Un satellite Smile
Nel 2021 è in programma il lancio del satellite SMILE, una missione scientifica congiunta tra ESA e l’Accademia Cinese delle Scienze, che mira a indagare l’interazione tra lo schermo protettivo della Terra – la magnetosfera – e il vento solare supersonico. Il satellite SMILE è costituito da una piattaforma fornita dall’Accademia Cinese delle Scienze e da un Modulo Payload (PLM) fornito dall’ESA. Il modulo imbarca quattro strumenti scientifici provenienti da Canada, UK e Cina, l’unità di controllo PLM e l’Unità di memoria, l’Unità di distribuzione e il sistema di comunicazione a banda X impiegato per il down link dei dati scientifici del Payload. Thales Alenia Space si è aggiudicata uno dei tre studi (messi a concorso) finanziati dall’ Agenzia Spaziale Europea (ESA), per guidare il progetto di definizione del Modulo Payload SMILE (Solar Wind Magnetospheric Ionospheric Link Explorer). Durante la fase di studio, Thales Alenia Space nel Regno Unito lavorerà con il team ESA per definire e ottimizzare il payload, incluso la soluzione termica e strutturale, la definizione delle apparecchiature a supporto del PLM, la sistemazione dei quattro strumenti e la consegna di tutti i dati scientifici. Con il lancio previsto nel 2021 dalla Guyana francese il satellite di due tonnellate sarà immesso in orbita HEO (Highly Elliptic Orbit) con un apogeo di 120,000 Km sul polo nord. Se supererà la fase di PDR (Preliminary Design Review), Thales Alenia Space nel Regno Unito gestirà gli equipaggiamenti, l’assemblaggio, integrazione e i test (AIT) del modulo Payload presso il National Space Testing Facilities in UK. Questa nuova struttura, che sarà operativa nel 2020, è stata sviluppata con i finanziamenti assegnati dal fondo di strategia industriale del Dipartimento per le Imprese, l’Energia e la Strategia Industriale del governo del Regno Unito a sostegno delle attività di progettazione e costruzione di strumenti complessi per lo spazio e satelliti tecnologicamente avanzati. La missione SMILE darà un importante contributo alla nostra conoscenza del tempo meteorologico nello Spazio e, in particolare, dei processi fisici che si sviluppano durante la continua interazione tra il vento solare e la magnetosfera.
I dati satellitari, utilizzati per una ricerca iniziata nel 2011, hanno permesso di identificare una deformazione della superficie topografica (subsidenza) di circa 15 mm, all’interno di due bacini in prossimità dell’area epicentrale del terremoto dell’Aquila del 2009, legata probabilmente alla fase preparatoria del terremoto. La ricerca, durata circa 6 anni, è stata condotta dall’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia in collaborazione con il Dipartimento di Ingegneria Civile e Meccanica (DICeM) dell’Università degli Studi di Cassino e del Lazio meridionale e il Dipartimento di Ingegneria Civile, Edile-Architettura e Ambientale (DICEAA) dell’Università dell’Aquila La previsione dei terremoti è un traguardo ancora lontano dall’essere raggiunto, tuttavia un importante contributo potrebbe arrivare dalle tecniche interferometriche satellitari, in grado di misurare le deformazioni della superficie terrestre e fornire informazioni utili sulla probabilità di accadimento di un evento sismico in una determinata zona. “La deformazione osservata prima del terremoto”, spiega Marco Moro, ricercatore INGV e primo autore del lavoro, “è stata indotta dal cedimento di alcuni livelli stratigrafici, causato dal progressivo abbassamento delle falde acquifere superficiali, determinato, a sua volta, dalla migrazione dei fluidi in profondità”. E’, infatti, noto in letteratura che, prima di un evento sismico, le rocce presenti nel volume della zona ipocentrale (volume focale) sono soggette ad uno sforzo di taglio, con conseguente formazione di fratture.
La Space Alliance, formata da Thales Alenia Space e Telespazio ha siglato un accordo di partnership con la società statunitense Spaceflight Industries per lo sviluppo di BlackSky, costellazione satellitare ad alta frequenza di rivisitazione. L’accordo prevede l’acquisizione di una partecipazione di minoranza in Spaceflight Industries, società statunitense che intende realizzare e gestire – attraverso la sua attività BlackSky – una costellazione di 60 satelliti di osservazione della terra di piccole dimensioni che garantiranno tempi di rivisitazione molto brevi su ogni punto del pianeta; la costituzione negli Stati Uniti di una joint venture industriale tra Thales Alenia Space e Spaceflight Industries specializzata nella realizzazione di satelliti di piccole dimensioni; l’implementazione di un accordo di cooperazione commerciale tra Telespazio e BlackSky che consenta il miglioramento dei rispettivi prodotti e servizi sul mercato.
Le immagini dei satelliti italiani COSMO-SkyMed sono utilizzate in Texas per monitorare le conseguenze delle piogge e in particolare per controllare le inondazioni lungo la costa colpita dal passaggio dell’Uragano Harvey. Leonardo sta infatti fornendo immagini, mappe e servizi a valore aggiunto basati sui dati satellitari della costellazione radar COSMO-SkyMed, attraverso e-GEOS (joint venture tra Telespazio e ASI). I satelliti radar sono particolarmente utili in queste situazioni potendo osservare anche di notte e attraverso le nubi, tra cui quelle prodotte dall’uragano, a differenza dei satelliti ottici. Un’ulteriore dimostrazione dell’eccellenza di questo sistema tutto italiano, già in passato di fondamentale importanza nella gestione di analoghe emergenze. e-GEOS sta utilizzando il sistema FLooD, in combinazione con le capacità di analisi offerte dai partner statunitensi quali URSA e Orbital Insight, dimostrando la grande versatilità d’impiego delle informazioni ottenute attraverso COSMO-SkyMed. Il programma, nato dalla collaborazione tra Agenzia Spaziale Italiana e Ministero della Difesa, è stato realizzato da Leonardo con le sue joint venture Thales Alenia Space e Telespazio, è operato e gestito dai centri spaziali del Fucino e di Matera attraverso Telespazio ed e-GEOS.
A seguito del terremoto di Ischia del 21 agosto 2017, i ricercatori del CNR-IREA hanno misurato i movimenti permanenti del terreno grazie ai satelliti europei Sentinel-1 e italiani COSMO-SkyMed, evidenziando un abbassamento del suolo con un valore massimo di circa 4 centimetri localizzato in un’area a ridosso di Casamicciola Terme. Nell’emergenza post terremoto il Dipartimento della Protezione Civile (DPC), fin dalle primissime ore dopo il sisma, ha attivato il Consiglio Nazionale delle Ricerche – Istituto per il Rilevamento Elettromagnetico dell’Ambiente (CNR-IREA) di Napoli, in qualità di centro di competenza nel settore dell’elaborazione dei dati radar satellitari, per un’analisi volta alla misura dei movimenti del suolo conseguenti al sisma. Utilizzando i dati radar dei satelliti europei Sentinel-1, del programma europeo Copernicus, e quelli della costellazione italiana COSMO-SkyMed, dell’Agenzia Spaziale Italiana (ASI) – centro di competenza per le acquisizioni ed utilizzo dei dati satellitari – e del Ministero della Difesa, un team di ricercatori del CNR-IREA ha misurato con alta precisione i movimenti permanenti del suolo originati durante il terremoto, utilizzando la tecnica dell’Interferometria SAR Differenziale. Tale tecnica consente, confrontando immagini radar acquisite prima dell’evento con immagini successive al sisma, di rilevare deformazioni della superficie del suolo con accuratezza centimetrica. In particolare, è stato evidenziato un abbassamento del suolo fino ad un massimo di 4 centimenti in un’area a ridosso di Casamicciola Terme, la più colpita dai crolli. La mappa dei movimenti verticali del suolo, in vista 3D, è mostrata nella figura allegata, in cui al colore rosso corrisponde la zona che ha subito il maggiore abbassamento. Si segnala che ottenere in tempi brevi un quadro sinottico delle deformazioni e degli spostamenti del suolo causati da un sisma nell’area epicentrale rappresenta uno degli obiettivi del Dipartimento della Protezione Civile, durante un’emergenza sismica. In questo caso specifico i risultati ottenuti sono frutto della lunga e consolidata collaborazione fra il Dipartimento e i propri Centri di Competenza – in questo caso CNR-IREA e ASI. Sulla base delle loro competenze, questi centri supportano il DPC nell’utilizzo dei dati e delle informazioni satellitari e nella loro integrazione con i dati in situ forniti dagli altri Centri di Competenza. Quest’attività ha permesso lo sviluppo di prodotti, metodi e procedure che hanno migliorato le capacità del Servizio Nazionale della Protezione Civile nella risposta all’emergenza.
Il 26 agosto 1977 veniva lanciato da Cape Canaveral il primo satellite italiano per telecomunicazioni. Un cilindro dal diametro di 143 centimetri, pesante 229 kg e ricoperto da celle solari: era questo l’aspetto di SIRIO, lo storico satellite geostazionario per telecomunicazioni completamente made in Italy, che 40 anni fa aprì la strada a missioni di tipo applicativo. Ma prima di arrivare al momento fatidico del lancio, che avvenne a bordo del vettore Delta 2313 della NASA, il cammino di SIRIO (Satellite Italiano di Ricerca Industriale e Operativa), il cui obiettivo principale riguardava la sperimentazione della propagazione ad alte frequenze fino a 18 Ghz, fu una vera corsa ad ostacoli. Le difficoltà incontrate dal progetto, nato dalla collaborazione tra il Consiglio Nazionale delle Ricerche e la Compagnia Industriale Aerospaziale – un consorzio che riuniva le principali aziende del comparto, erano connesse a numerosi fattori, quali il periodo caratterizzato da incertezze politiche e sociali, problemi di fondi erogati in maniera discontinua, mancanza di normativa specifica in materia e un settore spaziale che si presentava alquanto frammentario. Solo nel 1971 e nel 1974 furono approvate due leggi ad hoc – la n. 97 e la n. 388 – per il supporto finanziario alle attività spaziali nazionali, che complessivamente attribuirono a SIRIO un budget di 42 miliardi di lire e spianarono la strada verso il lancio. Progettato per avere una vita operativa di due anni, il satellite nato da un’idea di Francesco Carassa, docente al Politecnico di Milano, rimase attivo per otto anni, fino al 1985. SIRIO fu al centro di numerose attività sperimentali sui fenomeni di propagazione e sulle bande di frequenza e fu utilizzato anche per effettuare test sulle comunicazioni televisive. Gli esperimenti furono condotti da centri di ricerca sia italiani che internazionali: Regno Unito, Francia, Germania, Finlandia, Paesi Bassi, Stati Uniti e Cina. Il successo della missione di SIRIO, oltre a comprovare il livello di eccellenza del settore spaziale italiano, diede ulteriore impulso al campo delle telecomunicazioni ed ebbe importanti ricadute anche nell’ambito di un’organizzazione più razionale delle strutture nazionali operanti nella ricerca spaziale.
