Leonardo, attraverso le joint venture con le società Thales, Telespazio (67% Leonardo - 33% Thales) e Thales Alenia Space (67% Thales - 33% Leonardo), è presente in tutti i più importanti programmi spaziali per l’Osservazione della Terra, per la Navigazione e l’Esplorazione, promossi da istituzioni e agenzie spaziali internazionali.
Programmi e missioni
Osservazione della Terra
Realizzato da un Raggruppamento Temporaneo di Imprese, guidato da OHB Italia, responsabile della missione e della gestione dei tre principali segmenti (terra, volo e lancio), e Leonardo, che ha realizzato la strumentazione elettro-ottica iperspettrale e diversi equipaggiamenti di bordo, quali i sensori d’assetto e il pannello solare.
Navigazione e Telecomunicazioni
Per tutti i satelliti del programma Leonardo ha realizzato i sensori di assetto IRES-N2 (Infrared Earth Sensor), utilizzati per il controllo della posizione dei satelliti, e gli orologi atomici all’idrogeno PHM (Passive Hydrogen Maser), i più accurati per applicazioni di navigazione satellitare.
Il programma è articolato in diverse missioni: SICRAL 1 (lanciato nel 2001), SICRAL 1B (lanciato nel 2009), SICRAL 2 (lanciato nel 2015 in cooperazione con la Francia) e SICRAL 3 (che sarà composto da due satelliti, SICRAL 3A e SICRAL 3B). Leonardo ha fornito le unità di distribuzione di potenza e protezione (PPDU - Power Protection and Distribution Unit) e il sensore di orizzonte IRES-D per le missioni SICRAL 1 e 1B, il sensore stellare AA-STR per SICRAL 2 e fornirà i sensori Space Star per l’orientamento e il mantenimento del corretto assetto in orbita di SICRAL 3.
Esplorazione e Scienza
Programma promosso dalla National Aeronautics and Space Administration (NASA) in collaborazione con l’Agenzia Spaziale Europea (ESA), l’Agenzia Spaziale Giapponese (JAXA) e l’Agenzia Spaziale Canadese (CSA), per lo sbarco della prima donna astronauta sulla Luna nel 2024 e per la creazione di una comunità umana.
Leonardo partecipa al programma con la realizzazione di pannelli fotovoltaici e unità elettroniche per la distribuzione della potenza dello European Service Module (EMS), che trasporterà la capsula Orion sulla Luna. Attraverso Thales Alenia Space, svolge un ruolo di primo piano nello sviluppo e realizzazione dei sistemi termomeccanici del modulo e di diversi moduli pressurizzati per il Lunar Gateway, la futura stazione spaziale lunare, dove gli astronauti potranno vivere e condurre le loro attività (HALO, primo modulo abitativo con lancio previsto per il 2024; I-HAB, modulo abitativo internazionale; ESPRIT modulo per le comunicazioni e rifornimento).
La prima stazione spaziale internazionale commerciale che verrà realizzata nei prossimi anni dall’americana Axiom Space, destinata a sostituire la Stazione Spaziale Internazionale (SSI) a partire dal 2030. Leonardo, attraverso Thales Alenia Space (TAS), che ha già costruito cinque moduli della SSI, realizzerà i primi due moduli pressurizzati che equipaggeranno la nuova stazione e che verranno inizialmente attraccati alla SSI. TAS si occuperà di progettare, assemblare e testare la struttura primaria e il sistema che proteggerà i due moduli da micro-meteoriti e detriti. All’interno dei moduli, che saranno lanciati nel 2024 e 2025, ci saranno anche laboratori per gli esperimenti scientifici.
Euclid, progetto dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA), in cooperazione con un consorzio di laboratori in 14 paesi europei tra cui l’Italia e con il contributo della NASA e di alcuni istituti USA, studierà l’origine dell’espansione dell'Universo, attraverso la mappatura ad alta precisione del cielo nelle bande del visibile e dell’infrarosso e l’approfondimento della conoscenza sulla materia e sull’energia oscura.
Leonardo fornisce i pannelli fotovoltaici, che assicureranno l’alimentazione di tutti i sistemi della sonda, che verrà lanciata nel 2022, e il sofisticato FGS (Fine Guidance Sensor), un sensore stellare di altissima accuratezza, necessario per la misurazione della linea di mira del telescopio del satellite stesso.
Thales Alenia Space, che è prime contractor e guida un consorzio per la realizzazione del satellite, integra un innovativo sistema di puntamento, agile e preciso, e telecomunicazioni di nuova generazione.
Sviluppato da un consorzio europeo di circa 134 aziende guidate da Thales Alenia Space (TAS), ExoMars è frutto della cooperazione internazionale tra l’Agenzia Spaziale Europea (ESA) e l’Agenzia Spaziale Russa (Roscosmos), con il sostegno dall’Agenzia Spaziale Italiana (ASI). ExoMars è una delle missioni, articolata in due fasi, del programma di esplorazione dell’ESA Aurora. Ha come principali obiettivi la ricerca di tracce di vita passata e presente su Marte, la caratterizzazione geochimica del pianeta, la conoscenza dell’ambiente e dei suoi aspetti geofisici e l’identificazione dei possibili rischi per future missioni umane. Nella prima missione del 2016, in cui è stato lanciato il Trace Gas Orbiter (TGO) realizzato da TAS, per lo studio dei gas dell’atmosfera marziana e di eventuali processi biologici/geologici in atto, e per fornire il collegamento dati tra la Terra e i rover marziani impiegati nelle successive missioni, Leonardo ha fornito generatori fotovoltaici e unità per la trasformazione e la distribuzione della potenza elettrica al satellite, schede di distribuzione della potenza elettrica per un’unità montata sul modulo EDM (Entry Descent Module), realizzato da TAS, sensori di assetto A-STR utilizzati per orientarsi nello Spazio e un sistema di osservazione optronico CASSIS. Telespazio ha sviluppato alcuni sistemi del segmento di terra della missione, tra cui il Mission Control System, per monitorare e controllare il TGO, e il simulatore operativo che supporta la sperimentazione delle infrastrutture ExoMars a terra, compresi i sistemi di controllo della missione e del volo.
Nella seconda missione, prevista per il 2022, verrà lanciato un rover europeo autonomo, capace di prelevare campioni di terreno a una profondità di due metri e di analizzarne le proprietà chimiche, fisiche e biologiche. Leonardo fornirà sensori di assetto A-STR, pannelli fotovoltaici per l’alimentazione del veicolo spaziale e del rover, la trivella (drill) sviluppata per raccogliere campioni di terreno marziano con a bordo lo spettrometro Ma_Miss (Mars Multispectral Imager for Subsurface Studies), realizzato con il finanziamento dell’ASI, per l’analisi dell’evoluzione geologica e biologica del sottosuolo marziano. TAS sviluppa il sistema di controllo, navigazione e guida del Carrier Module e Descent Module, il sistema rover e il laboratorio analitico (ALD) dove è presente la speciale trivella.
Telespazio progetta, sviluppa e manutiene la ROCC Ground Communication Infrastructure (RGCI), che fornisce al Rover Operation Control Centre (ROCC) le comunicazioni necessarie per condurre le operazioni dello stesso rover, per l’invio di comandi e la ricezione dei dati di telemetria. Telespazio VEGA Deutschland è stata selezionata dall’ESOC (European Space Operation Centre) per sviluppare il simulatore operativo per il secondo veicolo spaziale previsto dal programma ExoMars.
Il James Webb Telescope (JWST), il più grande osservatorio astronomico spaziale, è un programma internazionale guidato dalla National Aeronautics and Space Administration (NASA) in collaborazione con l’Agenzia Spaziale Europea (ESA), l’Agenzia Spaziale Canadese (CSA) e il contributo di Leonardo. Studia la formazione e l’evoluzione delle prime galassie e l’atmosfera degli esopianeti.
Leonardo ha fornito elementi chiave per lo spettrografo NIRSpec (Near InfraRed Spectrograph) vicino infrarosso, capace di “vedere” oltre 100 oggetti contemporaneamente, di responsabilità dell’ESA, per la piattaforma del telescopio spaziale, di responsabilità della Northrop Grumman capofila del progetto, nonché l’RMA (Refocusing Mechanism Assembly), il meccanismo criogenico di alta precisione per mettere a fuoco la camera in orbita. Leonardo contribuisce al corretto orientamento e mantenimento dell’assetto del Telescopio e supporta gli strumenti per il suo puntamento attraverso 3 sensori di assetto di tipo stellare (Autonomous Star Tracker) e 2 sensori di sole (Smart Sun Sensor).
La missione JUICE (JUpiter ICy moons Explorer) è la prima missione del programma dell’Agenzia Spaziale Europea “Cosmic Vision” per lo studio di Giove e del suo sistema di lune (Ganimede, Callisto e Europa), allo scopo di supportare gli scienziati nella formulazione di teorie più precise sulle condizioni di formazione dei pianeti e dei processi di formazione della vita.
Leonardo ha realizzato i pannelli fotovoltaici (PVA), i più grandi al mondo per una missione interplanetaria (85 metri quadrati di superficie), che forniranno la potenza elettrica necessaria a una distanza di oltre 750 milioni di chilometri dal Sole, dove le temperature raggiungono i -230° C; la camera ottica ad alta risoluzione JANUS, sotto la responsabilità dell’Agenzia Spaziale Italiana (ASI), con il contributo dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), che studia la morfologia dei processi geologici delle lune e gli strati superiori dell’atmosfera gioviana, acquisendo immagini a colori altamente definite di nubi, vortici, onde; la testa ottica iperspettrale di MAJIS (Moons And Jupiter Imaging Spectrometer), a guida ASI e CNES (Centre national d'études spatiales), che osserverà e caratterizzerà nubi, ghiaccio e minerali sulle superfici delle lune di Giove, e studierà la distribuzione verticale di acqua e ammoniaca, i maggiori contributori di ossigeno e azoto alla chimica atmosferica.
Thales Alenia Space, con il contributo della NASA, sviluppa, realizza e testa RIME, lo strumento che rilevare la struttura interna degli strati ghiacciati. Inoltre, con l’Università di Roma La Sapienza, Thales Alenia Space ha realizzato il KaT (Ka Translator) dello strumento 3GM.
Telespazio, attraverso la controllata Telespazio Germany, fornisce supporto ingegneristico e operativo al Centro europeo per le operazioni spaziali dell’ESA (ESOC).
JUNO (JUpiter Near-polar Orbiter), seconda missione del programma New Frontiers della National Aeronautics and Space Administration (NASA), ha l’obiettivo di analizzarne le caratteristiche di Giove.
Leoanrdo ha contributo alla missione con: la realizzazione dello spettrometro JIRAM (Jovian InfraRed Auroral Mapper), finanziato dall’Agenzia Spaziale Italiana (ASI) e operato sotto la responsabilità scientifica dell’Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali (IAPS) dell’INAF (Istituto Nazionale di Astrofisica), capace di acquisire simultaneamente immagini e informazioni spettrali nell'infrarosso, attraverso l'uso di un doppio piano focale, consentendo di osservare a distanza ravvicinata Giove per capirne formazione, evoluzione, struttura; il sensore d’assetto Autonomous Star Tracker, che ha guidato la sonda per quasi 3 miliardi di chilometri verso l’orbita gioviana e che continuerà a fornire informazioni fondamentali per mantenere la rotta prestabilita.
Thales Alenia Space, con il supporto del team scientifico dell’Università di Roma “La Sapienza” e attraverso il finanziamento dell’ASI, ha realizzato lo strumento KaT (Ka-Band Translator) per effettuare esperimenti di radio-scienza da cui trarre informazioni sulla composizione interna del pianeta e sul campo gravitazionale di Giove.
Missione lunare frutto della collaborazione tra l’Agenzia Spaziale Russa (Roscosmos), Europea (ESA) e supportata dall’Agenzia Spaziale Italiana (ASI) e britannica (UK Space Agency), per inviare un lander nei pressi del Polo Sud della Luna. Il lander avrà il compito di attivare la trivella-laboratorio PROSPECT (Package for Resource Observation, in-Situ analysis and Prospecting for Exploration Commercial exploitation and Transportation) di Leonardo, che andrà alla ricerca di ghiaccio, sostanze volatili e chimiche, perforando la superficie a temperature fino a -150° C e analizzandone i componenti con le strumentazioni di bordo.
Il programma “Mars Sample Return” della National Aeronautics and Space Administration (NASA) con la collaborazione dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA), intende riportare sulla Terra, per la prima volta nella storia, dei campioni di suolo marziano, che permetteranno di comprendere meglio il pianeta rosso.
Nel 2026 sarà lanciata la missione (Sample Retrieval Lander) che porterà su Marte il Sample Retrieval Lander della NASA, insieme al Sample Fetch Rover dell’ESA e al Mars Ascent Vehicle (MAV), per recuperare i contenitori con i campioni di suolo marziano lasciati dal rover Perseverance, nella prima missione Mars 2020, e prepararli al lancio nell’orbita marziana.
Leonardo sta progettando i prototipi dei due bracci robotici di questa missione. Il primo, più piccolo e agile (avrà 6 gradi di libertà e sarà estendibile fino a circa 110 cm), verrà montato sul Sample Fetch Rover dell’ESA per raccogliere con una “pinza” i contenitori sul suolo. Il secondo, più robusto (avrà 7 gradi di libertà e supererà i 2 metri di estensione), installato sul Sample Retrieval Lander della NASA, sposterà i contenitori dal rover alla capsula che sarà lanciata in orbita. I bracci robotici di Leonardo opereranno autonomamente (il ritardo fino a circa 20 minuti delle comunicazioni tra Terra e Marte non permetterebbe di gestire i bracci rapidamente), nell’individuare il contenitore del campione marziano, scegliere la traiettoria per raccoglierlo e posarlo nel raccoglitore, essendo pronti a gestire eventuali anomalie. La terza missione del programma “Mars Sample Return” (Earth Return Orbiter) lancerà l’Earth Return Orbiter, che “catturerà” la capsula in orbita marziana e rientrerà a Terra. Thales Alenia Space fornirà il sistema di comunicazione che consentirà la trasmissione dati tra Terra, Orbiter e Marte e sarà responsabile della progettazione dell’Orbit Insertion Module.
Iniziativa dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA) per la creazione di servizi lunari di comunicazione, navigazione e relative infrastrutture, a supporto delle future missioni esplorative della Luna, commerciali e istituzionali.
Attraverso Telespazio, Leonardo guida un consorzio internazionale incaricato dall’ESA di definire un’infrastruttura che gestisca le esigenze delle future iniziative pubbliche e private dedicate all’esplorazione lunare, garantendo servizi alle diverse piattaforme in orbita attorno alla Luna o sulla sua superficie, come rover, lander o basi lunari. Tra i requisiti, rendere il sistema interoperabile con LUNANET, l’infrastruttura che la NASA sta sviluppando per supportare il programma Artemis. Moonlight faciliterà le missioni rendendo disponibili segnali di navigazione per guidare orbiter e lander/rover, contribuendo al risparmio sui costi del sistema di navigazione satellitare.
Missione della National Aeronautics and Space Administration (NASA) per lo studio di Plutone partita nel 2006. Leonardo ha contribuito alla missione con il sensore di assetto stellare A-STR (Autonomous Star Tracker), che ha guidato la sonda fino a Plutone consentendole di orientarsi nello Spazio e di trasmettere i dati a Terra. La versione utilizzata in questa missione è costituita da un doppio sensore, che consente il funzionamento dell’apparato durante le fasi di rotazione della sonda (fase di crociera) e quando la sonda è stabilmente puntata verso il pianeta. Grazie al software di bordo, il sensore stellare comunica al computer di bordo l’assetto del veicolo per consentire il corretto puntamento dei suoi strumenti verso Plutone.
Missione dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA) dedicata all’esplorazione dei corpi minori del sistema solare, la prima a raggiungere la superficie di una cometa (67P/Churyumov-Gerasimenko). Leonardo ha fornito strumenti a tecnologia iperspettrale ed elettro-ottica per la sonda, la trivella per la perforazione della cometa installata sul lander (S2D - Sample Drill & Distribution) e i pannelli fotovoltaici a bordo della sonda e del lander. Attraverso Thales Alenia Space e Telespazio, ha rispettivamente assemblato, integrato e testato il satellite, e realizzato il simulatore dell’orbiter, che ha supportato le attività di controllo durante le varie fasi della missione, e i sistemi di controllo e di pianificazione della missione.
Il programma Space Rider, avviato nel 2020 dall’Agenzia Spaziale Europea (ESA) e in gran parte finanziato dall’Italia, realizzerà una mini-navetta per il trasporto spaziale, automatizzata, senza equipaggio e riutilizzabile, per un accesso e ritorno di routine dall’orbita terrestre bassa. Lo Space Rider, pronto nel 2023, eseguirà esperimenti in orbita terrestre bassa (LEO - Low Earth Orbit) e ispezioni satellitari, e osserverà la Terra. Trasporterà una serie di payload a diverse altezze e inclinazioni a bassa orbita terrestre. La mini-navetta avrà una massa complessiva di 2,4 tonnellate e la capacità di trasportare un carico utile di 800 kg, con un volume massimo di 1.200 litri.
Leonardo realizzerà il sistema elettrico, a partire dai pannelli solari, che contribuiscono all’alimentazione di satelliti. Grazie alla tecnologia sperimentata con Il programma IXV (Intermediate eXperimental Vehicle), Thales Alenia Space, insieme al consorzio European Launch Vehicle (AVIO/ASI) in qualità di co-contractor, si occuperà dello sviluppo preliminare del sistema di trasporto automatizzato e riutilizzabile dello Space Rider, dispiegabile a bassa orbita terrestre dal nuovo lanciatore leggero Vega C.
Thales Alenia Space e AVIO gestiranno la produzione e la qualifica del segmento di volo. Il veicolo spaziale sarà composto da due elementi principali: l’AVUM Orbital Module (AOM), di responsabilità di AVIO, e il Re-entry Module (RM), di responsabilità di Thales Alenia Space. ALTEC e Telespazio forniranno il sistema di controllo a terra e quest’ultimo gestirà le operazioni in orbita attraverso il Centro spaziale del Fucino.
La Stazione Spaziale Internazionale (ISS - International Space Station) è un avamposto orbitale per la ricerca e l’acquisizione di nuove conoscenze e opportunità nello Spazio, frutto della collaborazione tra Stati Uniti, Russia, Canada, Giappone e delle Agenzie Spaziali di 11 Paesi membri della Comunità Europea.
Leonardo, attraverso Thales Alenia Space (TAS), ha realizzato numerosi moduli della Stazione Spaziale Internazionale. Tra i progetti-simbolo ci sono i tre MPLM (Multi-Purpose Logistic Module), i moduli di trasporto merci/persone; il Laboratorio europeo Columbus per le ricerche in microgravità; i moduli ATV (Automated Transfer Vehicle), sistemi logistici automatici con carichi massimi di rifornimenti e materiali per gli astronauti fino a 7.300 chilogrammi; i NODI 2 e 3, elementi che connettono tra loro i moduli pressurizzati della “casa orbitante”, e la CUPOLA, uno speciale osservatorio per consentire agli astronauti a bordo della Stazione di manovrare il braccio robotico remotizzato durante le operazioni di assemblaggio dei moduli; i moduli cargo pressurizzati (PCM) per la navetta di rifornimento Cygnus.
Prime contractor per il dimostratore di rientro IXV e il successore Space Rider per conto dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA), Leonardo, attraverso Tas, ha prodotto e testato l’involucro pressurizzato per Bishop, il Modulo Airlock di NanoRacks (il primo Airlock commerciale ad operare sulla ISS), che offre un dispiegamento satellitare di volume cinque volte più grande rispetto a quello della ISS.
Leonardo ha contribuito con molteplici strumenti e attività tra cui: la VCA-COF (Video Camera Assembly for Columbus Orbital Facility), video camera dotata di zoom per la sorveglianza e il supporto alle attività all'interno della ISS; lo strumento FASTER (Facility for Absorption and Surface Tension Research), in orbita da marzo a settembre 2014, progettato per studiare i legami e le proprietà fisico-chimiche al contatto fra diversi liquidi e volto ad acquisire risultati da destinare all'industria del comparto alimentare, farmaceutico e chimico, poi sostituito dallo strumento LIFT - LIquid Film Tension, un apparato più evoluto per analisi dello stesso ambito della fisica dei fluidi.
Leonardo ha assemblato e collaudato la ISSpresso, la prima macchina per caffè espresso progettata da Argotec e Lavazza (in orbita da aprile 2015), che ha consentito anche esperimenti sul comportamento dei fluidi e delle miscele in condizioni di microgravità. Telespazio supporta, dai primi anni 2000, l’esecuzione di esperimenti scientifici in condizioni di microgravità a bordo di navicelle spaziali e della ISS ed è stata responsabile del Laboratorio di Scienza dei Fluidi (FSL) nel modulo europeo Columbus della ISS dal 2008 al 2014. Nel corso della missione Beyond (2019-2020), svolta dall’astronauta Luca Parmitano, Telespazio ha gestito, in collaborazione con Argotec (prime), cinque dei sette esperimenti svolti in orbita nei settori della medicina, della biologia e della fisica.