La costellazione COSMO-SkyMed, rappresenta il più ambizioso programma di osservazione satellitare terrestre mai realizzato dall'Italia; un unicum a livello mondiale che, negli ultimi 15 anni, ha catturato dallo Spazio più di 2.000.000 di immagini, a servizio della protezione dell’ambiente e dei cittadini. La costellazione, nata dalla collaborazione tra l’Agenzia Spaziale Italiana (ASI) e il Ministero della Difesa, con il contributo del Ministero dell’Università e della Ricerca, è la prima al mondo ad uso duale, cioè sia per scopi civili che militari.
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Gli occhi radar di COSMO-SkyMed
I satelliti COSMO-SkyMed sono impegnati h24 nel monitoraggio del territorio, nella sicurezza e nel supporto alla gestione delle emergenze naturali o antropiche. I suoi occhi radar possono monitorare i movimenti del terreno, di infrastrutture o di ghiacciai con un’accuratezza di pochi millimetri. Permettono di tenere sotto controllo una determinata area considerata a rischio, come ad esempio un parco archeologico o edifici storici, riuscendo a quantificare il loro spostamento in un determinato lasso di tempo: il tutto a circa 620 chilometri dalla Terra.
Le immagini radar acquisite dalla costellazione si sono dimostrate fondamentali per l’intervento tempestivo delle organizzazioni umanitarie e della protezione civile in soccorso delle popolazioni colpite da alcune delle più grandi emergenze ambientali degli ultimi anni, come gli incendi in Australia, l’eruzione vulcanica di La Palma, il ciclone Nargis in Birmania, e i terremoti in Abruzzo, Emilia Romagna e del Centro Italia.
Ma la funzione di COSMO-SkyMed non si esaurisce qui: grazie ad algoritmi avanzati di Big Data Analytics e Intelligenza Artificiale, le informazioni raccolte dalla costellazione consentono di quantificare nel tempo e modellare complessi fenomeni climatici e ambientali: l’ambizione è quella di creare un vero e proprio gemello digitale della vita del nostro pianeta. In questo modo, è anche possibile migliorare la gestione delle risorse naturali sempre più in chiave predittiva, contrastando, ad esempio, l’eccesso di sfruttamento agricolo, la deforestazione e il dissesto idro-geologico.
Il ghiacciaio Hofsjökull (Islanda)
L’oasi di Liwa (Emirati Arabi Uniti)
Le piantagioni di riso di Honghe Hani (Cina)
L’area dello stadio di Wembley, Londra (UK)
L’eruzione del Cumbre Vieja, isola di La Palma (Spagna)
Space Launch Complex 40, Kennedy Space Center (USA)
Immagini: COSMO-SkyMed Second Generation © ASI. Processate e distribuite da e-GEOS
Una nuova generazione per performance ancora più elevate
A febbraio 2022, la costellazione COSMO-SkyMed sarà arricchita da un altro satellite della cosiddetta seconda generazione, capace di offrire migliori prestazioni in termini di qualità delle immagini e versatilità, con una maggiore capacità di elaborazione a terra delle informazioni ma anche una vita operativa dei sistemi in orbita più lunga.
COSMO-SkyMed seconda generazione (CSG) - © Thales Alenia Space
In partenza da Cape Canaveral, il nuovo satellite si andrà ad unire ai quattro di prima generazione già lanciati tra il 2007 e il 2010 e al suo fratello di seconda generazione, già lanciato nel dicembre 2019. Anche per la nuova generazione sono previsti un totale di 4 satelliti, con l’obiettivo di garantire la continuità del sistema e migliorarne ulteriormente le performance.
L’innovazione più affascinante dei nuovi satelliti è sicuramente la capacità di acquisire simultaneamente due immagini in aree anche a centinaia di chilometri di distanza l’una dall’altra. COSMO-SkyMed è il primo sistema spaziale radar SAR ad aver sviluppato questa capacità, ed è in grado di soddisfare richieste simultanee che sarebbero state in conflitto per qualsiasi altro sistema satellitare.
Tutto questo si traduce in una maggiore efficienza al servizio di utenti civili e governativi.
Tecnologia Radar SAR
Il sistema, grazie alla tecnologia radar ad apertura sintetica (SAR) in banda X, è in grado di osservare la Terra dallo Spazio con risoluzione elevata e in ogni condizione meteorologica – anche attraverso le nuvole – sia di giorno che di notte. La tecnologia radar opera allo stesso modo in cui funziona un sonar, o come l’ecolocalizzatore dei pipistrelli, ma con l’utilizzo di onde elettromagnetiche.
L’antenna SAR di COSMO-SkyMed Seconda Generazione
Il suo radar può operare in modalità spotlight, concentrandosi su un’estensione di pochi chilometri quadrati e osservandola con una risoluzione fino a decine di centimetri, stripmap, con la possibilità di osservare una lunga striscia di superficie, o scanSar, monitorando un’area larga 200 chilometri.
Il Made in Italy nello spazio
Il successo di COSMO-SkyMed è figlio d’investimenti e d’idee, di risorse e di competenze, frutto dello sforzo comune delle Istituzioni, della comunità scientifica del Paese e della sua industria nazionale: in prima fila, ci sono Leonardo e le joint venture della Space Alliance, Thales Alenia Space e Telespazio, che hanno messo a sistema il proprio patrimonio industriale con le piccole e medie imprese italiane e le università per dare vista a sistemi d’avanguardia.
Tanto i satelliti della prima generazione quanto quelli della seconda sono costruiti a Roma, presso il centro integrazione satelliti di Thales Alenia Space, vero e proprio laboratorio dell’innovazione tecnologica dell’industria spaziale italiana. In questa fase, Leonardo contribuisce al programma fornendo i sensori di assetto stellare per l’orientamento del satellite, i pannelli fotovoltaici e le unità elettroniche per la gestione della potenza elettrica.
Costruito il satellite, bisogna poi accompagnarlo nello Spazio e gestirlo: Telespazio ha progettato e sviluppato l'intero sistema di terra a supporto della costellazione e gestisce la fase di lancio e messa in orbita (LEOP - Launch and Early Orbit Phase) dei satelliti COSMO-SkyMed dal Centro Spaziale del Fucino, il più grande teleporto al mondo per usi civili, incastonato tra gli Appennini abruzzesi, da cui vengono acquisiti anche i primi dati di telemetria inviati dal satellite.
Una volta in orbita, infine, quando il satellite comincia ad operare a pieno regime, il cuore delle attività si sposta al Centro Spaziale dell’ASI di Matera, operato dalla società e-GEOS (Telespazio 80%, ASI 20%), che si occupa di acquisire, processare e commercializzare i dati di COSMO-SkyMed.
Dietro ad ogni satellite, c’è insomma una filiera tutta italiana, fatta di infrastrutture e tecnologie all’avanguardia, ma soprattutto di persone dalle competenze avanzate, che fanno del nostro Paese e della nostra industria uno dei leader mondiali nel campo dell’osservazione della Terra.