Due astrofisici in cima al podio di GiovedìScienza

09.05.2019

Edwige Pezzulli, prima classificata, ricercatrice all’Osservatorio astronomico dell’Inaf di Roma. Fonte: pagina Facebook di GiovedìScienza

Sei minuti e 40 secondi per presentare nel modo più efficace possibile la propria attività di ricerca. Venti slides da venti secondi ciascuna. E un’età inferiore ai 35 anni. Questi i rigidi vincoli imposti ai concorrenti del Premio GiovedìScienza, giunto quest’anno all’ottava edizione. Dieci i finalisti rimasti in gara, tre dei quali astrofisici dell’Inaf: Enrico Corsaro dell’Osservatorio di Catania, Andrea Longobardo dello Iaps di Roma ed Edwige Pezzulli, astrofisica in fase di transizione – fino all’estate scorsa all’Osservatorio di Roma e dai prossimi mesi negli Stati Uniti, all’università di Miami.

Ed è stata proprio quest’ultima, Edwige Pezzulli, con una presentazione sui primissimi buchi neri, a sbaragliare la concorrenza, conquistando i voti della giuria – uno per ciascuno dei cinque giurati e uno per ciascuna delle cinque scuole – e aggiudicandosi, insieme al primo posto, un bell’assegno da 5000 euro. «Non era semplice, avevo meno di sette minuti per spiegare un argomento molto complesso: come si sono formati i buchi neri primordiali. L’ho fatto ricorrendo a un parallelismo con i nostri alberi genealogici», dice Pezzulli a Media Inaf. E i soldi del premio, come se li spenderà? «Essendo in una fase lavorativa molto precaria, mi sa che per il momento me li metto sotto il cuscino…».

Andrea Longobardo (con l’assegno in mano), secondo classificato nonché vincitore ex aequo del premio “Futuro”, ricercatore all’Inaf Iaps di Roma. Fonte: pagina Facebook di GiovedìScienza

La premiazione si è svolta ieri, giovedì 9 maggio, al Salone del Libro di Torino, e sul podio insieme a Pezzulli c’era anche un altro astrofisico, Andrea Longobardo. Secondo classificato per GiovedìScienza, Longobardo ha poi vinto – a pari merito con Emilia Petronijevic del Dipartimento di scienze di base e applicate per l’ingegneria della Sapienza – il “Premio Futuro” per il miglior studio di fattibilità. Il suo argomento erano le microbilance, ed è all’intero team della pluripremiata microbilancia Cam – del quale fanno parte, oltre a Longobardo, anche Ernesto Palomba e Fabrizio Dirri, tutti dell’Inaf Iaps di Roma – che è andato l’assegno da 1500 euro.

«Il premio “Futuro” proprio a me, che ero il più “anziano” fra i dieci partecipanti…», scherza Longobardo, che con i suoi 35 anni di prospettive per il futuro ne ha ovviamente in abbondanza. E ha già ben chiaro anche di cosa si occuperà nei prossimi mesi. «Continuerò a dedicarmi alla missione Rosetta, che sebbene sia terminata sta ancora fornendo molti dati. E al progetto delle microbilance, sia per impieghi spaziali sia qui, sulla Terra, per il monitoraggio delle polveri sottili».

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Hayabusa-2 ha sparato il suo proiettile

Small Carry-on Impactor. Crediti: Jaxa

Quasi come l’eroe di una saga fantasy, il “falco pellegrino” Hayabusa-2 – la sonda giapponese che sta esplorando l’asteroide Ryugu – ha estratto stanotte un altro oggetto “magico” dal suo arsenale. In asciutto termine tecnico viene definito Small Carry-on Impactor (Sci), una sorta di cartuccia auto-innescante, con un proiettile da due chilogrammi di rame. Questo proiettile, definito liner, è stato progettato per impattare sulla superficie dell’asteroide a una velocità superiore ai 7mila chilometri all’ora, non molto inferiore a quella a cui avviene lo scontro tra asteroidi nello spazio.

L’impatto dovrebbe scavare sull’asteroide Ryugu un cratere artificiale, sul fondo del quale la sonda Hayabusa-2 andrà poi a prelevare un campione di terreno, in maniera simile a quanto già fatto sulla superficie solo un mese fa.

Per avere la conferma definitiva che tutto è andato come previsto bisognerà aspettare qualche giorno, quando saranno arrivate al centro di controllo e saranno state valutate dai tecnici della missione tutte le riprese effettuate dalla Dcam3, una sorta di action-cam che la navicella Haybusa-2 ha lasciato come testimone dell’impatto, prima di andarsi a nascondere dietro l’asteroide.

Immagine presa con la camera di navigazione ottica grandangolare di Hayabusa-2 pochi secondi dopo la separazione dello Sci, i cui catarifrangenti sono illuminati dal flash usato per scattare la foto. Crediti: Jaxa/Hayabusa-2

Dopo avere rilasciato lo Small Carry-on Impactor, la navicella Hayabusa-2 correva infatti il rischio di essere investita da eventuali frammenti dell’esplosione a mezzaria che ha lanciato il proiettile di rame verso l’asteroide, nonché da polveri sollevate nell’impatto del liner con la superficie.

Per questo motivo, dopo aver sganciato l’impattore Hayabusa-2 ha compiuto una manovra evasiva, per poi ricollocarsi a fine operazioni in “casa base”, la Home Position a 20 chilometri di distanza dall’asteroide.

«Da quanto si sa, tutte le operazioni sono andate secondo quanto programmato e lo spacecraft si è messo in una posizione di sicurezza», conferma a Media Inaf Ernesto Palomba dell’Inaf Iaps di Roma, membro del team di Hayabusa-2, che sta seguendo in diretta l’evolversi dell’esperimento. «Sul fatto che il proiettile abbia generato un cratere o meno c’è ancora un po’ incertezza, prima di avere pronte tutte le immagini della Dcam3 ci vorrà qualche giorno».

Lo scopo dell’operazione è di analizzare il materiale “fresco” sotto la superficie, rimasto quasi immutato dai tempi della creazione del Sistema solare, mentre lo strato più esterno dell’asteroide veniva trasformato da agenti esterni, come raggi cosmici e micrometeoriti.

Le primissime immagini arrivate dalla Dcam3 permettono di scorgere la polvere sollevata dall’impatto. Crediti: Jaxa/Hayabusa-2

«Dal punto di visto scientifico ora avverrano due cose», spiega Palomba. «Prima sarà fatta un’analisi del cratere, di questa zona che sarà stata scavata dal proiettile, per cercare di capire la differenza con quello che c’era in precedenza, per verificare sotto la superficie dell’asteroide come si è conservato il materiale, che sarà sicuramente originario e sarà quello che ha avuto meno interazioni con lo spazio. Quindi si procederà a una nuova fase di avvicinamento della sonda, che farà esattamente lo stesso tipo di operazione di campionamento già eseguita qualche settimana fa, raccogliendo alcuni granelli di polvere attraverso una sorto di imbuto. Seguirà un’ulteriore fase in cui Hayabusa-2 resterà a studiare l’asteroide per poi ripartire verso la Terra e riportare a casa i campioni fra circa un anno e mezzo».

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Ryugu, pubblicati su Science i primi risultati

Crediti: Jaxa, University of Tokyo, Kochi University, Rikkyo University, Nagoya University, Chiba Institute of Technology, Meiji University, University of Aizu, Aist

I primi risultati dell’analisi dei dati ottenuti dal “falco pellegrino” Hayabusa2 dell’agenzia spaziale giapponese Jaxa sull’asteroide Ryugu – anticipati martedì scorso in Texas durante la 50esima Lunar Planetary Science Conference – vengono pubblicati sul numero di Science di questa settimana. Un piccolo “speciale” di tre articoli, due dei quali firmati anche dai due ricercatori dell’Istituto nazionale di astrofisica direttamente coinvolti nella missione, Ernesto Palomba e Davide Perna.

Tre articoli, guidati da altrettanti team di ricerca internazionali, che descrivono massa, dimensioni, forma, densità, spin e proprietà geologiche del corpo celeste. Caratteristiche volte a definire il contesto geologico necessario per comprendere al meglio le analisi dei campioni che la sonda sta ancora raccogliendo, destinati a giungere sulla Terra alla fine del 2020.

La prima cosa che colpisce, pensando all’asteroide tanto amato dal chitarrista dei Queen Brain May, è senza dubbio la forma: a spinning-top shape, una “trottola”, la definisce il primo dei tre studi pubblicati Science, guidato da SeiIchiro Watanabe della Nagoya University. Ma la forma non è l’unica caratteristica che ha colpito i ricercatori. Tra i risultati, dicevamo, c’è anche la sua densità: 1.19 grammi per centimetro cubo. Una densità bassa, che suggerisce per questa trottola spaziale un cuore molto poroso. Quanto alla la massa, si parla di 450 milioni di tonnellate, con un’incertezza di appena l’1.3 per cento. Ma non è finita, grazie alle analisi da remoto, gli autori hanno identificato un potenziale sito di atterraggio per una ulteriore raccolta di campioni, l’analisi dei quali – alla luce di quelli già ottenuti – può meglio chiarire come Ryugu abbia acquisito una forma così bizzarra.

Nel secondo articolo, il team di ricerca guidato da Seiji Sugita, dell’università di Tokyo, ha invece cercato di ricostruire l’albero genealogico dell’asteroide, le sue origini. Piccoli asteroidi come Ryugu – dicono i ricercatori – potrebbero essersi formati nel corso dell’evoluzione del Sistema solare a seguito della distruzione catastrofica di corpi assai più vecchi e al successivo riaccumulo dei cocci. La preponderanza di materia con scarsissime tracce di acqua porta poi i ricercatori a ipotizzare che il progenitore di Ryugu fosse anch’esso un corpo estremamente arido, ma non è l’unico scenario possibile.

«Sia la morfologia che l’uniformità delle caratteristiche spettrali dell’asteroide Ryugu», dice a questo proposito Davide Perna, dell’Inaf osservatorio astronomico di Roma, fra i coautori dell’articolo, co-investigator dello spettrometro infrarosso Nirs3 a bordo della sonda, «fanno pensare che questo corpo celeste si sia formato a seguito di un impatto primordiale subìto da un corpo celeste “genitore”, i cui frammenti si siano riaggregati per costituire l’asteroide come oggi lo osserviamo. L’energia termica sviluppatasi in questo impatto potrebbe aver causato una parziale disidratazione del materiale, giustificando così la debole intensità osservata per la banda di assorbimento dell’OH».

I risultati delle analisi spettroscopiche a infrarossi sulla composizione della superficie di Ryugu ottenuti dal terzo team – quello guidato da Kohei Kitazato dell’università di Aizu, sempre in Giappone, e che vede fra gli autori anche i due ricercatori dell’Inaf – offrono un quadro ancora più completo. Quest’ultimo studio, in particolare, ha messo in luce la presenza di minerali idrati nella superficie scura dell’asteroide. Una presenza che fa supporre ai ricercatori di trovarsi davanti a qualcosa di affine alle condriti carbonacee, visto che i dati spettrali sono simili a quelli di queste meteoriti.

«Dall’analisi dei dati dello strumento Nirs3 a bordo della sonda Hayabusa 2», spiega infatti Ernesto Palomba dell’Inaf Iaps di Roma, fra i coautori dell’articolo, membro del team Hayabusa2, co-investigator della camera Onc e dello spettrometro infrarosso Nirs3, «si evince che Ryugu ha una superficie molto scura e possiede una struttura spettrale che è indicativa della presenza in superficie di materiale contenente ossidrile, lo ione dell’acqua costituito da un atomo di ossigeno e uno di idrogeno (OH). Questo materiale risulta presente sulla superficie dell’asteroide in modo omogeneo, ma in lieve abbondanza». 

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Ryugu, il falco ha catturato la sua preda

Dall’alto verso il basso, il punto di approdo prima, durante e dopo il touchdown. Nell’ultimo pannello è facile distinguere la nuvola di materiale sollevata dal proiettile, segno che la procedura di raccolta dei campioni si è svolta correttamente. Crediti: Jaxa

The potential for sample collection is high”. Dovendo riassumere in una sola frase il report reso pubblico dalla Jaxa dopo il primo touchdown di Hayabusa2 – il “falco pellegrino” – sull’asteroide Ryugu, la scelta non potrebbe che cadere su questa: la probabilità che siano stati raccolti dei campioni è elevata. Se a un orecchio inesperto non sembra trasudare entusiasmo, in realtà è il massimo successo al quale si poteva ambire in questa fase della missione. La certezza assoluta che un campione sia stato effettivamente prelevato dalla superficie dell’asteroide, infatti, potremo averla solo quando la capsula della sonda giapponese rientrerà sulla Terra, non prima della fine del 2020. Fino ad allora possiamo solo sperare. Ma gli indizi raccolti durante touchdown del 21 febbraio autorizzano a essere più che ottimisti. Vediamoli.

Il primo è l’andamento della sonda di temperatura del meccanismo d’esplosione del proiettile di tantalio al quale spettava il compito di frantumare il suolo. La telemetria mostra un improvviso incremento in corrispondenza della ricezione del comando di “sparo”, segno che il proiettile è stato effettivamente esploso.

Impressione del resto confermata anche da un secondo indizio: le straordinarie immagini acquisite da Cam-H, la piccola fotocamera di bordo acquistata grazie al crowdfunding di appassionati che hanno voluto partecipare in prima persona alla missione, e dalla fotocamera grandangolare Onc-W1. Immagini che mostrano un indubbio sconvolgimento del terreno subito dopo il touchdown: una nuvola di frammenti che, esattamente come previsto, dopo essersi sollevati fluttuano a lungo nel vuoto a causa della bassissima gravità dell’asteroide.

Ed è proprio incamerando alcuni di questi frammenti che Hayabusa2 raccoglie i campioni, facendo in modo che risalgano lungo il “corno” (un lungo tubo appositamente predisposto) per poi depositarsi nell’area di raccolta al suo interno. Ebbene – terzo indizio del fatto che le cose sono andate secondo il programma – la telemetria mostra che il coperchio dell’area di raccolta si è azionato correttamente, ruotando in senso orario e spostando la fenditura sulla seconda area di raccolta, quella destinata a ospitare i campioni del prossimo touchdown.

«Il touchdown è andato benissimo», conferma a Media Inaf Ernesto Palomba dell’Inaf Iaps di Roma, membro del team di Hayabusa-2 e co-investigator della camera Onc e dello spettrometro Nirs3. «Il proiettile, nonostante le sue ridotte dimensioni, ha sollevato molti detriti e polveri e ci si aspetta un gran raccolto! Tanto che il terzo touchdown previsto nel piano originale dall’agenzia spaziale giapponese ha molte probabilità di venire cancellato, viste anche le criticità di un operazione del genere. Il secondo touchdown, invece, è confermato, e in questi giorni si stanno effettuando le prime osservazioni del secondo sito di campionamento. A metà aprile è previsto il “bombardamento” di questo nuovo sito, e all’interno del cratere che si sarà formato avverrà la cattura di altri frammenti del regolite circa un mese dopo. Noi del team stiamo vivendo momenti irripetibili e molto eccitanti».

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Alla Maker Faire con gli artigiani dell’astronomia

Dal 12.10.2018 al 14.10.2018

La mappa degli spazi della Maker Faire. Illustrazioni di Carola Ghilardi

Già solo a scorrere sul sito le fotografie delle passate edizioni si intuisce che sarà un appuntamento non convenzionale, allergico all’incasellamento, ribelle. A metà strada tra la convention e il motoraduno, tra futuro digitale e ingranaggi sporchi di grasso, dove si arriva con i mezzi e si riparte sognando di pilotare uno dei folli veicoli di Mad Max costruito con le proprie mani. È la Maker Faire Rome, il più grande evento europeo sull’innovazione, come recita la locandina. Un evento “family-friendly” ricco di invenzioni, creatività e inventiva. Una celebrazione della cultura e del movimento #makers. Un luogo dove maker e appassionati di ogni età e background si incontrano per presentare i propri progetti e condividere le proprie conoscenze e scoperte.

Teatro della kermesse sarà la Fiera di Roma, a partire da venerdì 12 ottobre, alle 10:30, con il consueto spettacolare evento d’apertura, condotto da Riccardo Luna, per fare il punto con i maker che costruiscono il futuro ogni giorno unendo ingegno e passione. Una novità di questa  edizione è l’area dedicata allo Spazio, ideata da Maker Faire Rome in collaborazione con la sezione italiana della British Interplanetary Society e della Scuola di ingegneria aerospaziale dell’Università Sapienza di Roma.

Tra le attrazioni di quest’area – a fianco di oggetti leggendari come l’Apollo Guidance Computer (una delle più grandi innovazioni del programma Apollo), il modello di un razzo Saturno V in scala 1:10, reperti storici originali e simulatori di volo spaziale con cui il pubblico potrà interagire – anche alcuni stand ideati da ricercatrici e ricercatori dell’Istituto nazionale di astrofisica: Gelato o lessato?, dove con una schedina Arduino, una lampada led e qualche tortiera il pubblico potrà toccare con mano come gli astronomi siano in grado di decidere se un pianeta di un altro sistema solare possa o meno ospitare la vita; L’officina degli errori, uno spazio dedicato al tinkering e al suo impiego come mezzo per diffondere la cultura scientifica e astrofisica, stimolare l’interesse nell’esplorazione spaziale, nella ricerca scientifica così come nei suoi meccanismi, tecnologie e sfide; Pianeti in una stanza, un kit a basso costo che sfrutta la stampa 3d per permettere a insegnanti, studenti, astrofili e gestori di piccoli musei di realizzare un simulatore di pianeti; e infine Tre, due, uno: Space Spritz!, un exibit che offre la possibilità di mettere il proprio veicolo spaziale sulla rampa di lancio, fare il conto alla rovescia e lanciarlo.

Michele Maris, ricercatore all’Inaf di Trieste e maker

Ma chi sono, esattamente, e cosa fanno questi makers? Lo abbiamo chiesto a Michele Maris, ricercatore all’Inaf di Trieste e ideatore dell’esperimento “Gelato o lessato?”.  

«Makers è una parola complicata che si potrebbero tradurre come “artigiani digitali”. Persone che usano tecnologie digitali quali: taglio laser, macchine Cnc, stampanti 3d e disegni Cad per trasformare i propri pensieri da sogni a realtà».

E che ci fate voi astronomi, gli eredi di Galileo, in mezzo a tutti quei makers?

«Non tutti sanno che Galileo non era solo un abile matematico, filosofo naturale, umanista e scienziato: era anche un abile artigiano. E per molti secoli l’abilità artigianale è stata una compagna costante di ogni bravo scienziato, al pari della capacità di disegnare, far di calcolo, comunicare il proprio pensiero e le proprie scoperte. In un mondo in cui bastava disporre di un buon orologio per scoprire qualche cosa di nuovo, l’abilità di immaginare nuovi strumenti ed esperimenti era solidamente unita alla capacità di costruirli ed usarli. Come per gli artisti, in quell’epoca il pensiero scientifico passava attraverso il lavoro delle mani».

Poi cos’è accaduto?

«Col passare dei secoli, la complessità della ricerca scientifica e la sofisticazione degli strumenti si è fatta tale da rendere praticamente impossibile per un singolo gruppo di ricerca o un singolo ricercatore pensare di costruire i propri strumenti. Vi sono aree di ricerca in cui la costruzione di un singolo esperimento può impegnare migliaia di persone, centinaia di aziende e decine di enti di ricerca. Piano piano, il mondo della scienza si è diviso tra chi costruisce strumenti ed esperimenti e chi si occupa degli aspetti di analisi scientifica. Curiosamente, questo nuovo modo di far scienza si può far risalire tra l’altro ad Enrico Fermi e al suo gruppo di Via Panisperna a Roma. Che però fu forse uno degli ultimi fisici a sentirsi a proprio agio tanto nel risolvere complesse equazioni matematiche, quanto nel prendere un cacciavite, sporcarsi le mani di grasso e costruire un nuovo apparato».

Fermi sarà anche stato uno degli ultimi, fatto sta che oggi anche lei è qui fra motori e ingranaggi… come ci è arrivato?

«È che per molti di noi la nostalgia del tempo in cui era possibile interrogare la natura tanto col cacciavite quanto con carta e penna non è mai venuta meno. E il mondo emergente degli artigiani digitali, i maker, potrebbe permettere di sanare questa ferita. Così, incuriositi da questa cosa nuova, in questi anni alcuni di noi hanno cominciato a frequentare il mondo maker, a volte spinti dal desiderio di costruire esperimenti per far toccare con mano al pubblico, agli amici o ai propri figli cose come la luce, l’elettricità o le forze che governano il nostro mondo. Ma giocando con le tecnologie di fabbricazione digitale abbiamo acquisito confidenza col mondo maker. Con sorpresa abbiamo scoperto che con queste tecnologie possiamo costruire prototipi di strumenti, di componenti di satelliti artificiali, di nanosatelliti. O di quello strumento che ci sarebbe tanto piaciuto attaccare al telescopio ma che non era più disponibile. E chissà, spingendo avanti lo sguardo, forse le prossime generazioni di scienziati oltre ad essere buoni matematici, programmatori, e scrittori, torneranno ad essere anche buoni artigiani».


I quattro stand Inaf, tutti nell’area Maker for space, dedicata allo spazio:

I saltellanti Minerva arrivano su Ryugu

Immagine dell’asteroide Ryugu presa dalla sonda Hayabusa2 con lo strumento wide-angle camera ONC-W1. Crediti: Jaxa

Cosa ha di speciale la missione Hayabusa-2 (che vuol dire falco pellegrino) della Japan Aerospace Exploration Agency (Jaxa)? Riporterà sulla Terra campioni dell’asteroide 162173 Ryugu, che si trova a 300 milioni di chilometri dalla Terra e tutto questo anche grazie a dei piccoli robottini. Dopo l’esercitazione della settimana scorsa, il primo dei rover Minerva-II (MIcro Nano Experimental Robot Vehicle for Asteroid, seconda generazione) è stato depositato con successo sulla superficie dell’asteroide a forma di diamante (o di il dango, un tradizionale dolce di riso giapponese).

I rover Minerva sono i successori dell’omonimo robottino a bordo della la prima sonda Hayabusa che 8 anni fa ritornò sulla Terra con i campioni dell’asteroide 25143 Itokawa.

Ernesto Palomba, ricercatore all’Inaf Iaps di Roma e membro della missione Hayabusa-2

Ernesto Palomba, ricercatore presso l’Istituto di astrofisica e planetologia spaziali (Iaps) dell’Inaf, membro del team di scienziati italiani che lavoreranno ai dati raccolti dalla sonda nonchée co-investigator della camera Onc e dello spettrometro Nirs3, spiega: «Minerva II-1 e II-2 sono due piccole sonde contenenti tre microrover, la cui configurazione è rimasta nel più grande segreto anche a noi del team fino a poco tempo fa. Minerva II-1 è quella rilasciata giusto stanotte e contiene due microrover (Rover 1A e Rover 1B) di 1,1 chilogrammi circa, ciascuno dotato rispettivamente di 4 e 3 fotocamere, che saranno utilizzate per generare immagini stereo della superficie di Ryugu. La miniaturizzazione spinta  ha costretto a minimizzare la strumentazione a bordo. Oltre le fotocamere sono presenti, infatti, solamente alcuni sensori di temperatura, un accelerometro ed un giroscopio».

Questi piccoli robottini dal diametro di 18 centimetri (altezza 7 centimetri) sono il futuro – anzi il presente – della robotica spaziale. Ma cosa li differenzia, per esempio, da quelli presenti da anni su Marte? Palomba sottolinea che «hanno una concezione drasticamente differente dai tipici rover lunari o marziani: la loro massa è un decimo del primo rover marziano (Sojourner) e la loro mobilità è molto particolare visto che non sono dotati di ruote  e si muoveranno a saltelli invece che muovendosi aderenti alla superficie».

I rover Minerva sulla superficie dell’asteroide Ryugu. Crediti: JAXA

«Il punto di atterraggio selezionato dal nostro team per Minerva II-1 è il punto più a settentrione di Ryugu posizionato tra i 30 e i 60 gradi di latitudine, una regione molto popolata da massi di grandi dimensioni», aggiunge il ricercatore.

Nel carico della sonda è previsto anche il laboratorio spaziale Mascot (Mobile Asteroid Surface Scout), che «non è un rover, bensì un lander, dunque non appena sarà atterrato rimarrà immobile per tutta la durata della missione. A differenza dei Minerva è però molto più sofisticato dal punto di vista strumentale. Ciò gli consentirà di studiare dettagliata mente la superficie di Ryugu, dalla composizione chimica alla consistenza fisica del suolo, come anche alla geologia nella prossimità del sito di atterraggio di Mascot».

La base della sonda Hayabusa2. Crediti: Jaxa

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La lunga notte della ricerca

28.09.2018

Un momento della conferenza stampa presso la sede del Ministero dell’Istruzione, Università e Ricerca a Roma

In una conferenza stampa che si è appena conclusa nella sede del Ministero dell’Istruzione, Università e Ricerca, aperta dal saluto del sottosegretario del Miur Lorenzo Fioramonti e che ha visto la partecipazione del presidente dell’Istituto nazionale di astrofisica (Inaf) Nichi D’Amico, del presidente dell’Istituto nazionale di fisica nucleare (Infn) Fernando Ferroni, di quello del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr) Massimo Inguscio, del direttore generale dell’Istituto di geofisica e vulcanologia (Ingv) e di Andrea Zanini, portavoce dell’Agenzia spaziale italiana  (Asi) – è stata lanciata l’edizione 2018 della Notte europea dei ricercatori.

«Oggi assistiamo a una corsa senza precedenti di tutti i Paesi del mondo nella realizzazione di imponenti infrastrutture astronomiche, oltre che alla partecipazione a missioni spaziali di esplorazione dell’universo sempre più ambiziose», commenta il presidente dell’Inaf D’Amico. «In questo quadro, le manifestazioni pubbliche connesse alla divulgazione dell’astronomia e dell’astrofisica moderna assumono un ruolo fondamentale: comunicare alla popolazione il carattere strategico dell’astronomia moderna per il futuro dell’umanità, che non solo spinge ai confini dell’Universo le nostre conoscenze, ma configura asset cruciali per l’innovazione e per la sicurezza del pianeta. Il nostro Inaf, che possiede al suo interno tutti i mezzi, intellettuali e strumentali, per l’esplorazione dell’Universo, a tutte le lunghezze d’onda, da terra e dallo spazio, è quindi in prima linea anche sul fronte della divulgazione e della comunicazione».

Era il 2011 quando l’Inaf partecipò per la prima volta come partner a questa manifestazione, sette anni dopo gli eventi che vedono coinvolto l’Istituto si sono moltiplicati, coltivando lo spirito dell’iniziativa, promossa fin dal 2005 dalla Commissione Europea: creare occasioni di incontro tra ricercatori e cittadini per diffondere la cultura scientifica e la conoscenza delle professioni della ricerca in un contesto informale e stimolante. Quest’anno per il 28 settembre il calendario è ricco più che mai e spazia dai seminari scientifici ai laboratori per bambini, dalle visite guidate alle nostre sedi, alle osservazioni al telescopio.

«L’Inaf può avere un calendario così ricco per la Notte europea dei ricercatori solo perché il suo dialogo con la società è continuo e costante per tutto l’anno, da tanti anni», dice Stefano Sandrelli, responsabile per la divulgazione e didattica dell’Inaf. «Noi vogliamo che la nostra scienza scenda per le strade, che diventi un paesaggio comune. Vogliamo che le persone possano esplorare l’astrofisica con divertimento, interesse, spirito critico e senza timori. La scienza è un’impresa collettiva guidata dalla curiosità e dalla passione: condividerla, per noi, aggiunge entusiasmo all’entusiasmo».

Ecco di seguito un’anticipazione di quelle che saranno, città per città, le iniziative dell’Inaf per la Notte europea dei ricercatori.

A Palermo

L’Osservatorio astronomico di Palermo e l’Istituto di astrofisica spaziale e fisica cosmica dell’Inaf sono coinvolti nella manifestazione insieme all’Università di Palermo nell’ambito del progetto Sharper. La Notte dei ricercatori, che sarà uno degli eventi ufficiali del programma di Palermo Capitale Italiana della Cultura 2018, vedrà i ricercatori dei nostri istituti animare l’Orto botanico. Un’occasione unica per conoscere uno dei progetti di punta dell’Inaf, Astri, parlando con i ricercatori che contribuiscono alla sua realizzazione, partecipare a uno dei laboratori di astronomia per ragazzi e adulti curiosi dal titolo “Esploriamo l’Universo, dal sistema solare ai buchi neri”, o ascoltare gli interventi su esplosioni di supernove, origine degli elementi chimici, ricerca di pianeti extrasolari e radici cosmiche della vita nello spazio che i nostri ricercatori porteranno nell’Open Mic Time. Nella sezione Storytellers Night Show verrà presentata la conferenza “Il cosmo tra le note – appunti di un astronomo divulgatore”. Sarà inoltre possibile fare osservazioni ai telescopi.

A Catania

L’Osservatorio astrofisico di Catania dell’Inaf ha in programma almeno quattro eventi, sempre nell’ambito del progetto Sharper. Alla stazione metro Giovanni XXIII la direttrice dell’Osservatorio astrofisico di Catania, Grazia Maria Umana, sarà intervistata nel corso dello spettacolo “Le grandi sfide”, mentre in Piazza Università sarà possibile partecipare al seminario interattivo “Cosmo senza Misteri”. Altra fermata altra attività: nella sezione minitalk saranno protagoniste “Le meraviglie del cielo”, alla Stazione Milo. La sede dell’Osservatorio sarà inoltre aperta per permettere osservazioni guidate della fotosfera e della cromosfera del Sole, con l’iniziativa “Guarda che Sole”. Le attività a Catania proseguiranno anche il 29, con il gioco a premi “Quanto nei sai di Astronomia?”

A Napoli

Per le attività di “Aspettando la notte…”promosse dall’Osservatorio astronomico di Capodimonte dell’Inaf, il 22 e il 23 settembre, presso il teatrino di corte della Reggia di Caserta, verranno presentate due conferenze spettacolo sullo studio delle onde gravitazionali. Il 25 settembre, nel teatro di corte del Palazzo reale di Napoli, avrà invece luogo la conferenza pubblica dal titolo “Suoni e Luci per una nuova esplorazione dell’Universo”. A chiudere la mattinata gli astronomi di Capodimonte guideranno il pubblico e gli studenti alle osservazioni del Sole dal Cortile d’Onore del Palazzo reale. L’Inaf di Capodimonte sarà protagonista anche nel cuore dell’Europa, il 25 e 26 settembre, presso il Parlamentarium, il centro visitatori del Parlamento europeo a Bruxelles, per l’evento “Science is wonderful!”, promosso dalla Commissione Europea – Marie Curie Actions, con il corto animato Shedding lights on Photons!, alla scoperta dei segreti delle luci dell’universo.

Nella notte del 28 settembre, nella Galleria Umberto I, si svolgeranno laboratori didattici e giochi interattivi sulla spettroscopia e sul lensing gravitazionale. Inoltre, nel cortile d’Onore di Palazzo reale, con i corner patrocinati da Eso, Esa e Nasa-Psyche mission, i ricercatori Inaf di Capodimonte trasporteranno i visitatori alla scoperta dei risultati scientifici raggiunti con i più grandi telescopi al mondo e delle future missioni spaziali verso il Sole, Marte, Giove e Psyche, l’asteroide scoperto a Napoli da Annibale De Gasparis nel 1852. Infine, su piazza del Plebiscito gli astronomi partenopei guideranno la platea degli appassionati nelle osservazioni ai telescopi dei principali fenomeni celesti della serata.

A completare il programma, la mattina del 29 settembre gli astronomi di Capodimonte saranno a Città della Scienza per il passaggio di testimone tra la Notte europea dei ricercatori e Futuro Remoto, con laboratori didattici per bambini e per fare osservazioni astronomiche del Sole con lo smarthphone.

A Roma

L’Istituto di astrofisica e planetologia spaziali (Iaps) di Roma e l’Osservatorio astronomico di Roma dell’Inaf collaborano al progetto ScienzaInsieme, che aderisce a Ern-Apulia, il progetto coordinato dall’Università del Salento nell’ambito della Notte europea dei ricercatori. Venerdì 28, presso lo Iaps, sarà possibile visitare i laboratori di ricerca dove si costruiscono e testano gli strumenti spaziali che hanno volato e voleranno a bordo di missioni spaziali Nasa ed Esa. I riflettori verranno accesi sulla missione BepiColombo, in partenza per il pianeta Mercurio, ma anche su missioni storiche come Juno, Herschel, Integral, Dawn e Rosetta. Sarà inoltre possibile visitare exhibit, esperimenti e spettacoli su argomenti legati al Sistema solare, all’universo più profondo e all’esplorazione spaziale. L’appuntamento è all’Area di ricerca di Tor Vergata.

L’Osservatorio di Roma dell’Inaf sarà aperto alle visite, saranno presenti postazioni per effettuare osservazioni ai telescopi e un punto ristoro, per consentire ai visitatori di saziare mente e corpo. Saranno realizzate inoltre varie postazioni gestite dai tanti gruppi di ricerca che animano le attività dell’Osservatorio, per poter conoscere da vicino le tematiche astrofisiche che vengono trattate dall’Istituto e parlarne con i diretti protagonisti.

A Bologna

A Bologna, l’Inaf partecipa alla Notte dei ricercatori attraverso il consorzio Society: acronimo della risposta alla domanda “How do you spell ‘research’? Science, histOry, Culture, musIc, Environment, arT, technologY”. Society, per l’appunto. La Notte europea dei ricercatori arriva così a Bologna, Cesena, Forlì, Predappio, Ravenna e Rimini, per esplorare le possibili intersezioni tra scienza, cultura e società.

A Bologna la Notte dei ricercatori si svolge nel cuore della città universitaria, lungo via Zamboni e nei suoi palazzi. L’Osservatorio di astrofisica e scienza dello spazio e l’Istituto di radioastronomia dell’Inaf saranno presenti con exhibit, laboratori e planetario.

Numerosi sono anche gli eventi ‘di avvicinamento’ in vista del 28, come aperitivi scientifici, conferenze e interventi presso il Museo ebraico, il Mambo (Museo di Arte Moderna) e il teatro Arena del Sole.

A Milano

L’Osservatorio astronomico di Brera dell’Inaf ha in programma presso il Museo nazionale della scienza e della tecnologia “Leonardo da Vinci” di Milano laboratori sui temi delle onde gravitazionali, degli esopianeti e dell’esplorazione di Marte. Inoltre una ricercatrice Inaf parteciperà alla tavola rotonda sulla colonizzazione del Pianeta rosso, sempre al Museo Leonardo da Vinci. La sede di Merate sarà coinvolta nell’evento MeetMeTonight a Lecco, in piazza Garibaldi, con due laboratori sperimentali: uno sull’interferometria, per spiegare la rilevazione delle onde gravitazionali, l’altro sulla spettrometria, con la registrazione dello spettro di emissione di diverse sorgenti di luce per spiegare il comportamento delle stelle.

A Trieste

I ricercatori dell’Osservatorio astronomico di Trieste dell’Inaf porteranno il pubblico alla scoperta del cosmo: con il naso all’insù per guardare pianeti, stelle e costellazioni grazie a due telescopi da campo e un raggio laser. Si partirà dal Triangolo estivo per arrivare fino a Marte, il tutto dal Molo Audace. Palazzo della Borsa Vecchia sarà invece la cornice dell’evento “Vieni a sentire i racconti dei ricercatori!”, passione per la ricerca ed esperienze personali, difficoltà e ostacoli, piccole e grandi vittorie di uomini e donne che si dedicano alla scienza, in collaborazione con l’Università di Trieste, Sissa, Area Science Park, Icgeb, Elettra Sincrotrone Trieste, Ictp, Ogs, Museo civico di storia naturale.

Altri eventi sono previsti nelle sedi Inaf di Padova e Torino, le attività sono ancora in corso di definizione.

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BepiColombo corre inesorabile verso il lancio

I due orbiter Mmo e Mpo durante la fase di integrazione. Crediti: Esa

Uno è dell’agenzia spaziale giapponese Jaxa, si chiama Mmo (Mercury Magnetospheric Orbiter) e avrà il compito di studiare in dettaglio l’ambiente magnetico di Mercurio, l’interazione del pianeta con il vento solare e la chimica della sua impalpabile esosfera. L’altro è dell’Esa, l’Agenzia spaziale europea, si chiama Mpo (Mercury Planetary Orbiter) ed è quello della coppia che più si avvicinerà a Mercurio, per analizzarne la superficie e la composizione. Sono i due orbiter della missione BepiColombo: è al loro interno che si trovano tutti gli strumenti scientifici, e finalmente – superata con successo l’ultima revisione, la qualification acceptance review – i tecnici dell’Esa hanno potuto impilarli l’uno sull’altro nella configurazione di volo: quella che manterranno per l’intera durata del viaggio, dal momento del lancio fino a quello della separazione, in programma fra sette anni, per poi procedere ciascuno per conto proprio in orbita attorno al pianeta più interno del Sistema solare.

«La notizia spiana la strada al lancio della sonda previsto per il 19 ottobre», dice a Media Inaf Francesco Santoli dell’Inaf Iaps di Roma, deputy principal investigator dello strumento Isa. «I miei complimenti alle persone che lavorano alacremente a Kourou perché tutto sia pronto per quella data. Accanto a questa fervente attività sullo spacecraft, anche i team scientifici, in particolare i quattro strumenti italiani coinvolti in questa importante missione europea-giapponese, stanno concentrando i loro sforzi nella preparazione delle operazioni da fare subito dopo il lancio. Durante le prossime settimane, Isa, Serena, More e Simbio-Sys parteciperanno, infatti, alle simulazioni della near-earth commissioning phase presso il controllo di missione Esa di Darmstadt, in Germania».

Isa, Serena, More e Simbio-Sys sono, appunto, i quattro strumenti a guida italiana della missione, tutti ospitati nell’orbiter Mpo. Per quest’ultimo, e per il modulo di trasferimento Mtm, è già in programma per la settimana che va dal 5 al 12 settembre il rifornimento di propellente, punto di non ritorno che prelude al lancio, in calendario per le le 3:45 ora italiana del 19 ottobre da Kourou, nella Guyana francese, a bordo di un vettore Ariane V.

I geofisici americani premiano Roberto Bruno

Roberto Bruno, 63 anni, senior researcher all’Inaf Iaps di Roma, ha vinto lo Space Weather and Nonlinear Waves and Processes Prize, assegnato annualmente dall’Agu (American Geophysical Union), dalle sezioni “Nonlinear Geophysics” e “Space Science and Aeronomy”

«Sono un abruzzese doc, nato a Pescara nel 1954 in una famiglia originaria di un paesino vicino L’Aquila, San Demetrio ne’ Vestini. Devo dire che due aspetti del mio carattere tipicamente abruzzese, la perseveranza nel raggiungimento di un obiettivo e l’apprezzamento delle qualità umane nel prossimo, mi hanno sempre aiutato nel lavoro e nelle relazioni con i colleghi». E devono averlo aiutato davvero bene: Roberto Bruno, primo ricercatore all’Istituto di astrofisica e planetologia spaziali dell’Inaf di Roma, è l’unico italiano ad aver ricevuto, nel 2018, uno dei premi annuali dell’American Geophysical Union (Agu): lo Space Weather and Nonlinear waves and Processes Prize. Riconoscimento che viene attribuito da due sezioni congiunte dell’unione geofisica d’oltreoceano: quella di geofisica non lineare e quella di fisica spaziale e aeronomia.

Geofisica non lineare, aeronomia… dottor Bruno, che settori della scienza sono mai, questi per i quali è stato premiato?

«L’aeronomia è una branca delle scienze planetarie – quali la meccanica celeste, la geologia, la biologia, eccetera – e studia le atmosfere planetarie e i processi che le caratterizzano. Con il termine “non lineare” si fa invece riferimento a tutti quei sistemi per i quali le ampiezze delle fluttuazioni dei parametri che li descrivono non sono affatto trascurabili rispetto ai valori medi dei parametri stessi. Questo può spingere il sistema verso un comportamento complesso che non può essere descritto ricorrendo a metodi analitici generali. In particolari condizioni, alcuni di questi sistemi possono assumere un comportamento caotico, non prevedibile, come ad esempio non è prevedibile conoscere la posizione esatta di una particella di acqua, nello scorrere turbolento di un torrente, al tempo t+dt conoscendone la posizione al tempo t».

Sono questi comportamenti caotici, l’oggetto delle sue ricerche?

«Sì. Onde e processi non lineari e caos giocano un ruolo fondamentale nella generazione della turbolenza e nell’accelerazione e riscaldamento dei plasmi astrofisici e di laboratorio, nonché nella modulazione dei raggi cosmici e delle particelle energetiche solari. Io, in particolare, mi occupo di studiare gli aspetti più rilevanti della turbolenza nel vento solare con particolare riguardo ai meccanismi che la generano o la dissipano, facendo largo uso di osservazioni da satellite».

Ed è per questi studi che i geofisici americani hanno deciso di dare a lei il premio?

«A dire il vero non ho ancora ricevuto la motivazione. Quello che so è soltanto ciò che ho letto sul sito web del premio, e cioè che fu istituito nel 2013 e ha lo scopo di riconoscere i meriti e l’attività scientifica svolta durante la carriera di ricercatori nel campo della meteorologia spaziale e dei processi non lineari che sono alla base del comportamento dei plasmi spaziali. Il premio si basa su un ciclo biennale, alternandosi fra space weather e nonlinear waves and processes, e il 2018 è la volta di quest’ultimo. Nel mio caso specifico, credo che il premio sia stato dato sulla base degli studi condotti in collaborazione con alcuni colleghi sui processi non lineari rilevanti per la dinamica del vento solare. Colgo quest’occasione per esprimere un sentito ringraziamento a tutti i colleghi con i quali ho collaborato nel corso degli anni. Senza il loro contributo non avrei mai ricevuto questa onorificenza».

Quando l’ha saputo?

«Il 9 luglio mi è giunta una comunicazione ufficiale da Annick Pouquet, presidente della Nonlinear Geophysics Section, con la raccomandazione di non divulgarne il contenuto fino all’annuncio ufficiale del 30 luglio scorso da parte dell’Agu. Devo dire che non ci contavo affatto: avevo accettato di candidarmi solo perché un caro amico mi ha chiesto di farlo. Quando ho letto l’intestazione della mail che cominciava dicendo “Congratulations you have been selected…”, per un attimo ho pensato si trattasse di spam, ma poi ho realizzato che era tutto vero. Una sensazione bellissima che corona tanti anni di lavoro».

Quando le verrà consegnato, il premio?

«Lo ritirerò personalmente durante lo svolgimento del prossimo congresso dell’Agu, nella settimana dal 10 al 14 dicembre, a Washington, città dove ho iniziato la mia carriera scientifica quasi 40 anni fa, quando ero borsista presso il Goddard Space Flight Center della Nasa»

Come ci era arrivato, alla Nasa?

«Avevo frequentato il corso di Fisica presso l’università di L’Aquila, laureandomi con una tesi sulle prime osservazioni in situ del vento solare che giungevano, alla fine degli anni ‘70, dalle sonde Helios 1 e 2 – le prime a raggiungere un perielio situato all’interno dell’orbita di Mercurio. In quei tempi non si sapeva molto della struttura a grande scala del mezzo interplanetario, e nel gruppo di Fisica dello spazio di Umberto Villante, mio relatore di tesi, c’era tantissimo entusiasmo per un tipo di ricerca che per alcuni aspetti era davvero pionieristica. Più tardi, dopo 18 mesi passati in Marina, vinsi una borsa per l’estero del Cnr, e dal 1980 al 1982 passai un periodo presso il Goddard Space Flight Center di Greenbelt, nel Maryland (Usa), lavorando sotto la guida di Leonard Burlaga sui recenti dati dei Voyagers. Periodo veramente straordinario, durante il quale ebbi anche la fortuna di conoscere mia moglie».

Le hanno già fatto sapere in cosa consiste, concretamente, il premio?

«Sì. Devo dire che è stata una piacevole sorpresa scoprire che al riconoscimento intellettuale è associato un premio in denaro di diecimila dollari».

Ha già pensato a come spenderli?

«Lascerò che siano i miei cari a decidere cosa farne. Devo molto a mia moglie Adelina, che troppe volte nel corso degli anni ha dovuto chiedermi: “torni a casa per cena stasera? Sì o no?!”. E mi piace condividere questo premio con i miei figli – Alessandro, Francesco e Maria – con i quali, guardando indietro negli anni, avrei dovuto trascorrere molto più tempo».

Scienza, famiglia, Abruzzo… c’è qualcos’altro che la appassiona?

«Be’, di interessi extra-scientifici ne ho parecchi. Uno in particolare: adoro aggiustare elettrodomestici. Può sembrare strano ma è così. Se per altri un elettrodomestico che non va può rappresentare un problema, per me è un’occasione per mettermi alla prova, una sfida personale. Quando la sfida termina con una mia vittoria sulla macchina sono l’uomo più felice del mondo, e devo dire che questo accade quasi sempre, per fortuna!».

Si sente l’effetto della primavera su Marte

L’antenna radar Marsis a bordo di Mars Express usualmente raccoglie dati sul sottosuolo marziano, ma in questo caso ha conteggiato gli elettroni presenti in ionosfera lungo un periodo di dieci anni. Crediti: Esa, D. Ducross

La sonda europea Mars Express – che ha da poco festeggiato i 15 anni nello spazio – ha messo a segno un altro colpo per la conoscenza climatologica di Marte. Grazie all’analisi dei dati raccolti in oltre 10 anni dal radar Marsis (Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding) a bordo di Mars Express, un gruppo di ricerca internazionale ha scoperto che la tenue e complessa atmosfera marziana si comporta come un sistema unico e interconnesso. Un sistema in cui i processi atmosferici che si svolgono negli strati intermedi e più bassi riescono a influenzare in maniera significativa ciò che avviene nelle parti più alte dell’atmosfera di Marte.

I risultati sono stati da poco pubblicati in uno studio apparso sul Journal of Geophysical Research,a prima firma di Beatriz Sánchez-Cano dell’Università di Leicester (UK), e a cui hanno partecipato anche Marco Cartacci, Andrea Cicchetti e Raffaella Noschese dell’Inaf di Roma.

Benché sia noto principalmente per le sue attività di “sondaggio” dell’interno del Pianeta Rosso, il radar Marsis ha raccolto anche osservazioni della ionosfera marziana fin dal momento della sua entrata in servizio nel 2005. Per un decennio, lo strumento ha rilevato il numero di elettroni presenti, indicativo di tutte le particelle cariche presenti nella ionosfera, in corrispondenza delle diverse stagioni e diversi momenti del giorno e della notte, al di sopra di tutte le zone del pianeta.

Era già noto che la quantità di particelle cariche presenti nella parte superiore dell’atmosfera marziana – tra 100 e 200 km di altezza – cambia con la stagione e l’ora del giorno, a seconda principalmente delle variazioni di illuminazione solare. Ma nel nuovo studio i ricercatori hanno trovato un’ulteriore variabilità.

«Abbiamo scoperto un sorprendente e significativo aumento della quantità di particelle cariche nell’alta atmosfera durante la primavera nell’emisfero settentrionale, quando la massa di gas nella bassa atmosfera cresce mano a mano che il ghiaccio sublima dalla calotta polare nordica», spiega Sánchez-Cano.

Le calotte polari di Marte sono costituite da una miscela di ghiaccio d’acqua e biossido di carbonio congelato. Ogni inverno, fino a un terzo della massa presente nell’atmosfera di Marte si condensa per formare uno strato su ciascuno dei poli del pianeta; in primavera, parte del ghiaccio sublima per ricongiungersi con l’atmosfera, riducendo la dimensione delle calotte in maniera evidente. Finora si pensava che questo processo influenzasse solo gli strati più bassi dell’atmosfera, mentre il nuovo studio ha trovato che gli effetti si propagano anche verso i livelli più alti.

Una tabella di sintesi che illustra in processi interessati dallo studio.
Crediti: Esa/Mars Express/Marsis/B. Sánchez-Cano et al.(2018)

«L’aver individuato un chiaro collegamento tra gli strati superiore e inferiore della ionosfera di Marte è un risultato molto importante per la missione del radar Marsis. Ed è motivo di grande orgoglio per noi che il Total Electron Content (Tec) della ionosfera, stimato dal nostro team, abbia svolto un ruolo chiave nello studio», commentano con una nota congiunta a Media Inaf i tre autori italiani, Cartacci, Cicchetti e Noschese.

Capire la dinamica atmosferica, sia presente che passata, è un tema chiave in planetologia, in particolare per un pianeta come Marte, che ha perso la maggior parte della sua atmosfera, un tempo ben più densa e umida, fino diventare l’arido e asfittico mondo che vediamo oggi.

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