Lanciato Sentinel 1B

La costellazione Sentinel si è arricchita di un nuovo satellite: dopo il lancio effettuato dalla base di Kourou (Guiana Francese) lunedì 25 aprile alle 18.02 ora locale (le 23.02 in Italia), il vettore Sojuz Fregat ha spinto Sentinel 1B fino all’orbita polare eliosincrona, ad un’altezza di 686 km, dove si appresta ad operare in collaborazione con Sentinel 1A, lanciato il 3 aprile del 2014. Il liftoff, inizialmente previsto per venerdì 22, era stato rinviato per ben tre volte, le prime due a causa delle condizioni meteo sfavorevoli e l’ultima a seguito di un guasto del sistema di navigazione del lanciatore, prontamente riparato.

Video del liftoff di Sentinel 1B Credit: Arianespace

I due membri della famiglia Sentinel 1, collocati sulla medesima orbita ad una distanza angolare di 180°, potranno tra breve unire gli sforzi per garantire una più frequente scansione radar della superficie terrestre. Insieme potranno offrire una intera copertura del globo in meno di sei giorni (l’Europa, il Canada e le principali rotte navali saranno rivisitate in meno di tre) fornendo, con qualsiasi condizione metereologica e di illuminazione, dati utili per il monitoraggio di terra, acqua e ghiacci e per la gestione di situazioni di emergenza ambientale e umanitaria.

Un esempio dell’impiego dei dati di Sentinel 1: il monitoraggio dei ghiacci artici Credit: ESA

Il programma Copernicus

Come i lettori di astronautiNEWS già sanno, il nuovo satellite e il suo gemello sono parte di un più ampio programma di ricerca condotto congiuntamente da ESA e dall’Unione Europea denominato Copernicus (prima del 2012 era noto come GMES, Global Monitoring for Environment and Security), che ha lo scopo di fornire informazioni operative sulle terre emerse, gli oceani e l’atmosfera terrestre utili sia alle politiche ambientali che ad esigenze di sicurezza.

Copernicus prevede 6 famiglie di satelliti. Oltre alla citata Sentinel 1, Sentinel 2 (il primo lancio è stato effettuato il 23 giugno 2015) ha il compito di riprendere immagini ad alta risoluzione nello spettro visibile e nell’infrarosso delle terre emerse e della vegetazione, Sentinel 3 (il primo satellite è in orbita dal 16 febbraio 2016) è dedicata principalmente all’osservazione degli oceani, Sentinel 4 e Sentinel 5 forniranno dati sull’atmosfera rispettivamente da un’orbita geostazionaria e da un’orbita polare (e saranno preceduti da Sentinel 5 Precursor), infine Sentinel 6 porterà a bordo un radar altimetrico per misurare la profondità dei mari, per scopi oceanografici e per lo studio del clima.

Come è fatto Sentinel 1B

Sentinel 1B, che è in tutto e per tutto identico a Sentinel 1A, è stato costruito da Thales Alenia Space sulla piattaforma satellitare “Prima” (Piattaforma Italiana Multi-Applicativa) ed è dotato di un radar ad apertura sintetica (SAR) di 12 metri operante in banda C, prodotto da Airbus Defence and Space. I dati raccolti possono essere trasmessi a terra via radio, ma anche attraverso un terminale Laser in grado di comunicare con i satelliti della rete di trasmissione EDRS, posizionati in orbita geostazionaria.

Il satellite ha la forma di un parallelepipedo di 4 x 2,8 x 2,5 metri, dal quale sporgono lateralmente due pannelli solari da 10 metri e, alla base, l’antenna radar di 12 metri. Il peso al momento del lancio era di 2.164 kg, ai quali vanno aggiunti 130 kg di carburante.

La missione VS14: il payload secondario

Sentinel 1B è stato il cinquantunesimo satellite messo in orbita da Arianespace per conto di ESA. Per il gestore europeo si è trattato del terzo lancio dell’anno e del primo di un razzo Sojuz. La missione portava la sigla VS14, trattandosi del quattordicesimo volo Sojuz da Kourou, e prevedeva la messa in orbita di un composito payload secondario.

A bordo del Sojuz era presente anzitutto un microsatellite a carattere scientifico, finanziato principalmente dall’agenzia spaziale francese CNES e denominato Microscope (Micro-Satellite à traînée Compensée pour l’Observation du Principe d’Equivalence), che ha lo scopo di testare il Principio di Equivalenza tra massa inerziale e massa gravitazionale. In una sorta di perfezionamento dell’esperimento tradizionalmente attribuito a Galileo, che avrebbe fatto cadere dalla torre di Pisa due sfere di diversa massa per dimostrare che toccavano terra contemporaneamente, sarà possibile studiare il moto relativo di due corpi in caduta libera per un periodo lunghissimo (grazie all’orbita del satellite) e senza le perturbazioni, principalmente sismiche, che si riscontrano sulla terra. Queste condizioni permetteranno di raggiungere una precisione di misura dell’ordine di 10^-15 (le precedenti esperienze arrivavano a 10^-13).

Il satellite è realizzato sulla piattaforma Myriade di CNES ed è equipaggiato di micropropulsori a gas freddo (azoto) forniti da ESA, in grado di compensare le più piccole perturbazioni che rischierebbero di falsare i risultati dell’esperimento. Il peso complessivo è di 303 kg.

Completavano il carico da portare in orbita i tre nanosatelliti del programma educativo dell’Agenzia Spaziale Europea Fly your Satellite!, finalizzato a stimolare negli studenti l’interesse verso le carriere scientifico-tecnologiche nel settore spaziale. Il programma offre agli studenti di tutte le università europee l’opportunità unica di acquisire un’esperienza pratica delle diversi fasi chiave della realizzazione di un CubeSat, dallo sviluppo ai test di verifica, fino al lancio.

I tre CubeSat selezionati per questo volo erano:

• OUTFI-1 dell’Università di Liegi (Belgio), per la verifica del protocollo di comunicazione D-STAR.

• E-st@r-II del Politecnico di Torino, che sperimenterà un sistema di determinazione dell’assetto sui tre assi che sfrutta il campo magnetico terrestre.

• AAUSAT-4 dell’Università di Aaborg (Danimarca), che testerà un sistema di identificazione automatica, per localizzare le navi che transitano al largo delle regioni costiere.

Fly your Satellite! Presentazione dei tre CubeSat Credit: ESA

Inizialmente VS14 avrebbe dovuto ospitare anche il piccolo microsatellite di 30 kg, Norsat 1, realizzato dallo Space Flight Laboratory dell’Università di Toronto in collaborazione con l’agenzia spaziale governativa norvegese (NSC), tuttavia, a causa di un difetto del supporto che avrebbe dovuto fissarlo alla piattaforma per i payload secondari (ASAP-S) si è preferito posticiparne il volo, per non compromettere la sicurezza del lancio. Il satellite è stato rimpiazzato con un simulatore di massa.

Cronaca della missione

Fino a questo momento il volo si è svolto in modo nominale. Le prime fasi non sono state molto diverse da quelle che solitamente caratterizzano i lanci che hanno come protagonista il vettore Sojuz. Il razzo si è staccato dalla piattaforma all’ora programmata, spinto dai motori del primo stadio. Dopo circa due minuti, sono stati espulsi i booster laterali e l’ascesa è continuata per altri tre minuti con la propulsione del solo motore centrale (il cosiddetto “secondo stadio” del Sojuz). Nel frattempo è avvenuto il rilascio del fairing, non più necessario a proteggere il carico dalla pressione aerodinamica.

A 4′ e 48″ dal lancio è entrato in funzione il terzo stadio, anch’esso spinto da un motore a cherosene e ossigeno liquido, come gli stadi precedenti, che ha fornito altri 4 minuti di propulsione. A questo punto è terminata la “fase Sojuz” del volo, con l’entrata in funzione dello stadio superiore Fregat.

A questo piccolo ma versatile modulo propulsivo, spinto da propellenti ipergolici e in grado di riaccendersi fino a 20 volte, è stata affidata la parte più complessa delle manovre necessarie a recapitare i vari elementi del payload nelle giuste collocazioni orbitali. La prima accensione, di poco più di dieci minuti, ha portato il carico alla quota di 686 km dell’orbita di Sentinel 1B, che è stato rilasciato per primo, a 23 minuti e 35 secondi dal liftoff. Pochi minuti dopo la separazione, il centro di controllo ESOC a Darmstadt ha confermato l’acquisizione del segnale del satellite tramite la stazione di Svalbard (Norvegia).

Animazione della prima accensione del Fregat e del rilascio di Sentinel 1B. Credit: ESA

Dopo un’ora e quaranta minuti di volo inerziale, Fregat ha eseguito una seconda accensione di 13 secondi, retrograda, per raggiungere l’orbita ellittica con apogeo a 665 km e perigeo a 453 km destinata ad accogliere i tre cubeSat del programma Fly your Satellite, rilasciati dopo altri 48 minuti di volo balistico (in coincidenza del passaggio al perigeo) e seguiti dopo poco dall’espulsione del supporto ASAP-S.

Altre due brevi accensioni (che al momento in cui scriviamo non sono ancora avvenute) porteranno Fregat oltre l’orbita di Sentinel 1B, ai 711 km di quota previsti per Microscope, la cui separazione è prevista a 4 ore e 52 secondi dal decollo. Quindici minuti dopo il modulo si accenderà per la quinta ed ultima volta per 29 secondi, per rallentare il suo movimento e concludere la sua missione con un rientro distruttivo nell’atmosfera.