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COSMO-SKYMED: 4 SENTINELLE A GUARDIA DELL’ITALIA “La tecnologia dei radar ad apertura sintetica è una cosa che ci vede al primo posto nel mondo. Nessuno è in grado di fare meglio di noi”. Con questo biglietto da visita Carlo Alberto Penazzi amministratore delegato di Thales Alenia Space Italia, presenta il sistema composto da quattro satelliti di cui due attualmente in orbita chiamato COSMO-SkyMed. “Questo sistema realizzato interamente in Italia, è basato su una costellazione di 4 satelliti radar - prosegue Penazzi - e rappresenta quanto di più sofisticato esistente al mondo, sia stato fatto per l’osservazione della Terra utilizzando sistemi non ottici. Si tratta infatti di satelliti equipaggiati con Radar ad Apertura Sintetica (SAR) in banda X in grado di osservare il nostro pianeta sia di giorno che di notte ed in qualsiasi condizione meteorologica. Questo - prosegue - è il primo programma duale del mondo e per duale intendo che le sue osservazioni saranno utilizzate sia ad uso civile che ad uso della difesa. Il loro utilizzo servirà alla gestione dei rischi ambientali, alla sorveglianza del territorio e alla sua sicurezza, con finalità applicative, come detto, sia civili che militari. Il costo dell’intero programma, lanci compresi, - conclude Penazzi - si aggira sul miliardo di euro. Il finanziamento è suddiviso tra il Ministero dell’Istruzione, Università e Ricerca che attraverso l’Agenzia Spaziale Italiana ha coperto le spese per il 78% mentre il restante 22% è a carico del Ministero della Difesa.” I lanci dei primi due satelliti COSMO-SkyMed (acronimo di Constellation Of Small Satellites for Mediterranean Basin Observation) sono stati effettuati il 7 giugno e l’8 dicembre del 2007 dalla base militare americana di Vandenberg in California, utilizzando un lanciatore Boeing Delta II versione 7420-10 commercializzato dalla United Launch Alliance (ULA). Gli altri due lanci saranno effettuati nel corso dei prossimi due anni in modo da completare la costellazione dei quattro satelliti entro il 2009. “Ogni satellite della costellazione – aggiunge l’ingegner Sandro Fagioli program manager di COSMO-SkyMed della Thales Alenia Space Italia - una volta in orbita, ha la capacità di produrre 75 immagini radar a campo stretto e 375 immagini a campo largo ogni giorno mentre l’intero sistema è in grado di compiere misure interferometriche, sia differenziali sia assolute. Questo significa che a pieno regime con i 4 satelliti in orbita, si avranno quotidianamente circa 1800 immagini. La vita operativa di ciascun satellite è di almeno 5 anni, mentre quella dell’intero sistema è prevista durare circa quindici anni mediante un’ulteriore costellazione di seconda generazione. Il satellite, inoltre, - conclude Fagioli - ha la capacità di acquisire dati sia a destra che a sinistra della traccia a terra, consentendo così di aumentare l’area di accesso, di ridurre i tempi di rivisita dei siti e di rendere più flessibile la propria capacità operativa.” “Si tratta del primo sistema duale mai concepito - commenta Alessandro Coletta mission manager COSMO-SkyMed dell’Agenzia Spaziale Italiana – e l’unico sistema al mondo di osservazione terrestre a costellazione, che ci permette di acquisire immagini e generare prodotti e quindi servizi sia civili che militari, in tempi estremamente brevi.” Ma vediamo cosa è e cosa è in grado di fornire nella sua vita operativa la costellazione COSMO-SkyMed. COSMO-SkyMed è un sofisticato sistema che servirà a monitorare l’intero globo terrestre, fornendo informazioni utilizzabili per svariate applicazioni grazie soprattutto all’elevata risoluzione delle immagini prodotte, ai ridottissimi tempi di "rivisitazione" dei luoghi rilevati e alla rapidità con cui i dati saranno resi disponibili alle differenti tipologie di utenza. Avendo contemporaneamente quattro satelliti in orbita polare eliosincrona significa passare su un preciso punto ogni sei ore ma nelle sue vicinanze ogni venti minuti circa. La versatilità dello strumento Radar in banda X permette la produzione di immagini con differente risoluzione e dimensione dell’area osservata. Queste caratteristiche fanno di COSMO-SkyMed un sistema “user-oriented” che risponde cioè sia alle esigenze della comunità scientifica che alle necessità più generali della popolazione di monitorare l’ambiente e di migliorare la sicurezza sul territorio, soddisfacendo pienamente le varie finalità applicative, istituzionali ed anche volendo commerciali. La finalità duale ha richiesto, inoltre, l’adozione di misure e tecnologie in grado di tutelare la sicurezza e confidenzialità del sistema e delle informazioni gestite. L’ASI ha dunque affidato a Thales Alenia Space Italia del gruppo Finmeccanica, in qualità di capocommessa, la realizzazione dell’intero sistema comprensivo dei segmenti spaziale mentre Telespazio è il principale sub-contraente per la realizzazione delle stazioni civili e militari del segmento terreno. Il segmento spaziale è composto dai quattro satelliti equipaggiati con Radar ad Apertura Sintetica (SAR) operanti in banda X, impieganti antenne planari attive per l’acquisizione di immagini ad alta risoluzione mediante tecniche a singolo o multiplo fascio d’antenna quali stripmap, scansar e spotlight. I satelliti sono dotati di apparati per la trasmissione dei dati telerilevati particolarmente flessibili e innovativi che consentono la trasmissione dei dati a terra ad alta velocità. Inoltre, la presenza a bordo dei satelliti di un sistema di registrazione permetterà di acquisire i dati di zone sorvolate dai satelliti anche in assenza di collegamenti con le stazioni di terra. Il segmento di terra comprende: i servizi per la gestione e la pianificazione delle richieste, inoltrate dagli utenti, circa l’acquisizione di immagini; le infrastrutture dedicate alla gestione della costellazione (Centro di Controllo e Pianificazione della Missione, nonché il Centro di Controllo Satelliti); i servizi a terra per la raccolta dei dati tele rilevati, infine i servizi per il processamento, l'archiviazione e la distribuzione dei dati agli utenti. Data la particolare configurazione del sistema e grazie alle innovative tecnologie di telerilevamento impiegate, COSMO-SkyMed è utilizzabile in numerose applicazioni tra cui: Monitoraggio del territorio e la prevenzione dei disastri ambientali. La capacità di osservazione in qualsiasi condizione atmosferica, sia di giorno che di notte, la flessibilità della costellazione dovuta all’utilizzo di sensori radar, unita ai brevi intervalli di tempo presenti tra una "ripresa" e l'altra, forniscono uno strumento fondamentale per: - analisi e prevenzione dei rischi (fase di “pre-crisi”) - monitoraggio delle fasi di crisi (come ad esempio disastri ambientali, quali inondazioni, eruzioni vulcaniche, frane…) - valutazione dei danni e coordinamento/supporto alle attività (fase di “post-crisi”) Monitoraggio costiero. Con COSMO-SkyMed è possibile osservare in maniera continua e precisa lo stato delle coste, dei mari e delle acque interne (laghi, fiumi) in modo da valutare i fenomeni di erosione costiera e di inquinamento dei mari e dei fiumi. Inoltre il sistema costituisce un importante ausilio per il controllo dei traffici marittimi. Monitoraggio delle risorse agricole e forestali. Il sistema può rappresentare un valido aiuto per l'agricoltura, contribuendo, tra l'altro, a rilevare la qualità dei prodotti agricoli, in modo da decidere il tempo del raccolto, i cicli di trattamento di fertilizzanti, pesticidi e altro. Oltre al monitoraggio agricolo e delle colture, COSMO-SkyMed controllerà costantemente il patrimonio forestale e boschivo, supportando la valutazione dei danni in caso di incendio, tenendo sotto controllo la deforestazione e studiando le biodiversità. Monitoraggio urbano degli edifici. La capacità di operare con continuità, indipendentemente dalle condizioni atmosferiche, garantisce un controllo costante e accurato delle aree urbane e rurali, diventando, pertanto, un utile strumento per tutti quegli enti che svolgono funzioni di controllo degli edifici e dei centri urbani. Grazie a COSMO-SkyMed è, infatti, possibile tenere sotto osservazione il fenomeno della subsidenza e prevenire tutte quelle situazioni di pericoloso abbassamento del suolo e/o sottosuolo che possono portare a frane, crolli e cedimenti strutturali. Cartografia. Le immagini ad alta risoluzione (dell'ordine del metro) rilevate mediante COSMO-SkyMed faciliteranno la realizzazione di nuove mappe e carte geografiche ad alta risoluzione e l'aggiornamento di quelle esistenti. Inoltre, la natura "dual-use" del sistema permette ulteriori, importanti applicazioni strategiche di carattere istituzionale per il controllo del territorio ai fini della sicurezza nazionale. Modalità operative del sistema Il sistema può operare in diverse modalità a seconda delle necessità e delle esigenze degli utenti: ROUTINE Modalità operativa nominale nella quale la pianificazione viene effettuata ogni 24 ore. CRISI Modalità operativa nella quale la pianificazione viene effettuata ogni 12 ore. In tale modalità è possibile definire aree sulle quali tutte le richieste di immagini dovranno avere priorità assoluta. EMERGENZA Modalità operativa attivata in circostanze eccezionali al fine di ottenere un’acquisizione di immagini nel più breve tempo possibile. Cooperazioni internazionali COSMO–SkyMed, in risposta alle esigenze relative alle tematiche mondiali di Osservazione della Terra ed alle sinergie derivanti, è un sistema dotato delle seguenti caratteristiche: interoperabilità con altre missioni operative di osservazione della Terra, al fine di permettere lo scambio di dati ed informazioni sulla base di standard e modalità predefiniti; multisensorialità, ossia la capacità del sistema di richiedere, processare e gestire dati relativi a sensori di natura diversa, come radar operanti su altre frequenze, sistemi ottici, ecc. espandibilità verso partner internazionali, ottenuta attraverso la capacità del sistema stesso di integrare a livello architetturale e di gestire componenti specifiche importate da sistemi esterni, come catene di acquisizione e processamento dati, al fine di realizzare sistemi multi - missione. In tal senso l’ASI e la Difesa italiana, in base all’Accordo di Cooperazione sull’Osservazione della Terra dallo Spazio firmato tra il Governo Italiano ed il Governo Francese, hanno svolto insieme all’agenzia spaziale francese CNES ed alla Difesa Francese, una fase di definizione volta a stabilire i requisiti e l’architettura di un Sistema Federato Italo - Francese (denominato ORFEO) costituito da una componente radar (COSMO-SkyMed) e da una componente ottica (Pléiades HR). In aggiunta, l’ASI ha firmato con l’Agenzia Spaziale Argentina un accordo per la realizzazione del Sistema Satellitare Italo - Argentino per lo studio, la prevenzione e la gestione dei disastri naturali. Tale sistema (denominato SIASGE) è basato su una componente radar in banda X italiana (COSMO–SkyMed) e da una componente radar in banda L argentina (SAOCOM) operativamente integrate. L’accordo permetterà inoltre ritorni tecnologici che rafforzeranno ulteriormente la leadership italiana nell’ambito delle applicazioni SAR in banda X, L, X + L. Un sistema che guarda al futuro del nostro pianeta. Programma COSMO-SkyMed fornisce all’Italia un Sistema di Osservazione della Terra dallo Spazio più avanzato a livello internazionale, in grado di garantire elevati standard di sicurezza. COSMO-SkyMed è progettato per fornire informazioni e strumenti per l’assunzione di decisioni appropriate in contesti strategici ed operativi in un ambito globale, permettendo la generazione ed il mantenimento di un sistema informativo (dati, modelli, valutazioni, etc.) accurato, aggiornato e su scala planetaria. In sintesi, la costellazione satellitare COSMO-SkyMed, di completa concezione e realizzazione italiana è la prima a vocazione completamente duale; già a partire dall’inizio del 2008, consentirà di disporre di un sistema satellitare di osservazione remota ogni tempo con caratteristiche molto spinte, per un’autonoma capacità nazionale di valutazione su scala globale.

Paolo D’Angelo
Articolo pubblicato su AERONAUTICA E DIFESA - Febbraio 2008