“Infinity1 – Una sonda per lo studio dei gas serra presenti nella stratosfera”

Recentemente premiato presso la sede ASI alla presenza di Samantha Cristoforetti nel contest “Verso lo spazio con Samantha”, Infinity-1 è il progetto spaziale voluto dal Liceo Scientifico “Enrico Medi” di Montegiorgio (FM) e un prezioso esempio di didattica sperimentale.

A cura dei docenti dell’istituto, Ettore Antolini, prof. Andrea Vallorani, prof.ssa Chiara Vitali, il progetto ha coinvolto ben 19 studenti e ha condotto alla realizzazione, lancio e recupero di un pallone sonda volto a raccogliere alcuni dati dell’atmosfera e i gas serra in essa contenuti.

Il racconto dettagliato delle fasi di preparazione, progettazione, valutazione dei costi, valutazione del peso sostenibile, pressione e quantità di gas necessario, calcolo della traiettoria, calcolo del punto di rottura, sono passaggi coinvolgenti raccontati con dovizia senza mai annoiare rendendo partecipe il lettore dell’esperienza fino a sentirsi soddisfatto per il successo davvero meritato.

Ecco le parole degli autori:

“Precisiamo sin da subito che il progetto nasce come attività didattica per alunni di scuola superiore quindi gli obiettivi sono stati calibrati in modo da favorire la buona riuscita sia dell’attività sperimentale e di ricerca sia dell’aspetto didattico e di formazione personale dei discenti.

Progetti di questo tipo sono eccellenti laboratori di formazione in cui sperimentare il lavoro in team, l’applicazione del metodo scientifico, la creatività ed il pensiero logico. Per questo motivo le attività sono state pensate in modo da porre gli studenti di fronte a compiti di realtà altamente sfidanti per cercare di stimolarli a ideare le proprie strategie risolutive lavorando in squadra. In didattica, tutto ciò rappresenta un valore aggiunto in quanto permette di uscire dai binari classici dell’insegnamento e preparare al meglio lo studente anche su competenze trasversali e soft skill difficilmente potenziabili con un approccio tradizionale.

Ritornando agli obiettivi specifici del progetto, il tutto è nato dal desiderio di realizzare un’attività interdisciplinare che legasse i saperi umanistici con quelli scientifici. Il tema dell’infinito, che nel percorso liceale ritorna continuamente e viene studiato in quasi tutte le discipline, ci è sembrato sin da subito il filo conduttore ideale per costruire un lavoro in grado di coinvolgere ed emozionare gli studenti. Il concetto di infinito ci porta naturalmente ad alzare lo sguardo verso il cielo e poi oltre, verso gli spazi immensi dell’Universo. E per staccare i piedi da terra, non solo con l’immaginazione, si è pensato allora ad uno strumento ampiamente conosciuto ma al tempo stesso ancora affascinante quale è il pallone aerostatico. Documentandoci in Internet, ci siamo resi conto che sarebbe stata una soluzione alla nostra portata sia per il budget che per le capacità tecniche richieste.  All’emozione del volo bisognava però unire un valido esperimento scientifico ed è per questo che si è pensato di realizzare uno strumento in grado di eseguire delle misurazioni durante il percorso del pallone. Con il prezioso aiuto del prof. Ettore Antolini la scelta è ricaduta sulla misurazione dei gas serra presenti nell’atmosfera. Per gas serra si intendono tutti quei gas, sia naturali che di origine antropica, considerati responsabili dell’effetto serra. In particolare, si è scelto di misurare le concentrazioni di anidride carbonica (CO2), monossido di azoto (NO), biossido di azoto (N₂O), metano (CH4) e di ozono (O3) a vari livelli di altitudine per poterli poi confrontare con i dati ufficiali pubblicati dal CNR e studiarne così la presenza in atmosfera e l’incidenza nel fenomeno del riscaldamento globale. Naturalmente l’obiettivo delle misurazioni è stato quello di raccogliere dati per uno studio didattico dell’argomento con la consapevolezza che essi provengono da una strumentazione non professionale e sono limitati nel tempo e nello spazio.

Per chi volesse visionarli, sono disponibili nel sito del progetto sottoforma di open-data. Li abbiamo condivisi con la speranza che possano essere di utilità anche per altri esperimenti scientifici, ad esempio come base di confronto per ulteriori rilevazioni…..”

“… La prima sfida da superare è stata quella di assemblare il tutto rimanendo nel peso limite di 800g (carico massimo che il modello di pallone è in grado di trasportare). In un primo prototipo di sonda, nonostante le dovute accortezze, abbiamo sforato la soglia di oltre 200g costringendoci a ripensare alle scelte fatte ed individuare le parti da eliminare. Decisione non semplice perché qualsiasi componente già inserito rivestiva un ruolo chiave. A malincuore, non potendo fare a meno dei dispositivi per le riprese e la localizzazione, si è presa la decisione di eliminare parte del circuito per la rilevazione dei gas serra. Dei previsti cinque sensori alla fine ne sono stati montati solo due (CO2 ed Ozono), gli altri tre, sebbene testati e pronti per l’installazione sono dovuti rimanere a terra.

Si riporta, di seguito, la lista dei componenti alla fine montati e il relativo peso:

Sonda: involucro esterno 295 g
Sonda: tracker GPS con SIM dati per la geolocalizzazione 128 g
Sonda: circuito rilevazione gas serra, temperatura esterna ed umidità 120 g
Sonda: rilevatore di altitudine e temperatura interna 47 g
Sonda: action-cam e batterie supplementari 149 g
Paracadute 46 g
Corda con indice di resistenza di 230N 16 g

Peso totale 801 grammi.

…. ” continua su COELVM 262