Envisat festeggia il suo primo anniversario nello spazio

Il satellite, chiamato Envisat dalle parole Environment (ambiente) e Satellite, ha portato con sé 10 strumenti sofisticati con il compito di fornire agli scienziati uno sguardo il più ampio possibile mai fornito da un satellite di telerilevamento sugli oceani, le terre emerse, l’atmosfera e le calotte polari della Terra.

Portato in alto da un lanciatore Ariane 5, il lancio perfetto di Envisat dal porto spaziale europeo a Kourou è stato seguito da un altrettanto perfetto inserimento del satellite nell’orbita polare elio-sincrona. Da quando ha raggiunto la sua posizione nominale il 3 aprile 2002, Envisat ha percorso circa 58000 orbite attorno alla Terra, in un girotondo infinito che gli ha permesso di sorvolare la stessa zona ogni 35 giorni.

Tutti gli strumenti sono operativi

A compimento del lancio perfetto e del perfetto inserimento in orbita, tutti i 10 strumenti di Envisat funzionano perfettamente.

Questa valutazione si è avuta dopo una lunga e complessa fase di test del satellite, focalizzata sulla rassicurazione che tutti e dieci gli strumenti a bordo di Envisat funzionassero correttamente. È stato un obiettivo complicato da raggiungere, per le modalità operative multiple di molti sensori. Ad esempio, il radar per le immagini, ASAR, può lavorare in 5 differenti modalità e in 37 diverse sotto-modalità.

Come parte questo procedimento, gli strumenti necessitano anche di calibrazione, con il confronto tra misure e osservazioni prese dagli strumenti di Envisat e i risultati avuti da altri satelliti, da misurazioni aeree e da strumenti a terra. Come ricompensa per tutti gli sforzi, il lavoro di calibrazione ha permesso che la missione di Envisat fornisca ai ricercatori sulla Terra la più alta qualità di dati accurati e attendibili.

Queste procedure di calibrazione e validazione per ciascuno degli strumenti hanno impegnato il team di Envisat e alcuni ricercatori esterni per gran parte dello scorso anno. Diversi aggiornamenti del software degli strumenti a bordo sono stati istallati per correggere alcune anomalie incontrate. Un test di calibrazione lo scorso settembre ha confermato il buon funzionamento degli strumenti, con performance stabili per ciascuno di essi.

L’arrivo tardivo di Artemis nella sua orbita (si vedano gli articoli relativi) ha imposto che Envisat contasse esclusivamente sulla stazione a terra a Kiruna in Svezia. Questo ha prodotto una grandissima quantità di lavoro che ha rallentato il pre-processamento e la distribuzione dei dati di Envisat. Per porvi rimedio, almeno alla fine, un equipaggiamento rice-trasmittente è stato istallato in novembre in un’altra stazione a terra a Svalbard, l’arcipelago norvegese molto vicino al Polo Nord. Questo ha migliorato i risultati del segmento a terra, mentre il team di Envisat cominciava con le attività di test con Artemis, tuttora in corso e che ci si aspetta siano completate entro questa primavera.

I tecnici dell’ESA hanno incontrato una certa difficoltà con l’Envisat Payload Data Segment (PDS), la rete a terra di ricezione dati. Le performance iniziali del PDS non si sono rivelate affidabili nel rispettare l’originaria pianificazione della distribuzione di dati alle squadre dedite agli strumenti implicate nelle attività di calibrazione e validazione degli strumenti. È stato preso un certo numero di azioni correttive, comprese nuove rassegne dei sottosistemi del PDS e nuove procedure operative, che hanno permesso la graduale apertura dei servizi di dati di Envisat agli utenti, nell’ultimo quarto dello scorso anno.

Envisat entra nella fase operativa iniziale

Una volta che i dati e le immagini acquisiti da Envisat sono trasmessi a terra, questi non sono immediatamente utilizzabili dagli scienziati e dai ricercatori che studiano i vari aspetti dell’ambiente terrestre. I dati devono ancora essere allineati ai valori calibrati e quindi ai prodotti geofisici valicati. Questo è stato il compito delle squadre di calibrazione/validazione che, a dispetto delle iniziali difficoltà del segmento a terra, hanno ricevuto dati sufficienti per fornire risultati alle analisi formali di strumenti e prodotti portate a termine a settembre e dicembre.

“Questo conferma l’entusiasmo della comunità scientifica di Osservazione della Terra per i risultati iniziali della strumentazione di Envisat” osserva il prof. José Achache, direttore del programma di Osservazione della Terra dell’ESA.

Basata sui risultati delle fasi di calibrazione/validazione di Envisat, la fase delle verifiche operazionali della missione è stata chiusa alla fine del 2002, con la formale autorizzazione da parte di ESA dell’inizio della fase operativa.

Tra gli oltre 800 potenziali progetti scientifici per Envisat in tutto il mondo, circa 500 possono ora richiedere i dati di ASAR o MERIS, un traguardo significativo per due degli strumenti maggiori del satellite. Un totale di 73 prodotti (immagini e dati) sono stati ottenuti a partire da settembre, resi disponibili in differenti modalità tecniche e distribuiti con i mezzi più disparati: via Internet, con collegamento satellitare, su CD-ROM, con Exabyte data packs, e presto anche via DVD.

Dieci occhi sugli eventi naturali o provocati dall’uomo

Durante i 12 mesi trascorsi, Envisat ha catturato l’immaginazione della gente e i titoli sui giornali in tutto il mondo, riportando le immagini più significative e i dati scientifici importanti di eventi naturali e/o causati dall’uomo. Tra gli episodi di maggior rilievo:

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• Il petrolio fuoriuscito dalla petroliera Prestige, la cui scia di oltre 150 km è stata catturata dal sensore ASAR di Envisat in novembre, chiaramente visibile al largo delle coste spagnole;

   

• Le immagini ASAR delle inondazioni in agosto lungo la valle del fiume Elba in Germania, Austria e Repubblica Ceca, fornite alle autorità governative e alle agenzie civili di soccorso, in base agli accordi della International Charter on Space and Major Disasters;

   

• La nascita di un nuovo iceberg al Polo Sud ripresa da una serie di immagini di Envisat da maggio a ottobre;

   

• Le spettacolari immagini riprese da MERIS dell’eruzione di ottobre del vulcano Etna in Sicilia e della fioritura del phytoplancton negli oceani vicino a Canada, Norvegia e Senegal.

Tutte le altre immagini e le altre misure prese dagli strumenti del satellite possono non esser state così significative, ma sono state di grande interesse per la comunità scientifica di Envisat. Non solo MERIS ha, ad esempio, registrato le eruzioni del vulcano Etna in Sicilia, ma le analisi a seguire dello strumento SCIAMANCHY hanno mostrato i livelli dell’anidride solforosa espulsa dal vulcano e portata dai venti verso l’Africa e il Mediterraneo orientale. In un'altra circostanza, i dati forniti dal sensore GOMOS di Envisat sono stati usati assieme ai dati forniti da un altro satellite dell’ESA per predire accuratamente il disgregamento prematuro del buco dell’ozono in settembre, mesi prima del normale.

Sinergia di sensori

La combinazione dei dati dai vari sensori di Envisat sta inoltre permettendo agli scienziati di vedere meglio all’interno dei fenomeni naturali, altrimenti analizzabili con difficoltà. I risultati di tre strumenti di Envisat – il radar altimetro, il radiometro a micro-onde e lo strumento DORIS – sono stati uniti per avere una carta globale della corrente del Niño che influenza l’andamento meteorologico di molte zone del mondo.

La combinazione dei dati dei sensori, inoltre, fornisce agli studiosi la visione simultanea di differenti aspetti degli eventi che stanno accadendo “sotto” il satellite. Un’immagine combinata ASAR/MERIS dell’uragano Isidore che è passato sul Golfo del Messico in settembre ha offerto la rara opportunità ai ricercatori di vedere letteralmente l’uragano sotto e sopra per capire più chiaramente le dinamiche principali di questo tipo di tempesta. Allo stesso modo, un’immagine composita delle condizioni meteorologiche al largo delle coste italiane ha consentito di osservare l’andamento delle nubi sia con lo strumento MERIS sia con lo strumento ASAR, che ha catturato il fronte delle nuvole in una immagine radar simultanea.

Le sinergie tra i sensori di Envisat e le loro potenzialità nello svelare ulteriori segreti del nostro mondo soltanto ora le si è cominciate ad esplorare. ESA festeggia il primo anniversario del lancio di Envisat, tuttavia è evidente che l’insieme degli strumenti del satellite offre allo stesso tempo entusiasmanti possibilità di ricerca e contributi pratici per risolvere i più pressanti problemi dell’umanità.

L’impatto politico a Johannesburg

Il primo anno di Envisat è stato anche l’anno del Summit mondiale dello sviluppo sostenibile (WSSD), che si è tenuto tra agosto e settembre a Johannesburg, in Sud Africa. Come testata d’angolo del programma di Osservazione della Terra dell’ESA, Envisat ha giocato un ruolo chiave nel creare tra i leader mondiali la maggiore consapevolezza che l’informazione derivante dallo spazio e quindi dalla strumentazione satellitare è vitale per il successo di iniziative globali per lo sviluppo sostenibile.

“Non ci può essere sviluppo sostenibile senza un’adeguata informazione sullo stato della Terra e del suo ambiente” ha sottolineato Achache nel suo discorso plenario ai delegati del WSSD.

Successivamente, si è notato che nelle 54 pagine del “Plan of Implementation” del Summit ci sono più di 10 riferimenti specifici all’Osservazione della Terra, chiaro segno che è stata riconosciuta l’importanza della tecnologia spaziale per lo sviluppo sostenibile.

Guardando avanti

Un anno fa, Envisat fu lanciato con la promessa di garantire al Programma spaziale europeo un’altra piattaforma spaziale fortemente avanzata. Da allora, sono stati verificati tutti gli strumenti di Envisat, superati alcuni ostacoli e hanno cominciato a mostrare sostanziali ritorni gli anni di sforzo necessari per progettare, costruire, lanciare e in fine verificarne l’operatività.

Oggi il satellite si trova sulla soglia di una nuova fase: la distribuzione di routine di informazioni di osservazione della Terra. Questa farà comprendere meglio agli scienziati i fondamentali processi terrestri e offrirà ai leader politici e ai “decision-makers” altri strumenti per focalizzare criticamente le importanti questioni sociali ed economiche, e darà a tutti noi una nuova e profonda visione dentro il mondo che ci circonda.

E tutto ciò renderà Envisat una delle stelle più brillanti nei cieli europei per gli anni a venire.