Una rete di sensori installata ad Addis Abeba sta anticipando sul terreno ciò che la missione MAIA (Multi-Angle Imager for Aerosols) della NASA punta a realizzare dallo spazio: distinguere e mappare diverse tipologie di particolato atmosferico per mettere in relazione la composizione dell’aria con i possibili effetti sulla salute. I nuovi risultati diffusi dal Jet Propulsion Laboratory (JPL) della NASA mostrano il valore della componente terrestre del progetto, in attesa che all’architettura si aggiunga l’osservatorio spaziale, con una camera sviluppata dal JPL destinata al lancio su un satellite dell’Agenzia Spaziale Italiana (ASI) non prima della fine del 2027.
Lo studio, pubblicato su ES&T: Air, ha analizzato i dati raccolti tra il 2022 e il 2025 attraverso dieci siti di monitoraggio distribuiti nella capitale etiope. È una base osservativa particolarmente significativa in un contesto urbano in rapida trasformazione e in una regione dove le misurazioni di lungo periodo sulla qualità dell’aria restano limitate.
La concentrazione media di PM2.5 rilevata ad Addis Abeba nell’arco dei tre anni è stata di 30 microgrammi per metro cubo. Secondo il JPL, si tratta di un valore superiore di oltre tre volte allo standard annuale sanitario adottato dalla Environmental Protection Agency statunitense. Le concentrazioni medie di black carbon, o carbonio nero, risultano inoltre circa quattro-nove volte superiori a quelle misurate nelle tre aree metropolitane statunitensi monitorate dal progetto MAIA.
«To our knowledge, this is the first long-term, multisite study of continuous PM2.5 and black carbon measurements in Ethiopia», ha spiegato Sina Hasheminassab, coautore dello studio e deputy principal investigator di MAIA al JPL. Secondo il ricercatore, le misurazioni forniscono una base importante per comprendere come l’inquinamento cambi nello spazio e nel tempo nelle città in rapida crescita, dove spesso mancano reti di osservazione di lungo periodo.
La missione MAIA, dai dieci sensori di Addis Abeba all’osservazione dallo spazio
Il passaggio tecnologicamente più rilevante deve ancora avvenire. MAIA comprende infatti sia la rete di sensori terrestri già operativa sia un osservatorio spaziale. La camera realizzata dal JPL è progettata per identificare differenti tipologie di aerosol PM2.5 sulla base delle loro caratteristiche di riflessione della luce, consentendo di mapparne le concentrazioni nelle città studiate.
Lo strumento sarà montato su un sistema orientabile e acquisirà dati da più angolazioni. Questa configurazione sfrutta tecnologie sviluppate dal JPL per aumentare la capacità di distinguere le particelle rispetto allo sfondo della superficie terrestre e ricavare informazioni sulla loro forma e dimensione. La componente orbitale è prevista su un satellite dell’ASI, con un lancio indicato dalla NASA non prima della fine del 2027.
È proprio l’integrazione fra i due livelli di osservazione a definire la specificità tecnologica di MAIA. I sensori a terra forniscono misurazioni continue e localizzate; l’osservazione satellitare è invece concepita per estendere la capacità di caratterizzazione spaziale degli aerosol sulle aree metropolitane studiate. Il progetto sostiene attività di ricerca sull’inquinamento atmosferico in una dozzina di aree urbane nel mondo, comprese Los Angeles, Atlanta e Boston negli Stati Uniti.
I risultati etiopi mostrano già quale livello di dettaglio possa derivare dalla componente terrestre. La rete ha registrato variazioni dell’inquinamento legate agli orari di punta e alle stagioni e ha individuato aumenti del black carbon durante due importanti festività di Addis Abeba caratterizzate dall’accensione di falò. Le misurazioni hanno inoltre consentito ai ricercatori di distinguere le particelle provenienti dagli incendi da quelle associate alla combustione di combustibili fossili.
Anche nelle ore notturne, quando diminuisce il traffico, rimangono emissioni associate alla combustione di carbone vegetale e di altri combustibili, ha osservato Araya Asfaw dell’Addis Ababa University, coautore dello studio e principale collaboratore etiope del progetto MAIA. Il dato evidenzia uno degli aspetti centrali dell’approccio: non misurare soltanto la quantità complessiva di particolato, ma ottenere informazioni utili a ricostruirne tipologia, distribuzione e possibili sorgenti.
MAIA porta la ricerca sulla salute dentro l’architettura di una missione spaziale
L’interesse di MAIA va oltre il monitoraggio ambientale tradizionale. Secondo la NASA, si tratta del primo progetto dell’agenzia a includere ricercatori di sanità pubblica nel team di una missione spaziale. L’obiettivo è utilizzare le mappe delle concentrazioni di PM2.5 insieme a dati sanitari per studiare le possibili relazioni tra differenti tipologie di particelle e gli effetti sulla salute.
Questa impostazione attribuisce all’osservazione della Terra una funzione diversa rispetto alla semplice produzione di immagini o alla misurazione di parametri atmosferici su larga scala. La tecnologia satellitare diventa uno degli elementi di un sistema informativo più ampio, nel quale dati dallo spazio, misure terrestri e informazioni sanitarie possono essere analizzati congiuntamente.
Addis Abeba rappresenta un banco di prova significativo. La sua area urbana conta quasi 6 milioni di abitanti e, secondo le proiezioni delle Nazioni Unite riportate dal JPL, dovrebbe superare i 10 milioni entro il 2050. Allo stesso tempo, l’Etiopia sta introducendo misure che possono modificare nel tempo il profilo delle emissioni: nel 2024 il Paese ha vietato l’importazione di veicoli con motore a combustione interna, mentre nelle città stanno aumentando infrastrutture per veicoli elettrici e piste ciclabili. La serie di misurazioni già raccolta da MAIA può quindi funzionare come riferimento per valutare l’evoluzione futura della qualità dell’aria.
Dal punto di vista tecnologico, il risultato pubblicato prima dell’arrivo della componente orbitale mostra anche che l’infrastruttura terrestre non svolge un ruolo meramente accessorio. Produce già informazioni utilizzabili autonomamente e costruisce la base osservativa sulla quale potranno innestarsi i dati satellitari.
«This paper shows how valuable the air sensor data is on its own, but combining the sensor network and satellite observations will be a game-changer», ha dichiarato Kyan Shlipak, primo autore dello studio. Al di là della prospettiva espressa dal ricercatore, sarà l’integrazione operativa tra rete terrestre e osservatorio spaziale a determinare quanto MAIA riuscirà ad ampliare la capacità di distinguere e mappare gli aerosol nelle aree urbane studiate. È questo passaggio, previsto con l’ingresso della componente satellitare dal 2027 in avanti, a trasformare il caso di Addis Abeba da una campagna di monitoraggio locale in un banco di prova per una nuova architettura di osservazione ambientale dallo spazio.
Fonte dati: NASA – Jet Propulsion Laboratory
Michelangelo Moles laureato magistrale in Corporate Communication e Media è specializzato nei temi della space economy e della blue economy, con particolare attenzione agli aspetti legati all’innovazione, alla comunicazione strategica e alla divulgazione dei nuovi modelli economici connessi al mare e allo spazio.
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