

Speciale ERC Starting Grant

Gli italiani che hanno vinto in Europa

(30Science.com) – Roma, 01 dic. – Nei giorni scorsi lo European Research Council (ERC) ha assegnato gli Starting Grant. Si tratta di finanziamenti che vengono assegnati a giovani ricercatori che possono scegliere la sede dove svolgere le loro attività di ricerca. Tra i vincitori di questo bando ci sono cittadini di 46 paesi, in particolare tedeschi (70 ricercatori), italiani (41), israeliani (30) e olandesi (28). Non tutti i ricercatori e le ricercatrici italiane che hanno vinto questo consistente assegno (circa 1,5 milioni di euro) hanno scelto una sede in Italia  per sviluppare le loro attività. Alcuni hanno optato per altri paesi.

MICHELANGELO VILLANO sarà al German Aerospace Center (DLR) dove realizzerà il progetto DRITUCS (Distributed Radar Interferometry and Tomography Using Clusters of Smallsats)

Di cosa si occuperà il suo progetto?

Il mio progetto, DRITUCS, si occuperà dello sviluppo di sistemi radar satellitari per l’osservazione della Terra basati su cluster di microsatelliti (smallsats). Tali sistemi consentiranno di produrre, in un singolo passaggio del cluster di satelliti, modelli tridimensionali della superficie terrestre (digital elevation models) e tomogrammi, cioè modelli tridimensionali di un volume, ad esempio di una foresta, simili a quelli utilizzati nella diagnostica medica. DRITUCS prevede anche una sperimentazione di queste tecniche utilizzando clusters di droni con radar a bordo, che operano simultaneamente.

Quali possono essere le potenziali applicazioni di queste ricerche?

La tematica di ricerca è generale e le applicazioni sono molteplici. Per citarne alcune, la produzione di modelli tridimensionali delle superfici ghiacciate ad intervalli di tempo regolari permetterà di stimare in maniera molto accurata la quantità di ghiaccio che si scioglie ed il conseguente innalzamento del livello del mare. La produzione di tomogrammi, invece, consentirà di monitorare la quantità e le variazioni del volume delle foreste a livello globale. Queste informazioni sono note purtroppo attualmente solo in maniera grossolana e sono importantissime per comprendere l’impatto dei cambiamenti climatici sul nostro pianeta ed agire di conseguenza.

Perché è così importante?

I sistemi radar rispetto a quelli ottici permettono di operare anche in presenza di perturbazioni meteorologiche e di “penetrare” attraverso le superfici, ottenendo così informazioni altrimenti non accessibili (per esempio sulla struttura interna delle chiome degli alberi).
Lo stato dell’arte dei sistemi radar permetterebbe già di realizzare alcuni dei prodotti menzionati, ma a costi improponibili, di qui l’idea di utilizzare clusters di microsatelliti. Questi ultimi consentono di ridurre i costi dell’intera missione di un fattore dieci e favoriscono quindi l’approvazione di questi programmi da parte dei governi (soprattutto in tempi di crisi!).
Da un punto di vista tecnico, la peggiore qualità delle singole immagini radar acquisite dai microsatelliti è compensata dal numero delle osservazioni e da un’elaborazione innovativa delle immagini, che verrà messa appunto in questo progetto.

Qual è stato il suo percorso accademico?

Modello tridimensionale della superficie terrestre (digital elevation model) Credits: DLR

Sono cresciuto in un piccolo paesino del Cilento, Futani. Già ai tempi del liceo scientifico ero molto interessato alla matematica e ho partecipato al progetto Olimpiadi della Matematica, che mi ha anche permesso di venire a conoscenza delle Scuole e dei Collegi di Eccellenza, come ad esempio la Normale di Pisa.
Dopo il diploma, mi sono trasferito a Roma, dove ho studiato Ingegneria delle Telecomunicazioni alla Sapienza e sono stato contemporaneamente ospite del Collegio “Lamaro-Pozzani” dei Cavalieri del Lavoro, che non solo ha supportato i miei studi da un punto di vista economico, ma mi ha anche e soprattutto permesso di conoscere moltissime personalità e realtà, che sono state importantissime per il mio sviluppo professionale e personale.
A pochi mesi dal conseguimento della laurea (specialistica) mi sono candidato per un training di un anno (Young Graduate Trainee) presso l’Agenzia Spaziale Europea (European Space Agency – ESA), sono stato selezionato e mi sono trasferito in Olanda. L’Agenzia Spaziale Europea rappresenta un osservatorio privilegiato sulla ricerca e sui progetti nel settore dello spazio a livello europeo. Su consiglio della mia supervisor, mi sono quindi candidato per una posizione di ricerca presso il German Aerospace Center (DLR), il centro di ricerca leader a livello mondiale nel settore delle missioni radar ad apertura sintetica, e traferito a Monaco di Baviera, dove vivo da oltre tredici anni. In questo periodo ho conseguito un dottorato presso il Karlsruhe Institute of Technology, sono stato coinvolto nella progettazione di numerosi sistemi radar per missioni spaziali e in molteplici cooperazioni internazionali. Nel 2017 ho trascorso un periodo di ricerca presso il noto Jet Propulsion Laboratory (JPL) della NASA, in California, dove ho contribuito ad adattare alcune tecniche sviluppate nella mia tesi di dottorato ad una missione spaziale della NASA, il cui lancio è previsto per il 2024. Dal 2019 guido, sempre presso il DLR, un gruppo di ricerca e tengo un corso presso l’Università di Ulm.

Perchè non ha scelto di realizzare il suo progetto in una istituzione di ricerca italiana?

In linea di principio potrei ancora scegliere di realizzare il mio progetto in una istituzione di ricerca italiana. In tal caso, considerato il minor costo del lavoro e l’importo fisso del finanziamento, avrei anche a disposizione un team molto più ampio. Inoltre, molte università e centri di ricerca italiani hanno una lunga tradizione e sono tuttora ben posizionati nel settore. La mia scelta, tuttavia, ricadrà sull’istituzione che attualmente mi ospita, il DLR e in particolare il Microwaves and Radar Institute, che – come già menzionato – è leader mondiale nel settore. Le infrastrutture a disposizione, in particolare la possibilità di eseguire acquisizioni sperimentali con i satelliti attualmente in orbita e con i sistemi montati su aerei, infatti, offrono un vantaggio competitivo notevole nella ricerca e attraggono ricercatori eccellenti da ogni parte del mondo. Vado molto fiero del fatto che il mio gruppo di ricerca, per quanto giovane, abbia già ospitato ricercatori provenienti da ogni parte del mondo, dal Brasile all’India, dalla Nuova Zelanda alla Corea del Sud, solo per citare alcuni Paesi. Questo scambio interculturale non solo è molto importante per raggiungere i nostri obiettivi di ricerca, ma rende anche la nostra esperienza lavorativa molto piacevole e stimolante.

Tomogramma di una foresta realizzati utilizzando sistemi radar Credits: DLR

Quali sono i prossimi obiettivi della sua attività di ricerca

Per portare a termine la ricerca descritta nel progetto DRITUCS, dovrò anzitutto ampliare il mio team. Se qualche giovane lettore prossimo al conseguimento della laurea o del dottorato di ricerca in materie analoghe fosse quindi interessato ad unirsi a noi, è senz’altro invitato a contattarmi. Inoltre, sarà necessario procedere all’acquisto dei droni equipaggiati con radar a bordo e di sistemi di localizzazione degli stessi per eseguire le sperimentazioni.(30Science.com)