Intervista di Ivan Di Stefano, NaviGate: “Il paradigma deve cambiare: portare l’intelligenza di navigazione direttamente a bordo del satellite”

Nell’ultima decade, il cielo intorno alla Terra è cambiato più velocemente di quanto ci rendiamo conto: da qualche centinaio di satelliti in orbita a migliaia di unità operative, con previsioni che parlano di decine di migliaia di oggetti nei prossimi anni. In questo scenario, continuare a gestire tutto da terra, prenotando slot di stazioni di controllo, analizzando manualmente i dati di volo, pianificando una a una le manovre di ogni satellite, rischia di diventare un collo di bottiglia fisico prima ancora che organizzativo.

È proprio da qui che nasce NaviGate, lo spin‑off della Sapienza che porta a bordo dei satelliti l’esperienza maturata in oltre dieci anni di determinazione orbitale su missioni scientifiche tra NASA ed ESA: da Cassini a Juno, da BepiColombo a JUICE. In questa intervista Ivan Di Stefano, co‑fondatore e CEO, racconta come lui e il suo team sono passati dai laboratori di radioscienza alla creazione di NaviCode, un software di navigazione autonoma pensato per rendere i satelliti capaci di “guidarsi da soli”.

Dalle sfide del settore spaziale, tradizionalmente prudente e legato al flight heritage, fino all’imminente test in orbita e alla visione di costellazioni che si organizzano in modo distribuito, il dialogo esplora cosa significa trasformare ricerca di frontiera in un prodotto industriale affidabile.

1. Ivan, lei e i suoi co-founder lavorate da oltre dieci anni sulla determinazione orbitale per missioni scientifiche tra NASA ed ESA. Quando avete deciso di trasformare questa esperienza di ricerca in una startup?

«La decisione è maturata progressivamente, osservando ciò che stava accadendo nel settore. Per anni, insieme ad Andrea Sesta e Daniele Durante, abbiamo lavorato nel laboratorio del Prof. Luciano Iess che gestisce esperimenti di radioscienza su missioni interplanetarie, sia con la NASA, come nel caso di Juno su Giove e Cassini su Saturno, sia con l’ESA, come per BepiColombo verso Mercurio e JUICE verso le lune di Giove, sviluppando algoritmi di determinazione orbitale capaci di raggiungere le accuratezze elevate necessarie per determinare i campi di gravità dei pianeti, testare la relatività generale o studiare la fisica solare. In parallelo, vedevamo le costellazioni in orbita terrestre crescere a un ritmo senza precedenti: dai circa 300 satelliti lanciati nel 2018 ai circa 3.000 del 2023, con previsioni che parlano di 60.000 satelliti in orbita entro il 2030. A un certo punto abbiamo capito che portare le tecniche che usavamo per missioni scientifiche direttamente a bordo dei satelliti, opportunamente ripensate, poteva risolvere un problema industriale concreto e urgente: rendere i satelliti capaci di navigare da soli. Nel 2024 siamo stati selezionati da Galaxia, l’hub nazionale di trasferimento tecnologico per l’aerospazio, e da lì abbiamo avviato il proof-of-concept che ha portato NaviGate a diventare uno spin-off della Sapienza con un prodotto, NaviCode, sviluppato in soli 16 mesi e pronto per essere testato nello spazio tra poche settimane.»

2. Mi ha raccontato come oggi intere costellazioni siano ancora gestite da terra, con team dedicati e slot di stazione di terra da prenotare con largo anticipo. Qual è stato l’episodio o il progetto che le ha fatto dire: “così non è più scalabile, serve un nuovo paradigma”?

«Non c’è stato un singolo episodio, ma una presa di coscienza progressiva confrontando due mondi. Da un lato, lavorando su missioni nello spazio profondo, vedevamo quanto fosse complesso e costoso ottenere navigazione accurata anche per un solo satellite, quando ti allontani dall’orbita terrestre: stazioni di terra deep-space limitate che devono essere prenotate con largo anticipo, team di ingegneri di navigazione dedicati, visibilità intermittente per vincoli geometrici. Dall’altro, osservavamo come invece qui in orbita terrestre i numeri delle costellazioni commerciali iniziavano ad esplodere. Un dato che dice tutto: Starlink ha effettuato 25.000 manovre di evitamento collisione in sei mesi, una media di circa 138 al giorno se gestite manualmente. Un singolo evento può impegnare un team di flight dynamics per ore. Con migliaia di satelliti che diventeranno decine di migliaia, è decisamente poco pratico continuare a gestire tutto da terra. Le operazioni a terra diventeranno un collo di bottiglia fisico, non un problema di software gestionale. Il paradigma deve cambiare, e il cambiamento è portare l’intelligenza di navigazione direttamente a bordo del satellite.»

3. Il settore spaziale è tradizionalmente prudente, molto legato all’heritage tecnologico e ai sistemi già collaudati. Qual è stata la barriera più difficile da superare nel proporre un software di bordo nuovo a chi gestisce asset che valgono milioni e non sono recuperabili?

«La barriera principale è esattamente quella che ha citato: il cosiddetto flight heritage. Nello spazio, un sistema nuovo, per quanto valido sulla carta, parte sempre svantaggiato rispetto a uno che ha già volato. È una prudenza giustificata, perché un satellite in orbita non si può richiamare e riparare. La nostra risposta è stata costruire un percorso di validazione progressivo che riduce il rischio percepito a ogni passo. Abbiamo prima validato il nostro software, NaviCode, su dati GNSS raccolti in volo da missioni NASA, ottenendo accuratezze di posizionamento 3D nell’ordine dei decimetri contro i 3 metri che un ricevitore avanzato può ottenere. Il passo successivo è stato eseguire i test sullo stesso computer di bordo che useremo in orbita. Infine, la dimostrazione nello spazio prevista nell’estate del 2026 chiuderà il cerchio. Il prossimo passo sarà iniziare un programma pilota con partner industriali, per aumentare ulteriormente il flight heritage e standardizzare le procedure di integrazione del software.»

4. L’industria si sta muovendo verso manovre automatiche di evitamento collisioni e coordinamento tra satelliti. Quanto siamo lontani da una costellazione che “si organizza da sola” in orbita e quali sono, secondo lei, i passaggi indispensabili per arrivarci?

«Siamo più vicini di quanto si pensi, ma il percorso ha tre tappe ben distinte che non si possono saltare. La prima è una conoscenza accurata e continua della posizione del satellite a bordo, in tempo reale: senza questo, qualunque decisione autonoma è cieca. Oggi i ricevitori GNSS standard offrono accuratezze fino a 10 metri, NaviGate porta questo dato nell’ordine del decimetro direttamente a bordo. La seconda tappa è la capacità di predire dove il satellite si troverà, con un’incertezza quantificata e affidabile: è il prerequisito da integrare con le informazioni di Space Situational Awareness fornite da soggetti specializzati, valutare le congiunzioni con altri oggetti e ridurre significativamente i falsi allarmi, evitando manovre inutili che costano propellente e vita operativa. La terza è la chiusura del loop: il calcolo autonomo della manovra a bordo, già prevista nella nostra roadmap di sviluppo. Alcuni grandi operatori si stanno muovendo in questa direzione con soluzioni proprietarie sviluppate internamente, ma per la stragrande maggioranza degli operatori commerciali questa capability oggi non è accessibile: il nostro obiettivo è renderla disponibile come prodotto software industriale, costruendo questi tre strati uno alla volta, con validazione rigorosa a ogni passo.»

5. NaviGate propone un passaggio da controllo centralizzato a intelligenza distribuita a bordo dei satelliti. Se dovesse spiegarlo a chi non è del settore, cosa cambia in concreto tra un satellite “guidato da terra” e uno che decide da sé le proprie manovre?

«L’analogia più immediata è quella tra un’auto comandata a distanza e un’auto a guida autonoma. Oggi un satellite tipico è come la prima: per avere un’idea precisa di dove si trova, il satellite invia dati a una stazione di terra dove un team di ingegneri li analizza, calcola la posizione accurata e stima quali manovre sono necessarie, aspettando il passaggio successivo sopra la stazione per inviare i comandi in upload. Con NaviCode il satellite ha già l’informazione circa la sua posizione direttamente a bordo con precisione decimetrica, sa prevedere dove sarà nelle prossime ore o giorni e, nelle versioni successive, saprà decidere quando e come manovrare. In termini di vantaggi concreti per chi gestisce la missione, questo significa una riduzione dei costi operativi, immagini processate a bordo più precise nella loro geolocalizzazione e la possibilità di scalare il numero di satelliti senza dover aumentare proporzionalmente il personale a terra. È la differenza tra avere ogni satellite come un dipendente da gestire individualmente e avere una flotta che sa fare il proprio lavoro.»

6. Tra due mesi eseguirete un test direttamente su un satellite operativo, aggiornando il computer di bordo in orbita. Come ci si prepara, da startup, a un momento del genere? È più entusiasmo, pressione o senso di responsabilità?

«Sono tutte e tre le cose insieme, in proporzioni che cambiano a seconda della giornata. L’entusiasmo c’è perché dopo sedici mesi di lavoro intenso vedere il proprio software girare nello spazio, su un satellite vero, è la conferma che tutto questo ha senso. La pressione c’è perché un’In-Orbit Demonstration è un momento di verità che non ammette zone grigie: o funziona o non funziona. Il senso di responsabilità è probabilmente quello che pesa di più, perché una volta sul mercato il software lavorerà su satelliti operativi svolgendo funzionalità critiche per la missione. Come ci si prepara concretamente? Riducendo il rischio in modo ossessivo. Il software è stato progettato pensando ad ogni possibile contingenza. Insomma, ci prepariamo a riuscire e ci prepariamo a rialzarci immediatamente nel caso qualcosa andasse storto: quando lavori nello spazio non puoi evitare di considerare anche lo scenario peggiore.»

7. Nell’ultimo decennio avete lavorato su missioni complesse come BepiColombo verso Mercurio. C’è una lezione imparata in quel contesto scientifico che oggi considera fondamentale per costruire un prodotto commerciale affidabile?

«La lezione più importante è il valore della validazione incrementale e della modellazione rigorosa dell’incertezza. Su BepiColombo, il lavoro di determinazione orbitale di precisione sui dati di radiotracking ha abilitato uno dei test di relatività generale più accurati mai effettuati nel Sistema Solare, mentre su Juno e Cassini ha permesso la stima dei campi di gravità di Giove, Saturno e Titano. Risultati del genere non si ottengono con un singolo calcolo brillante, ma costruendo un’infrastruttura di analisi che modella ogni fonte di rumore, ogni effetto sistematico, e fornisce non solo un numero ma anche quanto ci si può fidare di quel numero. Quella mentalità l’abbiamo trasferita direttamente in NaviCode. Quando il nostro software dice al satellite “ti trovi qui”, dice anche “con questa incertezza”. Per un operatore commerciale questo è cruciale: un dato senza margine di errore associato non è informazione, è una speranza. Un prodotto commerciale affidabile, nello spazio, è esattamente un prodotto che non promette mai più di quello che può misurare. Questa cultura del rigore quantitativo è ciò che separa un software che funziona in laboratorio da uno che si può mettere in volo.»

8. Dall’esterno si parla spesso di “new space economy” in modo generico. Dal suo punto di vista, cosa non abbiamo ancora capito della complessità di portare innovazione software nello spazio rispetto a farlo in altri settori tech?

«La differenza che spesso sfugge è che nello spazio non si può aggiornare con un click. In un’app web puoi rilasciare una nuova versione ogni giorno, raccogliere feedback, correggere bug nel pomeriggio. Su un satellite, ogni riga di codice deve essere validata in condizioni rappresentative prima del lancio, perché una volta lassù le possibilità di intervento sono limitate e ogni operazione costa risorse preziose. Questo cambia profondamente il modello di sviluppo. Il ciclo non è “lancia veloce e correggi dopo”, ma “validare progressivamente, prevedere ogni scenario, poi lanciare”. La sfida di NaviGate è proprio coniugare la velocità di una startup software con il rigore richiesto dal contesto spaziale. Per riuscirci abbiamo investito molto nell’architettura modulare di NaviCode e in un’infrastruttura di validazione che ci permette di testare con dati reali di missioni operative prima ancora di arrivare in orbita. Chi pensa che “new space” significhi solo lanciare in modo più economico sottovaluta la parte più difficile, che è ingegnerizzare software affidabile per un ambiente che non perdona errori.»

9. Nel passaggio dal laboratorio alla startup siete passati da tempi lunghi e missioni scientifiche a deadline serrate, test in orbita e pressione competitiva. Come si trova un equilibrio tra rigore scientifico, velocità di esecuzione e vita personale quando si lavora su tecnologie che non possono permettersi errori?

«È una domanda che ci facciamo spesso, e onestamente non c’è una risposta perfetta. L’equilibrio si costruisce su due cose: il metodo e il team. Sul metodo, abbiamo imparato che velocità e rigore non sono in conflitto se si segmenta bene il lavoro. Sviluppare per release incrementali soddisfacendo gradualmente bisogni crescenti del mercato, validare ogni componente in modo progressivo, definire criteri chiari per dichiarare “questo è pronto” significa avanzare rapidamente senza rinunciare al rigore. Sul team, la fiducia è tutto. Andrea, Daniele e io ci conosciamo da circa dieci anni, abbiamo affrontato insieme dottorati, missioni scientifiche complesse, deadline stringenti. Quando i ritmi si fanno intensi, sapere che gli altri tengono botta cambia completamente l’esperienza. Stiamo anche ampliando la squadra e il recente ingresso nel team di ragazzi in gamba come Marco e Silvia darà una spinta significativa ai prossimi step. Sulla vita personale dico solo questo: chi lavora su una startup deep-tech sa che ci sono periodi in cui il bilancio si sposta, ma questo è inevitabile se si vuole costruire qualcosa che possa influenzare positivamente gli sviluppi di un settore. La cosa importante è essere consapevoli che è una scelta temporanea e che la sostenibilità di lungo termine richiede di proteggere anche ciò che sta fuori dall’ufficio.»

10. Guardando ai prossimi cinque anni, qual è lo scenario che la entusiasma di più: costellazioni completamente autonome, cooperazione tra operatori per la gestione del traffico spaziale, o il consolidamento di un ecosistema italiano del deep tech spaziale riconosciuto a livello globale?

«Mi piacerebbe poter rispondere “tutte e tre”, perché credo che siano interconnesse. Ma se devo scegliere lo scenario che mi entusiasma di più, è il terzo, perché potenzialmente abilita gli altri due. L’Italia ha una tradizione tecnico-scientifica nel settore spaziale che pochi paesi possono vantare: dalle eccellenze nel campo accademico e scientifico alle grandi aziende che muovono il settore, l’Italia è senza dubbio un polo di riferimento per l’aerospazio in Europa. Oggi vedo un ecosistema deep-tech italiano che sta emergendo con startup davvero forti fondate da persone estremamente competenti, programmi di trasferimento tecnologico come Galaxia, incubatori specializzati come ESA BIC, capitali che iniziano a comprendere la specificità del settore. Si sta creando un vero e proprio ecosistema, e se nei prossimi cinque anni riesce a consolidarsi e a diventare un riferimento riconosciuto a livello globale, potrà dare un contributo sostanziale affinché le costellazioni autonome e la gestione cooperativa del traffico spaziale diventino lo standard. NaviGate vuole essere uno dei mattoni di quella costruzione.»