Roma. Cosmo-SkyMed ha compiuto oggi 10 anni. E nel Museo nazionale delle arti del XXI secolo, a Roma, alla presenza di Roberto Battiston, presidente dell’Agenzia Spaziale italiana (ASI), di Alessandro Profumo, amministratore delegato di Leonardo, dei ministri Valeria Fedeli (Istruzione, Università e Ricerca) si è svolta una cerimonia di festeggiamento.
COSA E’ COSMO-SKYMED
E’ la prima costellazione di satelliti ad uso civile e militare, impegnata nel monitoraggio del territorio, nella sicurezza e nella gestione delle emergenze.
COSMO-SkyMed Seconda Generazione
Grazie ai suoi “quattro occhi”, dal 2007, è stato possibile osservare il globo per assicurare informazioni fondamentali che ci hanno fatto e ci faranno comprendere i fenomeni che interessano il pianeta.
A dieci anni dal primo lancio, il sistema rappresenta, senza dubbio, un fiore all’occhiello della tecnologia italiana nel mondo, così come l’unica costellazione di tale tipologia oggi esistente a livello globale.
La prima generazione dei satelliti COSMO-SkyMed si prepara ad affiancare la nuova flotta, che, gradualmente, prenderà il posto dei predecessori, migliorando efficienza e capacità in settori fondamentali per la sicurezza del pianeta.
Molti gli interventi operati: dal disastro ecologico dovuto all’incidente della piattaforma Deepwater Horizon del 2010, al terremoto di Amatrice del 2016, dal monitoraggio dei siti UNESCO allo scioglimento dei ghiacciai, fino all’uragano Harvey del 2017, in un decennio COSMO-SkyMed ha catturato oltre 1 milione di scene radar in tutto il mondo.
Possiamo definire COSMO-SkyMed come la più impegnativa impresa spaziale realizzata dall’Italia nel campo dell’osservazione della Terra. E’ senza dubbio un successo che nasce da una grande collaborazione nazionale.
Finanziato dall’ASI, dal Ministero della Difesa e dal Ministero dell’Istruzione, dell’Università e della Ricerca, il sistema è, infatti, frutto ed espressione delle migliori competenze dell’industria spaziale italiana, con Leonardo e le sue joint venture Thales Alenia Space e Telespazio, coadiuvate da un numero significativo di piccole e medie imprese (PMI).
Thales Alenia Space ( 67%, Leonardo 33%) è la società capocommessa, responsabile dell’intero sistema, mentre Telespazio (Leonardo 67%, Thales 33%) ha realizzato il segmento di terra e ospita al Fucino il centro di comando e controllo della costellazione. I dati generati dai satelliti COSMO-SkyMed sono commercializzati in tutto il mondo da e-GEOS (Telespazio 80%, ASI 20%).
La sinergia tra Enti, istituzioni, mondo della ricerca, Università e industria ha assicurato all’Italia una posizione preminente nel settore dell’osservazione della Terra basata sull’impiego di tecnologia radar.
COSMO-SKYMED COME SISTEMA INDUSTRIALE
Dal successo di COSMO-SkyMed sono nate diverse collaborazioni internazionali, come quella con la Francia e l’Argentina per utilizzare le capacità satellitari per una migliore gestione delle emergenze.
I ritorni economici, commerciali e in termini di sviluppo di competenze altamente specialistiche che sono stati garantiti dall’investimento sul sistema satellitare sono stati elevati.
Basti pensare che nel periodo di più intenso sviluppo (2004-2007) immediatamente a ridosso del lancio del primo satellite, la “macchina industriale” di COSMO-SkyMed ha impegnato, ogni anno, nel Gruppo Leonardo circa 900 persone, tra tecnici e ingeneri altamente qualificati ed altrettante nell’indotto delle PMI nazionali.
Grazie allo sviluppo di COSMO-SkyMed l’industria spaziale italiana si è confermata ai più alti livelli nella fornitura di sistemi completi ad elevata tecnologia.
La realizzazione di COSMO-SkyMed e l’utilizzo dei suoi dati hanno segnato e continuano a segnare un passo fondamentale anche per tutto il sistema produttivo di eccellenza del tessuto delle PMI italiane e l’indispensabile partecipazione della ricerca e del mondo universitario ha permesso di dar vita ad apparati di ingegneria fondamentali.
E’ stato ed è fondamentale per lo sviluppo di competenze leader in ambito industriale e tecnologico, e riveste una grande importanza nel futuro dell’ecosistema italiano dello Spazio, per mantenerlo all’avanguardia sia dal punto di vista manifatturiero che da quello dei servizi.
IL SISTEMA TECNICO
Il Sistema include un Segmento Spaziale e un Segmento di Terra. Il primo è costituito da 4 satelliti uguali tra loro, equipaggiati con sensori SAR (radar ad apertura sintetica) ad alta risoluzione operanti in banda X e dotati di un sistema di acquisizione e trasmissione dati altamente flessibile e innovativo, mentre il Segmento di Terra è composto da infrastrutture per la gestione e il controllo della costellazione e per la ricezione, archiviazione, elaborazione e distribuzione dei prodotti.
In grado di integrarsi con altri sistemi spaziali per soddisfare le esigenze di una vasta comunità di utenze, COSMO-SkyMed consente la copertura globale del pianeta operando in qualsiasi condizione meteorologica e di illuminazione (giorno/notte) e fornisce immagini geolocate con estrema accuratezza, ad elevata risoluzione spaziale e con tempi di risposta rapidi.
Ogni satellite della costellazione può effettuare fino a 450 riprese giornaliere della superficie terrestre, per un totale di 1.800 immagini radar che forniscono un importante contributo al monitoraggio del territorio e alla gestione sostenibile delle sue risorse, alla sicurezza e alla gestione di eventi naturali ed emergenze, alla lotta agli effetti del cambiamento climatico.
Primo sistema di osservazione satellitare della Terra concepito per scopi duali, COSMO-SkyMed è riconosciuto come uno dei programmi più innovativi a livello mondiale nel campo dell’osservazione della Terra.
LE APPLICAZIONI
Come detto, sono numerose le applicazioni. Iniziamo dai cambiamenti climatici. La costellazione COSMO-SkyMed, grazie alle sue caratteristiche uniche che le permettono di monitorare costantemente la Terra dallo Spazio, giorno e notte e con ogni condizione meteo, consente di misurare l’impatto dei cambiamenti climatici sul nostro Pianeta, supportando l’analisi delle cause, degli effetti e delle azioni di risposta e offrendo un contributo molto importante sia per studiare eventi meteo estremi sia per supportare la gestione delle emergenze legate a tali fenomeni, spesso catastrofici.
In particolare, i dati dei satelliti italiani hanno contribuito in questi primi dieci anni di attività a monitorare gli effetti dei cambiamenti climatici osservando e studiando fenomeni quali desertificazione, inondazioni, innalzamento del livello del mare, catastrofi naturali come frane o terremoti, scioglimento dei ghiacciai.
Anche l’Italia, con i suoi 8.300 chilometri di coste ma anche con migliaia di chilometri di catene montuose, è colpita dagli effetti dei cambiamenti climatici. Ad esempio l’innalzamento dei livelli del mare e il surriscaldamento danneggiano l’ecosistema marino italiano e l’intera economia che dipende da esso, così come i mutamenti climatici si riflettono su terreni montuosi e collinari. I quattro satelliti della costellazione COSMO-SkyMed consentono in tale contesto, grazie alla tecnologia radar di cui sono dotati, di effettuare osservazioni accurate delle montagne. I movimenti di Alpi e Appenini, ad esempio, sono monitorati con precisione millimetrica dai satelliti, che sono in grado di fornire informazioni per la valutazione della stabilità del terreno, anche a supporto delle attività di prevenzione di valanghe e frane.
I satelliti COSMO-SkyMed rappresentano poi uno strumento privilegiato per l’osservazione e il monitoraggio delle regioni polari, estremamente estese e difficili dal punto di vista meteorologico. L’area sta subendo un profondo mutamento climatico, che pone dei rischi per l’ambiente naturale e umano ma offre anche nuove potenzialità di sviluppo e sfruttamento delle risorse.
Il recedere dei ghiacci porta una crescita delle attività economiche, con la trasformazione della regione in un teatro di cooperazione internazionale, così come crescenti esigenze di tutela ambientale e di sicurezza che trovano un’efficace risposta nel monitoraggio da satellite dei grandi iceberg che, a causa del riscaldamento globale, si staccano dalle calotte polari.
Dal luglio 2017 COSMO-SkyMed osserva i movimenti di A-68, un iceberg gigante di circa 5.800 chilometri quadrati (quanti l’isola di Cipro) staccatosi dalla piattaforma di ghiaccio Larsen-C in Antartide.
Per quanto riguarda l’applicazione nel campo delle emergenze, fin dal primo satellite, COSMO-SkyMed ha dimostrato il suo valore alle istituzioni internazionali e alle organizzazioni umanitarie impegnate nella gestione delle emergenze e negli aiuti alle popolazioni colpite dal ciclone Nargis in Birmania, dal terremoto del Sichuan in Cina (primavera 2008), quando il sistema svolse un ruolo di monitoraggio e di trasmissione di informazioni altrimenti non reperibili viste le condizioni del terreno e meteorologiche, e dagli uragani Hannah e Ike su Haiti (settembre 2008).
Per il sisma che sconvolse L’Aquila nel 2009, COSMO-SkyMed fornì dati sulle zone colpite e in seguito permise l’identificazione della faglia che ha originato il sisma. Nel 2010, la prima immagine post-terremoto di Haiti arrivò appena due giorni dopo l’evento e la costellazione di satelliti scandagliò per settimane l’area fornendo materiali utili alla valutazione dei danni. L’anno successivo per lo tsunami in Giappone, il Governo nipponico – nell’ambito di un accordo con l’Agenzia Spaziale giapponese Jaxa – chiese due immagini e l’Italia ne fornì 200, relative all’intera costa orientale, in cui si trova anche la centrale nucleare di Fukushima, consentendo così di mappare l’evoluzione della situazione.
I dati di COSMO-SkyMed si rivelarono fondamentali anche per gestire le emergenze legate al terremoto in Emilia Romagna (2012) ed alle alluvioni che hanno colpito il Sud Italia l’anno successivo, ma anche all’eruzione del vulcano Bardarbunga in Islanda (2014), al terremoto in Nepal (2015) a quello dell’Italia centrale nel 2016, agli uragani che hanno colpito isole caraibiche e USA negli scorsi mesi.
L’immagine rappresenta l’area interessata dal terremoto che ha colpito l’Italia Centrale lo scorso anno.
Le immagini dei satelliti COSMO-SkyMed rivestono, poi, una grande importanza nel servizio di Emergency Mapping del programma Copernicus della Commissione Europea, che rende disponibili in poche ore mappe satellitari di aree colpite da un disastro naturale o da crisi umanitarie.
Negli ultimi cinque anni, il servizio è stato attivato più di 200 volte per gravi emergenze ambientali o grandi eventi che hanno coinvolto le protezioni civili in ogni parte del mondo, generando oltre 2.300 mappe. Il record trimestrale di attivazioni, ben 13, si è registrato tra agosto e ottobre di quest’anno.
Terzo aspetto è la gestione sostenibile delle risorse. Grazie a COSMO-SkyMed, è possibile contribuire a contrastare fenomeni quali l’eccesso di sfruttamento agricolo e dell’allevamento di bestiame, la deforestazione e il dissesto idro-geologico, l’urbanizzazione e la cattiva gestione delle risorse idriche, che sono i maggiori responsabili della progressiva riduzione della fertilità dei terreni e del degrado dei servizi eco-sistemici ad essi connessi.
Osservati speciali sono foreste e boschi. I satelliti trovano applicazione in questo contesto per il controllo della deforestazione, la segnalazione di zone affette da malattie o da parassiti e per la rilevazione di incendi. I dati di COSMO-SkyMed sono utilizzati ad esempio per il monitoraggio dell’Amazzonia, il più grande polmone verde del nostro Pianeta e uno dei luoghi della Terra dalla più incredibile biodiversità, fortemente minacciato dal disboscamento finalizzato a produzione di legname e allevamento intensivo. Nell’ultimo biennio sono state acquisite oltre 3 mila immagini che hanno permesso di osservare, grazie ai sensori radar a bordo dei satelliti, un’area di circa 3 milioni di chilometri quadrati. caratterizzata per gran parte dell’anno da piogge frequenti e nuvolosità costante. La costellazione italiana COSMO-SkyMed supporta inoltre il mondo dell’agricoltura monitorando le colture, il loro ciclo di crescita, dall’aratura alla semina fino al raccolto, la loro rotazione e lo stato del terreno, oltre all’impatto ambientale e la sostenibilità di tali attività. Le informazioni raccolte consentono di migliorare la qualità dei prodotti, valutare lo stato fisiologico delle piante e l’insorgenza di malattie per poter agire solo quando necessario, risparmiando tempi, energia, risorse idriche, fertilizzanti e riducendo emissioni e inquinamento.
Nell’immagine, i differenti colori rappresentano lo stato delle coltivazioni nelle diverse fasi del loro ciclo fenologico
Infine, COSMO-SkyMed viene utilizzato per la sicurezza marittima. I sensori radar montati sui satelliti sono strumenti preziosi per monitorare coste e acque aperte, proteggendole da minacce come la pirateria ed il terrorismo, così come per individuare le imbarcazioni impegnate in attività illegali, dalla pesca al contrabbando, o per supportare ricerca e soccorso in mare.
I satelliti possono essere usati anche per individuare le rotte ottimali, rendendo così la navigazione più breve, economica, con minori emissioni e sicura. Ciò vale anche per l’ambiente artico, dove COSMO-SkyMed è in grado di rilevare la presenza di iceberg, ben nota fonte di pericolo per il traffico marittimo.
L’attività dei satelliti consente poi di monitorare, ogni giorno, le aree nelle quali sono situate le piattaforme petrolifere, permettendo allerte tempestive ed interventi anti-inquinamento più veloci ed efficaci in caso di dispersione di idrocarburi. Il rilievo degli sversamenti di petrolio in mare reso possibile dai sensori radar di COSMO-SkyMed viene integrato con informazioni su moto ondoso e vento e sulla rotta delle imbarcazioni presenti.
Permette così di tracciare il percorso delle navi inquinanti e segnalarle, ma anche può elaborare modelli matematici predittivi fondamentali durante le eco-emergenze in mare. Ad esempio, i satelliti COSMO-SkyMed, nel 2010, hanno monitorato gli effetti del più grave disastro ambientale della storia americana: l’esplosione della piattaforma petrolifera Deepwater Horizon che provocò lo sversamento nelle acque del Golfo del Messico di milioni di barili di petrolio di fronte a Louisiana, Mississippi, Alabama e Florida.
IL FUTURO
L’industria italiana sta lavorando allo sviluppo della seconda generazione di COSMO-SkyMed per garantire un importante salto generazionale in termini di tecnologia, prestazioni e vita operativa.
L’implementazione prevede la realizzazione di due satelliti all’avanguardia tecnologica e prestazionale che garantiscano la continuità dei servizi forniti dalla costellazione COSMO-SkyMed di prima generazione, attualmente nel pieno della sua operatività.
Lo sviluppo della seconda generazione del Sistema (CSG), attualmente in corso, garantirà la continuità dei servizi finora forniti dai satelliti e dal segmento di terra di prima generazione, rappresentando un autentico salto generazionale per tecnologia, prestazioni e vita operativa del sistema e fornendo nuove possibilità applicative, con particolare riferimento alla gestione del rischio e alla valutazione dei danni nell’ambito dei disastri naturali e dell’uomo.
Un satellite COSMO-SkyMed di seconda generazione in fase di test
Elementi principali del sistema di seconda generazione saranno:
- una piattaforma satellitare ad alta agilità, con sottosistema avionico e ricevitore GPS di nuova generazione; payload SAR ad altissime prestazioni; gestione dati a bordo; trasmissione ad alta velocità dal sensore di bordo alla stazione di terra
- un Segmento di Terra espandibile, interoperabile, multimissione-multisensore, distribuito su più siti anche fuori dal territorio nazionale, con capacità di pianificazione missione in grado di massimizzare l’utilizzo del sistema per utenze ed esigenze operative diversificate, equipaggiato con Processori dati SAR ad altissima prestazione
- un Segmento logistico-operativo iper gestire efficacemente ed efficientemente l’intero sistema, garantendo flessibilità e tempi di risposta particolarmente ridotti in caso di emergenze.
Con la seconda generazione le prestazioni saranno ad altissimo livello per risoluzione spaziale delle immagini radar, velocità di trasmissione dei dati di osservazione a terra, per capacità del satellite, in termini di numero immagini, volume dati gestiti a bordo, per polarizzazioni disponibili per la ripresa delle immagini, per capacità di processing a terra raddoppiata rispetto alla prima generazione, per massima flessibilità operativa nella gestione della missione.
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