EarthCARE, il satellite con un raggio laser che legge l’atmosfera

Satellite di osservazione orbitante sul globo terrestre

Il trasmettitore laser per raccogliere dati sulle particelle degli aerosol e delle nubi

Un raggio laser lanciato nello spazio per raccogliere dati sulla salute del pianeta Terra. In estrema sintesi, è questa la finalità ultima di Atlid (Atmospheric Lidar) trasmettitore laser in grado di osservare particelle nell’atmosfera di dimensioni nanometriche, 30 volte più piccole dello spessore di un capello.

Il precisissimo strumento prodotto da Leonardo sarà una delle dotazioni della missione EarthCARE dell’Esa effettuata in collaborazione con l’agenzia spaziale giapponese (JAXA). Gli altri tre strumenti serviranno per misurazioni sulle nuvole, sulle radiazioni e in generale sulla composizione dell’atmosfera. Il lancio che avverrà con un Falcon 9 di Space X è previsto per Il prossimo 28 maggio dalla base di Vandenberg (California).

Il trasmettitore laser realizzato nei siti di Pomezia in provincia di Roma e Campi Bisenzio (Firenze) contribuirà a raccogliere dati importanti sulle particelle degli aerosol e delle nubi. Opererà a una lunghezza d'onda di 355 nm e avrà un ricevitore ad alta risoluzione spettrale e un canale di depolarizzazione.

Grazie ad un sistema composto da circa 80 elementi ottici progettati per rimanere perfettamente allineati anche durante le estreme condizioni ambientali di vibrazioni durante il lancio e di assenza di gravità e basse temperature in orbita, il laser di Leonardo permette di osservare elementi nell’atmosfera inferiori ad un millesimo di un millimetro. Per raggiungere questo livello di dettaglio, emette una serie di brevissimi impulsi nell’ultravioletto della durata di nano secondi (in un minuto circa 3.000 impulsi) che vengono “riflessi” dagli aerosol (che sono sottili particelle solide, goccioline liquide sospese nell’aria o in altro gas) o dalle nubi sottili, in modo tale da generare un segnale di ritorno contenente le informazioni sulla distanza e sulla tipologia delle particelle osservate e successivamente analizzate dal ricevitore dello strumento Atlid.

Anche i pannelli fotovoltaici della missione EarthCARE sono realizzati da Leonardo, nello stabilimento di Nerviano (MI). Il satellite è composto da una sola ala di 11 metri, con 5 pannelli per un totale di oltre 5.500 celle, in grado di erogare fino a 5kW, ovvero pari al fabbisogno di due piccoli appartamenti. Considerato che EarthCARE orbiterà a circa 390 km dalla superficie terrestre, un’altitudine relativamente bassa, i pannelli sono stati realizzati con una speciale vernice bianca per poter resistere ai fenomeni erosivi tipici di questa orbita che potrebbero degradare le superfici maggiormente esposte. Leonardo ha inoltre fornito un sensore, realizzato a Campi Bisenzio, che si attiva solo in caso di necessità e utilizza il Sole come riferimento per orientare il satellite.

Video del lancio

La missione del satellite EarthCARE è concepita per gettare nuova luce sull'atmosfera terrestre e sulla crisi climatica. Il satellite ESA fornirà una vasta gamma di nuove informazioni su come le nuvole e gli aerosol interagiscono con i gas che consentono la vita sul pianeta.

Questo straordinario satellite è la più complessa delle missioni Earth Explorer dell'Esa, missioni che "restituiscono informazioni scientifiche chiave che migliorano la nostra comprensione di come il pianeta Terra funziona come sistema e dell'impatto che gli esseri umani stanno avendo sui processi naturali" ha spiegato l'Agenzia Spaziale Europea in una nota. “Le nuvole e, in misura minore, gli aerosol - proseguono dall'Esa - riflettono nello spazio l’energia solare in entrata, ma intrappolano anche l’energia infrarossa in uscita. Ciò porta ad un effetto netto di raffreddamento o riscaldamento. Inoltre, gli aerosol influenzano il ciclo di vita delle nuvole e quindi contribuiscono indirettamente al loro effetto radiativo”. Il set di quattro strumenti all’avanguardia di EarthCARE lavorerà insieme proprio per fornire una visione olistica della complessa interazione tra nuvole, aerosol e radiazioni.

 

Credits Copertina: ESA-ATG medialab