Era il 2016 quando incontrai per la prima e unica volta il professor Mariano Andrenucci nel suo studio pisano, circondato da faldoni, schemi di propulsori, fotografie di satelliti e qualche cimelio di missioni che avevo visto solo nei musei. Ero in cerca di storie per un documentario incentrato sulle conquiste spaziali italiane e mi ero imbattuto fortuitamente nel suo Giannini, Ducati and the Dawn of Mpd Propulsion. Un articolo nascosto negli atti di un convegno del 2010, a San Sebastián, fra grafici e acronimi che scoraggerebbero chiunque non sia un ingegnere aerospaziale.
Volevo dunque intervistarlo per svelare al grande pubblico televisivo una vicenda che intuivo appartenesse alla grande storia scientifica del Novecento. Parlava appunto della nascita della Mpd Propulsion, una sigla specialistica quanto meno ostile a un’immediata comprensione di un inesperto come me. Eppure, sintetizzava un nuovo e sconosciuto principio di propulsione aerospaziale, la cui piena applicazione scriverà probabilmente il futuro dei viaggi interplanetari.
Una scoperta decisiva per l’esplorazione spaziale
Ero dunque di fronte al racconto di una scoperta decisiva per l’esplorazione spaziale, una scoperta incredibilmente precoce, che non avrebbe dato i suoi frutti se non in un futuro prossimo. E per questo era rimasta seppellita nelle memorie dei suoi protagonisti e pochi altri specialisti.
Si annunciava però con tutte le caratteristiche della grande storia, essendovi coinvolti Adriano Ducati, il genio tecnico, fratello “scientifico” dei più celebri fondatori dell’azienda bolognese, Gabrielo Maria Giannini, il più incontenibile e vitale dei “ragazzi di via Panisperna”, con un grande fiuto per gli affari, e Robert Jahn, un giovane professore di Princeton che avrebbe portato quella scoperta all’attenzione della comunità scientifica americana.
Il contesto era offerto dal grande fervore scientifico degli Anni 50, alimentato esponenzialmente dalla corsa allo spazio che opponeva Usa e Urss. Come superare i limiti dei razzi chimici? Come aumentare l’efficienza e la spinta dei razzi per unità di propellente consumato?
La propulsione elettrica offriva molto su cui sperimentare. Negli Stati Uniti la ricerca in questo settore era dominata da due filoni paralleli: gli arcjet termici e i primi propulsori ionici. Gli arcjet scaldavano il gas con un arco elettrico, espandendolo attraverso un ugello per generare spinta, mentre gli ionici ionizzavano atomi leggeri e li acceleravano con campi elettrici statici. Entrambi erano limitati: gli arcjet dall’efficienza termica, gli ionici da una spinta molto bassa.
Mentre si spendevano così milioni di dollari e venivano impegnati centinaia di scienziati e tecnici nei miglior laboratori federali, alla Giannini Scientific Corporation, a Santa Ana, in California, Adriano Ducati guidava un piccolo gruppo di ricerca alle prese con un motore ad arcjet. Erano i primi Anni 60. Il cuore del racconto di Andrenucci ci immerge in una scena che sembra uscita da un romanzo: alle prese con un propulsore ad arco che avrebbe dovuto fare una cosa relativamente semplice – scaldare un gas come un fornello elettrico – succede qualcosa di imprevisto.
Ducati si accorge che, riducendo drasticamente il flusso di gas nell’arcjet termico, la spinta non cala come previsto, migliora: la velocità di scarico e l’efficienza raggiungono valori incredibilmente alti, mentre il plasma smette di essere spinto solo dall’espansione termica e comincia a rispondere alla forza di Lorentz, generata da correnti elevate e campi magnetici autoindotti. In quella deviazione dal manuale (una “serendipità” se la si legge con gli occhi dello storico), si apre il varco verso ciò che oggi chiamiamo propulsione magnetoplasmadinamica (Mpd). Principio alla base di un motore elettrico teoricamente in grado di fornire spinte continue, elevate e nettamente superiori ai razzi chimici, richiedendo quantità minime di propellente: come attraversare il Sistema solare con l’equivalente carburante di un viaggio in auto da Milano a Roma.
Adriano Ducati, il genio tecnico, fratello “scientifico” dei più celebri fondatori dell’azienda bolognese
Gabrielo Maria Giannini, il più incontenibile e vitale dei “ragazzi di via Panisperna”
Gli sviluppi in Italia
Quando lessi per la prima volta il racconto di Andrenucci, mi colpì la sproporzione fra la grandezza potenziale di quella scoperta e l’anonimato della vicenda. Sui rapporti tecnici della Nasa di inizio Anni 70, nei ricordi di Jahn, nelle note di pochi addetti ai lavori, l’ombra di Giannini e Ducati affiorava e subito rientrava, come se la storia avesse deciso di non farli salire sul palco.
Andrenucci, però, conosceva bene l’importanza del loro ruolo e ne rivendicava la continuità di spirito e l’eredità scientifica. Da un lato, sottolineava come la stagione pionieristica dei motori ad arco e della magnetoplasmadinamica fosse figlia della stessa tensione che aveva dato origine ai primi razzi: la ricerca di un modo più efficiente di accelerare massa in uscita, usando non più solo la chimica, ma campi elettrici e magnetici per spingere un plasma ad altissime velocità. Dall’altro, mostrava come quella scintilla nata in California non fosse rimasta confinata oltreoceano, ma avesse trovato un terreno fertile proprio in Italia, nei laboratori che lui stesso avrebbe contribuito a far crescere a Pisa, nei suoi rapporti con l’Esa, l’Asi e le aziende che, con nomi diversi, avrebbero portato la propulsione elettrica italiana nello spazio.
Parlava della “sua” Pisa non solo come di un luogo geografico, ma come di una scuola: decenni di corsi, tesi, esperimenti nelle camere a vuoto, i propulsori accesi dietro agli oblò dai vetri spessi, generazioni di studenti che imparavano a leggere grafici di corrente e di erosione degli elettrodi come altri leggono partiture. In quell’università, dove si era laureato e dove sarebbe diventato professore ordinario di propulsione aerospaziale, Andrenucci aveva costruito – come ricordano i suoi colleghi – un punto di riferimento internazionale per la propulsione elettrica, tessendo legami con centri stranieri e fondando realtà come il centro ricerche Centrospazio e, poi, l’azienda Alta, confluita in Sitael, di cui avrebbe guidato proprio la divisione di propulsione spaziale.
Quello che allora non vedevo, e che oggi mi appare quasi ovvio, è che il suo ruolo in questa storia non era quello di un semplice narratore, ma di un discendente diretto, e allo stesso tempo di un traghettatore. Era il punto di contatto fra la tappa pioneristica e avventurosa della scoperta e la fase in cui le idee diventano sistemi, le equazioni si trasformano in modelli e poi in test su strutture destinate a volare nello spazio profondo. Non è un caso che, nel 2011, la Electric Rocket Propulsion Society abbia deciso – unico tra gli italiani – di assegnargli la sua massima onorificenza, la Stuhlinger Medal, riconoscendogli non solo contributi teorici e sperimentali, ma il ruolo “inestimabile” di educatore di generazioni di ricercatori nel campo della propulsione elettrica.
Esperimenti con motori al plasma nei laboratori Alta di Pisa.
In vista delle grandi missioni del futuro
Quando oggi si parla della Mpd come di un candidato credibile per le grandi missioni del futuro, come quelle pensate per Marte, si pensa spesso a una tecnologia recente. E invece, bisogna tornare indietro a Giannini, Ducati e Jahn, e poi risalire agli ultimi decenni, scoprendo che questa tecnologia poggia su mezzo secolo di esperimenti, pubblicazioni, prove in orbita, e che in Italia ha avuto nel lavoro di Andrenucci un impatto seminale.
Per questo, rileggere oggi The Dawn of Mpd Propulsion alla luce della sua scomparsa – avvenuta nel 2024, mentre ancora continuava, da pensionato, a tenere corsi di propulsione elettrica – significa spostare il fuoco narrativo: non più solo la favolosa serendipità di un motore “che fa qualcosa che non dovrebbe”, ma la traiettoria completa di un’idea che attraversa persone, continenti e generazioni.
Vuol dire riconoscere che la storia della propulsione spaziale non è fatta solo di icone mediatiche e di lanci spettacolari, ma anche di docenti che riempiono lavagne, gruppi di ricerca che lavorano a testa bassa a volte con pochi finanziamenti, di aziende che scelgono di puntare sulla complessità e il futuro creando valore, invece che su soluzioni immediatamente redditizie ma prive di visone.
Quando, nel mio documentario di allora, cercavo “una storia forte” da raccontare sul contributo italiano alle conquiste spaziali, avevo istintivamente puntato sui nomi che suonavano più cinematografici: il fratello Ducati geniale e riservato, l’eccentrico ragazzo di via Panisperna che finisce in California per trovare fortuna come industriale. Oggi mi rendo conto che la vera forza di quella vicenda sta anche nel fatto che, a raccoglierne l’eredità, non c’è un protagonista da copertina, ma un professore che ha saputo trasformare un episodio quasi dimenticato nella base di una intera scuola scientifica, collegando Santa Ana a Pisa, i rapporti Nasa agli esami di laurea, i motori sperimentali degli Anni 60 ai thruster italiani che proprio in questi anni hanno cominciato a funzionare in orbita.
A distanza di due anni dalla sua scomparsa, scrivere queste righe significa dunque, per me, ripagare un debito personale. Quella mattina del 2016, uscendo dallo studio del professor Andrenucci, avevo la sensazione di aver trovato l’incipit perfetto per un documentario sulle conquiste spaziali italiane; oggi capisco che avevo incontrato soprattutto il custode più lucido di quella storia, il suo interprete più generoso, e il ponte naturale fra il passato dimenticato dei motori Mpd e il futuro dei viaggi interplanetari.
Se c’è un luogo da cui ripartire per raccontare davvero The Dawn of Mpd Propulsion, non è solo il capannone di Santa Ana, ma anche un’aula di Pisa, dove generazioni di nuovi giovani ingegneri stanno accendono un propulsore al plasma in una camera a vuoto, forse inconsapevoli di continuare una storia iniziata da Giannini, Ducati e Jahn, e passata attraverso la vita di Mariano Andrenucci, come un plasma che, accelerato da campi magnetici ora visibili, spinge l’umanità verso il futuro.
Gabriele Mammarella
