Detriti spaziali, il contributo di Leonardo, Vitrociset e Telespazio per il monitoraggio e la prevenzione dei rischi

14 maggio 2021

Il sistema ISOC 1.0 a disposizione dello Space Surveillance & Tracking europeo

Quello degli Space debris, i detriti delle missioni spaziali (vecchi satelliti dismessi, frammenti di varia grandezza e stadi di lanciatori) rappresenta un problema concreto per la sicurezza dei cittadini. Ne è un esempio recente l’allarme scattato nei primi giorni di maggio 2021 per il rientro incontrollato sulla Terra del secondo stadio del razzo spaziale cinese CZ-5B (Long March 5B) che ha messo in orbita il “Tianhe-1”, primo modulo della nuova Stazione spaziale cinese Tiangong-3, rientrato nell’atmosfera terrestre sull'Oceano Indiano alle 4.15 (ora italiana) del 9 maggio 2021, in un'area vicina alle isole Maldive, dopo aver tenuto per giorni col fiato sospeso l’intera popolazione mondiale, Italia compresa.

Secondo lo Space Debris Office dell'ESA-ESOC di Darmstadt, in Germania, attualmente nell’orbita terrestre ci sono almeno 34.000 detriti grandi oltre 10 cm, 900.000 grandi tra 1 e 10 cm e 128 milioni grandi tra 1 mm e 1 cm per un totale stimato di circa 9.300 tonnellate. Oggetti di varia natura ma tutti potenzialmente pericolosi per l’incolumità della popolazione per i possibili danni che potrebbero causare in caso di caduta incontrollata su aree abitate del nostro pianeta.

Allo scopo di monitorare questi oggetti e prevenirne le traiettorie, l’Italia, nell’ambito di un accordo di cooperazione fra l’Agenzia Spaziale Italiana (ASI), il Ministero della Difesa e l’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), partecipa al consorzio europeo per lo Space Surveillance & Tracking (EU-SST), che osserva i detriti spaziali per fornire avvisi tempestivi ed evitare collisioni con i satelliti, gestendone l’eventuale rientro in sicurezza. Attualmente sono 28.160 gli oggetti potenzialmente pericolosi, costantemente monitorati.

In particolare Leonardo, attraverso la sua controllata Vitrociset, lavora da diversi anni a supporto dell’Aeronautica Militare, per l’implementazione della capacità Space Surveillance & Tracking (SST) e della Space Situation Awareness (SSA), sia nell’ambito delle tecnologie radar sia per il software di processamento dei dati.

Anche per quanto riguarda il Long March 5B, la traiettoria è stata monitorata continuamente da parte dei diversi centri spaziali, al fine di individuare la possibile area di rientro in atmosfera. Vitrociset ha collaborato alla determinazione orbitale, tramite il sistema denominato ISOC 1.0, realizzato dai propri ingegneri ed esperti di software insieme al personale del Gruppo Ingegneria per l’Aerospazio (GIAS) del Reparto Sperimentale Volo dell’Aeronautica Militare di Pratica di Mare (Roma) che, insieme al neo costituito Centro SSA del Comando Operazioni Aerospaziali di Poggio Renatico (Fe), ha operato per la generazione di resoconti e il supporto alle analisi, indispensabili per il monitoraggio e il tracciamento del razzo cinese.

Il sistema ISOC 1.0 viene quotidianamente impiegato in ambito EU-SST per i servizi riguardanti i rientri di oggetti spaziali, i frammenti, le possibili collisioni tra satelliti, il sensor tasking per il coordinamento dei diversi sistemi di osservazione e le determinazioni orbitali.

Allo sforzo europeo per il monitoraggio dello stadio in caduta, Vitrociset ha partecipato anche dal Poligono Salto di Quirra (Nu) in Sardegna, con il Trasmettitore Radio Frequenza (TRF), un sensore di sorveglianza radar, il cui trasmettitore è stato interamente progettato e realizzato proprio dall’azienda controllata da Leonardo. Questo radar opera in configurazione bistatica in collaborazione con il ricevitore INAF denominato Croce del Nord, posizionato a Medicina (Bo) per la funzionalità di sorveglianza (BIRALES); e con il Sardinia Radio Telescope di INAF e ASI a San Basilio (Ca) per il tracciamento (BIRALET). Nella catena di tracking/monitoraggio, l’Aeronautica Militare, tramite il Poligono sardo, utilizza i radar MFDR-LR e CTM (Compact Tracking Mount). Il primo è un sensore di tracciamento monostatico, mentre il secondo è un apparato ottico ad alta precisione e accuratezza. Entrambi i sistemi sono gestiti da personale Vitrociset altamente specializzato.

Come già accaduto in passato - per esempio proprio in occasione del rientro della stazione cinese Tiangong-1, disintegratasi nell’atmosfera terrestre il 2 aprile del 2018 in una zona nel sud dell’Oceano Pacifico - mediante l’utilizzo combinato dei diversi sensori radar e gli algoritmi di acquisizione ed elaborazione dati, si è potuto verificare e controllare con grande precisione la traiettoria degli oggetti in caduta, a partire da una quota di circa 150 Km, riuscendo a prevedere l’effettiva area d’impatto con l’atmosfera terrestre. Un servizio ad altissimo valore aggiunto che l’Aeronautica Militare fornisce al Paese, in collaborazione con la Protezione Civile, i cui dati sono messi a disposizione anche a livello europeo, per essere combinati con quelli degli altri paesi, come Francia, Germania e Spagna, che partecipano al Consorzio.

Con l’aumentare delle attività nello Spazio, scenari come quello descritto saranno sempre più frequenti ed all’esigenza di sorveglianza si aggiungerà quella di intelligence. In questo contesto, Telespazio è al lavoro per offrire ad operatori istituzionali e commerciali una suite sempre più completa di servizi di Space Domain Awareness. Partendo dalle competenze acquisite negli anni in termini di operazioni satellitari, Telespazio propone un approccio integrato basato su servizi di Space Traffic Management e Space Intelligence. Nel primo caso, si tratta di servizi che mirano ad una gestione ottimale del traffico orbitale, per ridurre il più possibile il rischio di collisioni. Nel secondo caso, invece, l’elaborazione e la fusione di informazioni più avanzate permette di identificare in anticipo manovre non collaborative e caratterizzare gli oggetti spaziali. Infine, tramite l’investimento nella startup Northstar, Telespazio potrà utilizzare anche informazioni provenienti da sensori space-based, migliorando le performance dei servizi in tempi di reattività e precisione.

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