Dati preziosi provenienti da missioni spaziali, risalenti a decenni fa, sono attualmente in fase di ristoro e archiviazione da parte degli scienziati dell’archivio coordinato sui dati della scienza spaziale della NASA (NSSDCA), permettendo ai ricercatori di oggi di fare nuove scoperte esplorando le pagine della storia. “Sorprendentemente, gran parte di queste informazioni è andata persa o non è in condizioni utilizzabili”, ha dichiarato un esperto di planetologia. “Abbiamo una grande quantità di fotografie, pellicole di film da varie missioni, molti microfilm e microfiche. Stiamo lentamente lavorando per recuperarle.”Il lavoro investigativo necessario per setacciare archivi, scantinati e magazzini dimenticati in istituzioni di tutto il territorio statunitense per trovare e restaurare questi vecchi dati è di fondamentale importanza; le informazioni riscoperta possono ancora essere utilizzate dai ricercatori di oggi per orientare le missioni future. Ad esempio, il team che sta lavorando alla missione DAVINCI (Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gases, Chemistry, and Imaging) della NASA, che inizierà il viaggio verso Venere nei primi anni 2030, avrà il compito di esplorare un plateau delle dimensioni di un continente chiamato Alpha Regio. Questo vasto mosaico di caratteristiche superficiali deformate è legato a fenomeni vulcanici e possibili impatti. Per sapere cosa dovrebbe cercare DAVINCI su Alpha Regio, il team ha dovuto attingere al passato, applicando tecniche moderne di analisi e apprendimento automatico ai dati della missione Magellan della NASA degli anni ’90 del secolo scorso, insieme a dati radar archivistici di Arecibo. L’obiettivo è costruire una nuova mappa di Alpha Regio e identificare strutture geologiche enigmatiche che potrebbero essere passate inosservate.

Incontra gli archivisti

Nessuno di questi dati antichi sarebbe disponibile o in condizioni utilizzabili senza il duro lavoro del team dell’archivio coordinato sui dati della scienza spaziale della NASA (NSSDCA) presso il Goddard Space Flight Center. Il lavoro dell’NSSDCA consiste nel recupero e digitalizzazione dei dati provenienti da tutte le missioni spaziali interplanetarie. Insieme, il team cerca dati perduti delle prime missioni della NASA, comprese le missioni Apollo sulla Luna. (Altre istituzioni si occupano dei dati di altri tipi di missioni; per esempio, l’Istituto di Scienza del Telescopio Spaziale, che gestisce i telescopi spaziali Hubble e James Webb, è incaricato anche dell’archiviazione dei dati degli osservatori).Come responsabile dell’NSSDCA, la professione di chi coordina è di grande prestigio. Il suo ruolo non è solo quello di archivista; è anche un investigatore che cercherà di capire dove possa trovarsi il dato mancante per poi lavorare su cosa ci stia comunicando e come formattarlo affinché sia utile alle generazioni future di astronomi. “Amo quest’aspetto”, ha dichiarato in un’intervista. “Cercare di scavare nei dati e capire qualcosa è dove mi diverto di più.”Notizie spaziali in tempo reale, aggiornamenti sui lanci di razzi, eventi di osservazione del cielo e molto altro!Prima della metà degli anni ’80, non c’erano regole su come archiviare l’importante dati astronomici raccolti dalle missioni spaziali. Infatti, alcuni ricercatori non si preoccupavano nemmeno di archiviare i loro dati. Verso la fine degli anni ’80, le autorità del Planetary Data System (PDS) della NASA, che funge da punto di riferimento per i dati scientifici planetari, iniziarono ad adottare un processo di archiviazione, arrivando fino a negare finanziamenti ai ricercatori che non archiviavano i loro dati. Il compito di garantire che tutto venga archiviato correttamente è compito di chi coordina l’NSSDCA. “Ora sapete che se c’è stata una missione dalla Magellan [del 1989] in poi, i dati saranno ben documentati e completi con poche eccezioni”, ha dichiarato. Tuttavia, per le missioni precedenti, la disponibilità e la qualità dei dati possono essere incognite.

Microfilm contenente dati dalla missione Mariner 4 del 1964 su Marte. (Credit immagine: NASA/Lonnie Shekhtman) “Anche negli anni ’80, in realtà, non c’erano regole sistematiche riguardo all’archiviazione dei dati,” ha affermato. “Questo è qualcosa che ho imparato bene quando ho iniziato a occuparmi di questa materia.”Ora, quando si richiede finanziamenti, i ricercatori devono non solo presentare tutti i loro dati grezzi, ma anche la documentazione che spiega cosa stiano misurando i dati e come debbano essere visualizzati. Devono superare una “revisione dei dati”, dove chi coordina e i suoi colleghi analizzano i dati e la documentazione assicurandosi che abbiano tutto ciò che serve. Qualsiasi documento non sufficientemente chiaro viene restituito ai ricercatori per essere corretto.

Dati ancora mancanti

Ci sono ancora molti dati provenienti da esperimenti e missioni prima che questo schema di validazione rigoroso fosse introdotto che non sono stati archiviati, hanno una documentazione incompleta o sono addirittura semplicemente scomparsi, forse per sempre. “La documentazione è importante quanto i dati. Una volta ricevevamo scatole di nastri con una lettera di presentazione, ‘ecco tutti i dati di tale e tale missione,’ e ci chiedevamo: ‘Cosa dobbiamo farne?'”, ha commentato. “Per le cose veramente antiche, non c’era nemmeno nessuno con cui parlare, quindi dovevi scoprire da solo come aveva funzionato l’esperimento.”Oggi tutto è digitalizzato e salvaguardato, ma la fonte originale — che sia una stampa, un microfilm o una cassetta a nove tracce — viene mantenuta, contenuta in un “pacchetto di informazioni di archiviazione” che è essenzialmente solo un involucro con l’ID dei dati. Poiché le scatole di stampe possono occupare molto spazio, un tempo molte di queste stampe venivano trasferite su microfilm e microfiche (trasparenze contenenti immagini in scala ridotta di elementi stampati), ma ora molto del tempo del personale NSSDCA è dedicato alla digitalizzazione di questi microfilm e, durante il processo, hanno scoperto allarmanti lacune e vulnerabilità nell’archiviazione.

La nuova mappa di Alpha Regio su Venere, realizzata con dati raccolti da Magellan e Arecibo e rianalizzati utilizzando nuove tecniche di apprendimento automatico (Credit immagine: Jim Garvin/Centro di Volo Spaziale Goddard della NASA) “E mi sono reso conto che mi trovavo con queste scatole di microfilm, e sono l’unica cosa rimasta da quell’esperimento biologico Viking,” ha riferito un esperto. “Circa 15 anni fa, ricevemmo una richiesta da qualcuno riguardo ai dati dell’esperimento biologico Viking,” ha condiviso. Questo fu un esperimento condotto su due lander Viking del 1976, progettato per analizzare campioni di terreno marziano alla ricerca di vita microbica. Chi coordinava pensava che tutti i dati dell’esperimento biologico si trovassero su microfilm, ma quando si sedette in archivio per esaminare la documentazione riguardante l’esperimento e tentare di trovare i dati richiesti, non riuscì a trovarli. Forse erano stati scartati o danneggiati, rifletté. “E mi sono reso conto che mi trovavo con queste scatole di microfilm, e sono l’unica cosa rimasta di quell’esperimento biologico Viking,” ribadì. “Se succedesse qualcosa a queste scatole di microfilm, andrebbero perdute. Quindi ho pensato che fosse meglio digitalizzarle subito e fornire copie a tutti quelli che conosciamo e assicurarci che non potessero andare perse. Era una pensiero spaventoso, e credo davvero che per le missioni più vecchie ci siano dati che sono stati persi e non li troveremo mai più.”

La strana storia delle stazioni ALSEP dell’Apollo

A volte, la storia dietro i dati perduti è più bizzarra rispetto a quanto semplicemente gettarli nella spazzatura. Prendiamo il caso delle stazioni ALSEP. La sigla ALSEP sta per Apollo Lunar Surface Experiment Packages, e queste erano stazioni scientifiche lasciate sulla Luna da ogni missione Apollo che è atterrata dopo l’Apollo 11 (che era un pacchetto più semplice, ma sostanzialmente simile). Le stazioni ALSEP registravano dati su temperatura, movimenti tellurici lunari, esposizione ai raggi cosmici, flusso termico nel sottosuolo, e campo gravitazionale e magnetico della Luna, tra molte altre cose. Le stazioni ALSEP raccoglievano queste misurazioni continuamente, trasmettendole sulla Terra fino a quando le stazioni vennero spente nel 1977. I loro dati erano stati archiviati su nastri magnetici presso l’Università del Texas a Galveston — e poi avvenne l’approvazione della Marine Mammal Protection Act. Cosa c’entrano i mammiferi marini con i dati astronomici? “È proprio questo a rendere tutto così strano!” ha dichiarato. In precedenza, i nastri magnetici utilizzavano olio di balena come lubrificante per evitare di seccarsi o di incastrarsi nei lettori di nastro.

“Si scoprì che l’olio di balena era il lubrificante perfetto per i nastri magnetici, perché non era conduttivo, non danneggiava il substrato magnetico, aveva proprietà magnetiche e non rovinava le macchine per la lettura dei nastri,” ha detto l’esperto. Con il passaggio della Marine Mammal Protection Act, l’olio di balena non poteva più essere usato. Non fu un problema; un’azienda aveva previsto ciò e aveva ideato un nuovo lubrificante per sostituire l’olio di balena. Ma poi, sei mesi dopo, si scoprì che il nuovo lubrificante stava seccando i nastri magnetici causando loro delle lacerazioni nei lettori di nastro. Questo mise NASA in difficoltà. I dati stavano arrivando continuamente dai satelliti e dalle missioni interplanetarie, e avevano bisogno di nastri per registrare questi dati. Non c’era tempo da perdere in attesa di qualcuno che trovasse un nuovo lubrificante, poiché avevano bisogno di un luogo per immagazzinare tutti quei nuovi dati in arrivo. “Così iniziarono a razziare vecchi nastri che avevano ancora l’olio di balena e a scrivere sopra di essi,” ha raccontato l’esperto. “E a un certo punto, qualcuno trovò i nastri ALSEP e scrisse sopra di essi, quindi ora sono andati.”

“Tutti gli altri erano stati persi, e tutto a causa dell’olio di balena!” ha aggiunto. Tutto ciò che sopravvisse erano una serie di nastri che contenevano circa due settimane di dati dalle stazioni ALSEP che alcuni ricercatori devono aver preso in prestito dall’archivio prima che iniziasse il saccheggio. “Tutti gli altri erano andati,” ha detto. “E tutto a causa dell’olio di balena!”

La Montagna di Ferro

Fortunatamente, oggi non abbiamo più bisogno di affidarci all’olio di balena o ai nastri magnetici. Tutti i nuovi dati vengono digitalizzati, e i vecchi dati sono in fase di digitalizzazione. È tutto ora nel cloud, ovviamente, ma esistono ancora copie cartacee in due luoghi: uno, presso l’NSSDCA, e due in un luogo noto come “Montagna di Ferro”. La Montagna di Ferro è in realtà il nome di un’azienda che possiede “un grande archivio che tutti utilizzano e si trova circa 20 o 30 miglia [dal NASA Goddard in Maryland, vicino a Washington D.C.]”, ha detto l’esperto. Il loro nome evoca l’immagine di una grande montagna impenetrabile all’interno della quale, impilati dal pavimento al soffitto, ci sono server, scatole e pile di nastri magnetici. Questo non è molto lontano dalla verità — o, almeno, dalla verità che era in passato. “Originariamente avevano davvero una ‘montagna’ in Pennsylvania, una grande miniera che utilizzavano per riporre oggetti, in modo che potessero essere completamente protetti da tutto ciò che succedeva,” ha condiviso. “Ed è per questo che è chiamata Montagna di Ferro.”A meno di una guerra nucleare, i dati dovrebbero essere al sicuro. Anche se, come ha scherzato l’esperto, se un tornado dovesse distruggere l’NSSDCA, i dati di backup presso la Montagna di Ferro sarebbero al sicuro. Se qualcosa di così grande accadesse da portare via sia l’NSSDCA che la Montagna di Ferro, probabilmente avremmo preoccupazioni ben più gravi rispetto alla perdita di qualche dato astronomico, ha riso.

Evolversi con i tempi

Una minaccia più grande rispetto ai disastri naturali di oggi è costituita dagli aggiornamenti software o dei supporti temuti. Li abbiamo visti tutti — scommetto che a un certo punto hai aggiornato un programma all’ultima versione, solo per assistere al fallimento nell’aprire i tuoi file più vecchi. Oppure, considera le pile di nastri VHS ora destinati alla discarica semplicemente perché il modo in cui consumiamo i media è cambiato. Pertanto, essenziale per l’archiviazione dei dati è renderli a prova di futuro affinché possiamo ancora aprirli e leggerli fra 50 o 100 anni. “Cerchiamo di stare al passo con i suporti, perché quello che accade è che i suporti durano più a lungo delle macchine effettive per leggere i suporti,” ha commentato. “Abbiamo tutte le cassette a nove tracce, ma non abbiamo più lettori a nove tracce che funzionino.”In senso più ampio, “c’è una competizione naturale tra rendere i dati disponibili in formati moderni e creare qualcosa che qualcuno in futuro sarà in grado di aprire, e non dirà: ‘Oh, non so cosa sia un foglio di lavoro di Google'”, ha aggiunto.

Poiché il software cambia continuamente, all’NSSDCA cercano di utilizzare le soluzioni più semplici, come una tabella ASCII. ASCII sta per American Standard Code for Information Interchange. Utilizza numeri per rappresentare caratteri senza formattazione ed è ampiamente utilizzato nell’informatica e su Internet, ed è utilizzabile da qualsiasi software, a differenza di un foglio di calcolo Excel, ad esempio, “che potrebbe nemmeno esistere in futuro,” ha detto l’esperto. Attualmente, il team sta esaminando, ripristinando e digitalizzando vecchi dati dalla missione Pioneer Venus della NASA, che ha operato tra il 1978 e il 1992, in attesa della prossima missione DAVINCI, VERITAS (Venus Emissivity, Radio Science, InSAR, Topography, e Spettroscopia) e della missione EnVision dell’Europa a Venere, tutte sperando di essere lanciate alla fine degli anni 2020 e nei primi anni 2030.

Un’immagine di Giove dalla missione Pioneer 10, contenuta negli archivi NSSDCA. (Credit immagine: NASA/Lonnie Shekhtman) “Pensiamo che molti di quei dati possano essere utili,” ha detto. Infatti, come abbiamo visto all’inizio di questo articolo, il team DAVINCI li sta già usando. I ricercatori stanno costantemente esaminando i dati passati, applicando nuove tecniche di trattamento e analisi per estrarre nuove informazioni. Chi sa quali scoperte ci attendono ancora nelle misurazioni effettuate decenni fa? Come custodi di questi segreti, dobbiamo riconoscere il nostro debito a chi ha lavorato per rendere disponibili questi dati per il futuro.