Verso un’Epistemologia dello Spazio: Un quadro sistemico per l’esplorazione di conoscenza, tecnologia, etica e politiche all’intersezione tra spazio e sostenibilità

Bridging both conceptual development and empirical analyses, this thesis challenges the assumption that space exploration, and the knowledge derived from it, inherently lead to positive effects for humanity and the planet. It argues instead that the impacts of space-derived knowledge depend on the frameworks through which that knowledge is produced, applied, and disseminated. To address this paradigm, I introduce the novel concept of a space epistemology, a systems framework grounded in epistemic justice. Drawing from systems engineering methodologies, this theory employs an Input-Process-Output (IPO) model to analyze how experiential and intellectual knowledge from space (inputs) are shaped by technology, ideology, and policy (processes), thereby leading to positive or negative impacts on social and environmental sustainability (outputs). This research focuses on two forms of space-derived knowledge: experiential, exemplified by the Overview Effect (OE), and intellectual, represented by Earth Observation (EO) data and dual use space technologies. It also investigates applications of two epistemic technologies, namely Virtual Reality (VR) and Artificial Intelligence (AI). Four original case studies are presented, exploring the technical, ethical, and policy implications of this theory. Case Study 1 aims to validate Virtual Reality as a tool for simulating the Overview Effect. This mixed-methods experiment, carried out during a research abroad period at the University of Cádiz, indicated that immersive OE experiences heightened ecopsychological measures across participants and analog astronauts, suggesting a powerful tool for education and engagement. Case Study 2 introduces a generative AI tool called SpaceGPT, which was developed to translate satellite information into actionable advice for diverse stakeholders. Initial feedback from a validation phase with space agency experts indicated the tool’s promise in bridging expertise gaps at the community level. Case Study 3 introduces the Environmental Feature Clusters (EFC) framework, developed during a visiting period at the European Space Agency. It implements an unsupervised machine learning approach to environmental indices derived from satellite imagery in order to map ecologically similar regions. Case Study 4 provides a stark counterpoint by examining the implications of dual use technologies in Gaza, and uses satellite imagery to assess the extensive destruction of civilian infrastructure and ecosystems over a year of genocide. It documents how the space industry is complicit in this harm, underscoring the moral imperative to redirect “dual use” towards sustainability and accountability. Finally, the findings from these case studies are synthesized and policy recommendations for their implementation are outlined, in alignment with the UN Space2030 Agenda and selected Sustainable Development Goals. Ultimately, this work calls for reframing space not as a frontier of exploitation, but as a shared realm of responsibility, where knowledge and technology are ethically applied and governed in the service of justice and sustainability.

Colmando lo sviluppo concettuale e l’analisi empirica, questa tesi sfida l’assunto secondo cui l’esplorazione spaziale, e la conoscenza da essa derivata, portino intrinsecamente a effetti positivi per l’umanità e per il pianeta. Sostiene invece che gli impatti della conoscenza derivata dallo spazio dipendano dai quadri attraverso cui tale conoscenza viene prodotta, applicata e diffusa. Per affrontare questo paradigma, introduco il concetto innovativo di epistemologia spaziale, un quadro sistemico basato sulla giustizia epistemica. Ispirandosi alle metodologie dell’ingegneria dei sistemi, questa teoria impiega un modello Input-Process-Output (IPO) per analizzare come la conoscenza esperienziale e intellettuale dallo spazio (input) venga modellata da tecnologia, ideologia e politica (processi), conducendo così a impatti positivi o negativi sulla sostenibilità sociale e ambientale (output). Questa ricerca si concentra su due forme di conoscenza derivata dallo spazio: quella esperienziale, esemplificata dall’Overview Effect (OE), e quella intellettuale, rappresentata dai dati di Osservazione della Terra (EO) e dalle tecnologie spaziali a duplice uso. Indaga inoltre le applicazioni di due tecnologie epistemiche, ovvero la Realtà Virtuale (VR) e l’Intelligenza Artificiale (AI). Vengono presentati quattro studi di caso originali, che esplorano le implicazioni tecniche, etiche e politiche di questa teoria. Lo Studio di Caso 1 mira a convalidare la Realtà Virtuale come strumento per simulare l’Overview Effect. Questo esperimento a metodi misti, realizzato durante un periodo di ricerca all’estero presso l’Università di Cadice, ha indicato che esperienze OE immersive hanno aumentato le misure ecopsicologiche tra i partecipanti e astronauti analoghi, suggerendo uno strumento potente per l’educazione e il coinvolgimento. Lo Studio di Caso 2 introduce uno strumento di AI generativa chiamato SpaceGPT, sviluppato per tradurre le informazioni satellitari in consigli operativi per stakeholder eterogenei. Il feedback iniziale di una fase di validazione con esperti di agenzie spaziali ha indicato il potenziale dello strumento nel colmare i divari di competenza a livello comunitario. Lo Studio di Caso 3 introduce il quadro Environmental Feature Clusters (EFC), sviluppato durante un periodo di visiting presso l’Agenzia Spaziale Europea. Implementa un approccio di machine learning non supervisionato sugli indici ambientali derivati da immagini satellitari al fine di mappare regioni ecologicamente simili. Lo Studio di Caso 4 offre un netto contrappunto esaminando le implicazioni delle tecnologie a duplice uso a Gaza, e utilizza immagini satellitari per valutare l’estesa distruzione delle infrastrutture civili e degli ecosistemi durante un anno di genocidio. Documenta come l’industria spaziale sia complice di questo danno, evidenziando l’imperativo morale di reindirizzare il “duplice uso” verso la sostenibilità e la responsabilità. Infine, i risultati di questi studi di caso vengono sintetizzati e vengono delineate raccomandazioni politiche per la loro attuazione, in linea con l’Agenda Spaziale 2030 delle Nazioni Unite e alcuni Obiettivi di Sviluppo Sostenibile. In ultima analisi, questo lavoro invita a ripensare lo spazio non come una frontiera di sfruttamento, ma come un ambito condiviso di responsabilità, in cui conoscenza e tecnologia siano applicate ed esercitate eticamente al servizio della giustizia e della sostenibilità.