Nell’occhio della Sentinella

Roma, via Tiburtina, periferia Est della città. Nascosti tra i palazzi, il carcere di Rebibbia e i capannoni industriali, giacciono due edifici anonimi, distanti forse neanche due chilometri tra loro.

Su uno, nei pressi del Raccordo Anulare, campeggia la scritta Thales Alenia Space; sull’altro, a ridosso del capolinea della linea “B” della metropolitana, Telespazio. Entrambe le aziende fanno parte della Space Alliance, l’alleanza strategica nel campo dello spazio siglata dalla francese Thales e da Finmeccanica. Davanti ai due palazzi il traffico scorre lento, e ignaro che lì dentro si progettino, si costruiscano e si utilizzino i satelliti che sono, o che andranno, nello spazio.

Tra questi, il prossimo a partire in ordine di tempo sarà il Sentinel 1B, la sentinella di Copernicus, il programma satellitare di osservazione delle Terra promosso dalla Commissione Europea e dall’Agenzia Spaziale Europea (ESA).

Il satellite sarà lanciato nella primavera del 2016 con un razzo Soyuz di Arianespace. Prima però (entro la settimana prossima) la sentinella, progettata e integrata totalmente da Thales Alenia Space (Thales 67%, Finmeccanica 33%), sarà spostata in Francia, presso gli stabilimenti dell’azienda. «Il satellite ha completato le attività di integrazione e i test qui a Roma», spiega Francesca Spataro, capo Programma del Sentinel 1B, che aggiunge, «ora verrà spostato nelle nostre strutture di Cannes, dove si chiuderà la fase di prova».

In Francia, il Sentinel 1B sarà testato nella sua configurazione operativa. A Roma, invece, il satellite è stato provato in assetto da lancio, ed è stato verificato il funzionamento delle singole diverse parti.

Con due tonnellate e mezzo di peso, 21 metri di apertura dei pannelli solari e un’antenna da 12 metri, il Sentinel 1B andrà ad affiancare in orbita il fratello Sentinel 1A, lanciato lo scorso anno. I due spacecraft sono entrambi equipaggiati con radar ad apertura sintetica in banda C (Synthetic Aperture Radar,  SAR): è questo l’occhio che gli permetterà di osservare la Terra in condizione ogni tempo, quindi sia di giorno che di notte, ma anche in presenza di nubi.

La tecnologia SAR è uno dei fiori all’occhiello dell’ingegneria italiana, ed è già a bordo della costellazione Cosmo-SkyMed, nata anch’essa nel Centro Integrazione Satelliti di TAS di via Tiburtina.

Si tratta di strutture, quelle romane, pensate per la realizzazione di satelliti di piccole (fino a 800 kg) e medie dimensioni (fino a 2,7 t). Il lavoro all’interno del Centro è in grado di adattarsi alle diverse esigenze, grazie a una divisione del processo basata su isole tecnologiche riconfigurabili e all’approccio Lean, che garantisce una maggiore efficienza. Negli ultimi 15 anni, il Centro Integrazione Satelliti, dove lavorano 48 ingegneri e 50 tecnici, ha prodotto più di 120 satelliti, oltre ad aver integrato numerosi payload per altri committenti.

«Per Sentinel 1B il lavoro è diverso dal solito», spiegano i responsabili del Centro. «Quando lavoriamo sui satelliti più piccoli, sono questi a muoversi tra le nostre isole tecnologiche, così possiamo gestirne fino a 16 contemporaneamente. In questo caso – raccontano – siamo tutti concentrati sulla Sentinella, che diventa il fulcro del nostro lavoro».

In ogni caso, la Sentinella non è l’unica commessa attualmente in lavorazione: TAS sta anche producendo le 80 antenne per la costellazione Iridium Next. Inoltre, nel vicino Centro di Sviluppo di Antenne ed Equipaggiamenti, oltre a testare le componenti che andranno in orbita, sta già progettando l’antenna della nuova generazione di Cosmo-Sky Med, attesa al lancio nel 2018.

Un progetto europeo, con tanta Italia

Il programma Copernicus è uno dei cardini della strategia spaziale della Commissione Europea e dell’ESA. Attualmente il progetto prevede sette missioni Sentinel: alcune prevedono il lancio di satelliti con diversi tipi di occhi, altre consistono in strumenti da imbarcare su diversi spacecraft. Ad oggi sono già in orbita il Sentinel 1A e il 2A, mentre i prossimi ad essere lanciati saranno il 3A e, appunto l’1B.

Le tre famiglie si distinguono per gli occhi con cui osservano il pianeta: le Sentinel 1 utilizzano la tecnologia SAR, le S2 usano invece sistemi ottici ad alta risoluzione, mentre le S3 sono equipaggiate con un sistema multi-strumento in grado di monitorare i mari e, in generale, il cambiamento climatico in atto sul pianeta.

Ad un progetto così vasto partecipano più di 60 aziende europee, e Thales Alenia Space è prime contractor nelle sentinelle della famiglia S1 e S3. Attore italiano di primo piano è anche Selex ES, altra società del gruppo Finmeccanica. L’azienda – attiva nel campo spaziale fin dagli anni Sessanta – fornisce al programma Copernicus una serie di sottosistemi centrali nel funzionamento dei diversi satelliti.

Tra questi il sensore stellare A-STR (già utilizzato dalla missione ESA Rosetta), che grazie alla mappatura stellare permette di conoscere l’orientamento del satellite; e i sistemi di alimentazione CAPS (C-band Antenna Power Supply) e TPSU (Tile Power Supply Unit), entrambi necessari per il funzionamento delle antenne.

Il processo di sviluppo però non si ferma mai e l’azienda sta già lavorando al AA-STR, una versione più leggera e compatta dell’attuale sensore. La speranza è di utilizzarlo già nelle prossime missioni Copernicus C e D, ancora in fase di progettazione preliminare.

«Siamo riusciti a creare un sensore stellare che pesa la metà, solo 1,5 kg, rispetto all’attuale A-STR – spiega Marco Molina, responsabile del settore Ricerca e Sviluppo prodotti spaziali di Selex ES – grazie alla stretta collaborazione con TAS abbiamo inserito l’hardware del sensore direttamente nel satellite, così da risparmiare peso».

Selex ES ha inoltre sviluppato per la missione S3 i pannelli solari e lo strumento SLSTR (Sea and Land Surface Temperature Radiometer), che permetterà di monitorare la temperatura superficiale delle acque marine e gli eventuali incendi delle zone forestali. Infine, l’azienda fornirà i pannelli solari anche per S5-P, che avrà l’obiettivo di fornire informazioni per il monitoraggio della qualità dell’aria, dei livelli di ozono e dei cambiamenti climatici.

Dall’Up al Down

Nelle intenzioni della Commissione Europea i dati forniti da Copernicus saranno totalmente gratuiti e potranno essere utilizzati dalle istituzioni e dai cittadini anche per eventuali scopi commerciali. L’ottica della Commissione è quella dei Big data finalizzati allo sviluppo e alla ricerca: non sarà tanto il dato fornito dalla costellazione a rappresentare un valore, ma come quel dato verrà interpretato e trasformato. Come verrà reso, in sostanza, commerciabile dai privati.

In più, con la totale implementazione del sistema, i tempi di rivisita – cioè il tempo che impiega il satellite per passare sul medesimo punto della superficie terrestre – saranno ancora più bassi, permettendo di conseguenza lo sviluppo di nuove possibili applicazioni commerciali. Ad esempio, con un passaggio una sentinella, con un tempo di rivisita di 6-12 giorni, può monitorare fino a 250 km di terreno; mentre il satellite Envisat, dal 2012 non più funzionante, garantiva uno swath di 100 km con un tempo di rivisita di 35 giorni.

In ogni caso, le informazioni captate dagli occhi delle sentinelle hanno ben poco senso se non vengono elaborate e rese disponibili. Di questo si occupa Telespazio (Finmeccanica 67%, Thales 33%) insieme alla sua controllata e-GEOS (80% Telespazio, 20% Agenzia spaziale Italiana, ASI). Dal 2012 e-GEOS riceve presso il Centro Spaziale di Matera, una delle 4 ground station europee, i dati di Sentinel 1 e 2, oltre che quelli di Cosmo SkyMed.

«A Matera abbiamo un centro di assoluta eccellenza a livello mondiale – spiega l’Amministratore delegato di e-GEOS Marcello Maranesi – dove riceviamo dati, oltre che dalle sentinelle e da Cosmo, anche dalla NASA. In fondo Telespazio ha costruito nel 1974 la prima stazione di ricezione satellitare fuori dal continente americano: siamo figli di una lunga tradizione».

Grazie ai dati di Copernicus e delle altre costellazioni, e-GEOS effettua per conto di ESA il servizio di Emergency Management, che si occupa della fornitura rapida di mappe a sostegno della gestione delle catastrofi naturali. Solo negli ultimi tre anni, l’Emergency Management Centre è stato attivato 150 volte e ha distribuito più di 1400 cartografie agli organi di Protezione Civile mondiali.

«L’Emergency Management Centre – aggiunge Maranesi – è un servizio unico al mondo per le Protezioni Civili di tutto il pianeta, alle quali possiamo fornire in poche ore le mappe di cui hanno bisogno in caso di disastro naturale. In questo modo possono programmare gli interventi alla luce dei dati oggettivi prodotti dai satelliti».

Non solo però, perché i servizi forniti da e-GEOS spaziano da quelli per l’agricoltura, per il controllo delle miniere e dei mari, fino ad arrivare al progetto interferometrico del ministero dell’Ambiente per il piano nazionale di telerilevamento. «Il più grande del mondo nel suo genere», spiega Maranesi.

Una lunga catena del valore

Nel periodo 2014-2020 l’UE ha stanziato per il programma Copernicus 4,3 miliardi di euro: un investimento enorme, che ha avuto il pregio di creare una lunga catena del valore, fatta di competenze e conoscenze diverse, ma integrate tra loro. Da un lato, o meglio in alto, il cosiddetto upstream, costituito dai satelliti, che forniscono a monte le informazione; dall’altro, in basso, il downstream, che trasforma in valore economico quanto raccolto in orbita.

Nel nostro paese i due mondi convivono all’interno dello stesso gruppo: Finmeccanica, di fatto l’unico player italiano di livello internazionale nel mondo dell’aerospazio.

In realtà non si tratta di due mondi diversi – quello in orbita e quello a terra – ma di due facce della stessa medaglia, quella dello spazio. Si tratta di qualcosa solo apparentemente distante, ma che nella realtà è possibile trovare anche tra il traffico della periferia di Roma.