Un’estate tra voli di ricerca e analisi ambientale
Ciao, mi chiamo Atticus Cummings, studio ingegneria meccanica all’UCLA e sono un appassionato di fotografia. Nell’estate del 2024, ho avuto l’opportunità di partecipare al Programma di Ricerca Aerotrasportata per Studenti (SARP) della NASA, uno stage estivo di otto settimane che offre agli studenti un’esperienza pratica nella ricerca atmosferica e nella raccolta dati.
Questo programma prevedeva due fasi principali: raccolta dei dati e analisi dei risultati. Nella prima parte, ho avuto il privilegio di volare sulla costa orientale degli Stati Uniti a bordo degli aerei di ricerca della NASA, raccogliendo informazioni su gas traccia, mappatura topografica con LIDAR e conducendo ricerche sul campo in una palude salata della Virginia. Successivamente, abbiamo elaborato i dati raccolti per sviluppare progetti di ricerca personalizzati, sfruttando anche i vasti dataset pubblicamente disponibili della NASA.
Per un ingegnere meccanico senza esperienza nelle scienze della Terra, questo stage si è rivelato una sfida formativa che mi ha immerso nella ricerca sul cambiamento climatico. Ho appreso l’utilizzo di strumenti scientifici avanzati, tecniche di analisi dei dati e metodi per applicarli direttamente in un contesto reale. Grazie all’interazione con mentori della NASA, studenti laureati e docenti esperti, abbiamo avuto un supporto continuo nello sviluppo dei nostri progetti di ricerca, contribuendo in maniera concreta agli studi ambientali e creando allo stesso tempo legami indimenticabili con altri stagisti.
Tra campionamenti d’aria in quota, esplorazioni tra fango e vegetazione per misurare le proprietà delle paludi e mappature satellitari delle alghe marine, ecco un viaggio nel cuore del SARP 2024 visto attraverso i miei occhi.
Scienza aerotrasportata al Wallops Flight Facility
Il nostro stage ha preso il via al Wallops Flight Facility, situato sulla costa orientale della Virginia. Le prime due settimane sono state dedicate a sessioni formative sulle ricerche attive della NASA, briefing sui voli di ricerca, norme di sicurezza aeronautica e visite alle strutture operative. La parte più entusiasmante è stata salire a bordo di aerei di ricerca della NASA per partecipare alle missioni.
Durante il SARP 2024, ogni stagista ha avuto la possibilità di volare su due o tre missioni a bordo del Lockheed Orion P3 e del Beechcraft King-Air B200. Questi velivoli erano dotati di strumentazioni all’avanguardia per misurare gas traccia, particolato atmosferico, topografia del terreno e vegetazione grazie ai sistemi LIDAR.
Sorvolando città, autostrade, centrali elettriche, oceani e paludi, abbiamo monitorato in tempo reale fluttuazioni nelle concentrazioni di gas, cercando di identificare le fonti di inquinamento e i processi di assorbimento atmosferico.
Uno degli aspetti più affascinanti è stato scoprire la storia dell’Orion P3, un velivolo originariamente progettato per la ricerca di sottomarini durante la Guerra Fredda e riconvertito per missioni scientifiche dal 1991. Ha sorvolato tutti e sette i continenti e recentemente era rientrato da una campagna in Groenlandia.
Oltre alle analisi in volo, abbiamo avuto modo di interagire con scienziati e ingegneri della NASA, i quali ci hanno illustrato il funzionamento degli strumenti aerotrasportati e condiviso le loro esperienze nelle precedenti missioni di ricerca.
Raccolta di campioni e mappatura dell’inquinamento atmosferico
Uno degli strumenti più avanzati a bordo era un sistema ottico e laser per la rilevazione di aerosol e particolato atmosferico.
Durante un volo di tre ore sopra Washington D.C. e Baltimora, ho notato un trend interessante: le concentrazioni di isoprene raggiungevano il picco a mezzogiorno, direttamente correlate all’intensità della luce solare e alla fotosintesi delle piante. Inoltre, mi ha colpito l’aumento significativo di metano sopra le paludi e alcune aree della Baia di Chesapeake.
Dal suolo, ricevevamo dati in tempo reale e comunicavamo con l’equipaggio per analizzare le variazioni nelle concentrazioni di CO2, metano e altri composti atmosferici.
Il Beechcraft B200, più piccolo del P3, era equipaggiato con un sistema per catturare campioni d’aria, che sarebbero stati poi analizzati all’Università della California, Irvine (UCI) nel laboratorio Rowland-Blake.
Uno dei momenti più emozionanti è stato volare sopra ciminiere industriali per raccogliere campioni d’aria nelle scie di emissione. In un’ultima missione, abbiamo effettuato una spirale discendente da 10.000 a 500 piedi per studiare come le concentrazioni di gas cambiassero con l’altitudine.
Verifica a terra e lavoro sul campo
Dopo i voli, ci siamo trasferiti in un sito di ricerca sulle paludi salate della Virginia, un ecosistema essenziale per la protezione costiera e la filtrazione naturale degli inquinanti.
Abbiamo condotto esperimenti di telerilevamento, combinando dati raccolti a terra, da droni e da satelliti. Il nostro obiettivo era analizzare la riflettanza spettrale della vegetazione per poterla mappare accuratamente.
Abbiamo utilizzato uno spettrometro ottico portatile per misurare le firme spettrali di diverse tipologie di vegetazione e un drone multispettrale per acquisire immagini dall’alto.
Analisi dei dati e ricerca individuale alla Christopher Newport University
La fase finale dello stage si è svolta alla Christopher Newport University (CNU) a Newport News, dove abbiamo sviluppato i nostri progetti di ricerca personali.
Mi sono concentrato sulla mappatura delle foreste di alghe utilizzando il dataset Harmonized Landsat Sentinel-2 (HLS) per esaminare l’effetto delle maree e delle correnti sulla loro rilevazione satellitare.
Grazie all’aiuto del mentore Riley McCue e di Kelby Kramer, ho imparato a utilizzare Python per analizzare dati satellitari con un modello di apprendimento automatico, espandendo notevolmente le mie competenze di programmazione.
Abbiamo presentato i nostri risultati al Langley Research Center, condividendo le nostre scoperte con scienziati NASA e colleghi.
Un’esperienza che cambia la vita
Partecipare al SARP 2024 è stata un’esperienza trasformativa: dai voli con scienziati aerotrasportati, alla scoperta di nuove tecniche di ricerca, fino alla crescita personale e professionale.
Dopo questo stage, ho deciso di proseguire gli studi con un dottorato in ingegneria meccanica, con l’ambizione di progettare strumentazione ottica avanzata per comprendere meglio la complessità del nostro pianeta.
