Un Satellite artificiale è un oggetto posto in orbita attorno alla Terra ad una altezza variabile di circa 500 Km, per scopi scientifici o tecnologici. Il lancio del primo satellite artificiale sovietico Sputnik 1, avvenuto il 4 ottobre 1957, fu seguito da migliaia di altre iniziative, la maggior parte delle quali organizzate dagli Stati Uniti e dall'URSS; a partire dal 1983, anche la European Space Agency (ESA) iniziò a effettuare lanci dal centro spaziale della Guayana Francese, attivando in tre anni più di 3500 satelliti. Il 27 agosto 1989, per la prima volta nella storia dell'astronautica, venne utilizzato un vettore privato per porre un satellite inglese per telecomunicazioni in orbita geosincrona.

Esistono diversi tipi di satelliti: molti sono satelliti per telecomunicazioni, usati per comunicazioni telefoniche e per la trasmissione di dati e immagini televisive. I satelliti meteorologici fotografano regolarmente la Terra nel visibile e nell'infrarosso, e inviano i dati raccolti alle stazioni al suolo, dove vengono formulate le previsioni del tempo. I satelliti per la navigazione permettono di rilevare la posizione in mare con un margine di errore inferiore ai 10 metri e aiutano la navigazione localizzando gli iceberg e mappando le correnti oceaniche. SARSAT (Search and Rescue Satellite System, Sistema satellitare di ricerca e salvataggio), ad esempio, raccoglie le richieste di soccorso di navi e aerei per mezzo di una rete formata da tre satelliti statunitensi (NOAA-9, 10 e 11) e due satelliti lanciati dall'ex Unione Sovietica.

Gli strumenti astronomici collocati a bordo dei satelliti per uso scientifico rendono possibili osservazioni e misure non realizzabili da terra a causa del disturbo provocato dall'atmosfera, che assorbe le radiazioni. Utilizzando rivelatori e telescopi appositi, sono state scoperte diverse sorgenti di raggi X e di raggi gamma, e sono stati indicati oggetti celesti che emettevano nella regione degli ultravioletti. Nel 1983, con il satellite per astronomia infrarossa IRAS (Infra-Red Astronomical Satellite), gli astronomi hanno effettuato la prima osservazione dettagliata del nucleo della nostra galassia.

I satelliti artificiali producono l'energia di cui necessitano per mezzo di celle solari (cellule fotoelettriche), di batterie che spesso si ricaricano con celle solari e, in molti casi, di generatori nucleari, nei quali il calore prodotto dal decadimento di radioisotopi è convertito in elettricità. Essi sono equipaggiati con trasmettitori radio per comunicare a terra i dati degli strumenti di bordo, ricevitori radio, sistemi di immagazzinamento dei dati, radar e strumenti per il posizionamento basati sull'osservazione di stelle di riferimento.

I satelliti sono collocati nelle proprie orbite da razzi a stadi multipli. Per ridurre i costi di lancio, la National Aeronautics and Space Administration (NASA) ha sviluppato una navetta spaziale, lo Space Shuttle, che può trasportare i satelliti nel proprio vano di carico e porli in orbita; essa può, inoltre, recuperare i satelliti che necessitano di manutenzione e portarli a terra per eventuali riparazioni prima di un nuovo lancio. Quest'ultima operazione è stata realizzata nel 1984.

Riportiamo al di sotto della linea orizzontale le caratteristiche di alcuni satelliti italiani

MITA

Microsatellite Italiano di Tecnologia Avanzata

Informazioni Generali:

Nome                             26404 / 00039B

Data di lancio                14 Luglio 2000

Nazione di origine         Italia

Missione                        Scientifico

Perigeo/Apogeo            422/476 km

Inclinazione                   87.3°

Periodo                          93.6 minuti

Veicolo di lancio            Cosmos C

Sito di lancio                  Plesetsk

Possiede un carico scientifico (Nina) costruito dall’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare di Roma. E’ di uso commerciale, ma è anche usato per osservare l’energia delle particelle nello spazio, ed I nuclei degli elementi della luce dell’atmosfera terrestre.

Italian Space Agency.

Dati tecnici:

Piattaforma                    Mita

Peso al lancio                170 kg

Vita del satellite             3 years

MEGSAT 0

Informazioni Generali:

Nome                             25722 / 99022B

Data di lancio                28 April 1999

Nazione di origine         Italy

Missione                        Technology

Perigeo/Apogeo            580 km

Inclinazione                   48°

Veicolo di lancio            Cosmos C

Sito di lancio                  Kapustin Yar

Megasat Space Division, supplementare alla  Meggiorin S.p.A.

Il Megsat 1 è stato progettato 2000, e concepito per pesare 50 kg, orbitare a 1000 km di quota, con un’unclinazione di 81°, e trasportare 2 carichi utili. http://www.megsat.com

Dati tecnici:        

Peso al lancio                                34 kg

Dimensioni                                     43.5 x 40.5 x 55 cm

Potenza di uscita segnale             35 W, 64kbps (downlink) per le trasmissioni. Downlink: 137.935 MHz

ITALSAT2

Informazioni Generali: 

Nome                                      24208 / 96044A

Data di lancio                          8 Agosto 1996

Nazione di origine   Italia

Missione                                 Telecomunicazioni

Orbita Geostazionaria            16.4°E

Veicolo di lancio     Ariane V90

Costo                                      (satellite + lancio): 200 milioni di dollari

Il servizio EMS è iniziato il 31 Ottobre 1996

Dati tecnici:

Copertura EIRP  

Ka-band Nazionale

Ka-band Portata d’azione multipla

EMS (L- e Ku-band)

Dati specifici: 

Primo contraente                           Selenia Spazio

Piattaforma                                    Italsat

Peso al lancio                                1983 kg

Peso in orbita                                1185 kg

Peso del carico                             275 kg

Dimensioni                                     3.5 x 2.7 x 2.3 m

Pannelli solari                                24 m di estensione

Stabilizzazione                              su 3 assi

Potenza pannelli solari                  EOL: solstizio: 1990 W

Potenza del carico                        1266 W

Vita del satellite                             8 anni

Radiofaro                                      Telemetria: 18.685 & 2.202 GHz Comandi: 2.028 GHz

Banda Ka                                      (20/30 GHz) 

Transponders principali                3 segnali unidirezionali nazionali + 6 multidirezionali

Potenza del segnale radio            20 W (TWTA)

Larghezza di banda                      segnale unidirezionale nazionale: 36 MHz; multidirezionale: 110 MHz

Copertura                                      segnale munidirezionale: segnale multidirezionale italiano: Italy (6 punti)

EIRP max                                       Unidirezionale: 48 dBW; multidirezionale: 54 dBW

European Mobile System (EMS) 

Trasponders principali                  L-band (1.5/1.6 GHz): 3; (trasferimento) Ku-band (12/14 GHz): 12 di ritorno

Potenza del segnale radio            20 W

Larghezza di banda                      L-band: 4 MHz; Ku-band: 0.9 MHz

Copertura                                      Europa

EIRP max                                       L-band: 42.5 dBW; Ku-band: 32 dBW

Progetto sviluppato dall’ESA. Parte del progetto è stato rilasciato a “Nuova Telespazio” del STET Group.

ITALSAT1

Dati Generali: 

Nome                                      21055 / 91003A

Data di lancio                          15 Gennaio 1991

Nazione di origine   Italia

Missione                                 Telecomunicazioni

Orbita geostazionaria             13.2°E

Veicolo di lancio     Ariane V41 

Dati tecnici: 

Copertura EIRP 

Ka-band Nazionale

Ka-band  Portata d’azione multipla

Dati specifici: 

Primo contraente                           Selenia Spazio

Piattaforma                                    Italsat

Peso al lancio                                1850 kg

Peso in orbita                                1122 kg

Peso di carico                               273.4 kg: transponder: 198 kg, antenne: 75.4 kg)

Dimensioni                                     3.5 x 2.7 x 2.3 m

Grandezza pannelli solari             21.8 m di estensione

Stabilizatione                                 su 3 assi

Potenza pannelli solari                  EOL: equinozio: 1760 W, solstizio: 1633 W

Potenza del carico                        937 W

Vita satellite                                  6 years

Equipaggiamento                           1 (+1 di riserva) radiofaro con 1 W di propagazione, EIRP 27 dBW da 20 GHz per telemetria

Anche affiancato: 40 GHz radiofaro a modulazione di fase a 505 MHz e a un radiofaro a polarizzazione cangiante da 50 GHz

Ka-band – Radiofaro nazionale(20/30 GHz) 

Trasponders primari                     3      

Potenza del segnale radio            20 W (TWTA)

Larghezza di banda                      36 MHz

Copertura                                      Italia (1.55 x 1.06 deg)

EIRP max                                       46.2 dBW

G/T                                                5.5 dB/K

SFD                                               -99.6 dBW/m²

Polarizzazione                              Lineare V (ambedue per trasmettere e caricare) 

Ka-band - Multidirezionale 

Trasponders principali                  6 in 20/60 GHz

Trasponder di riserva                   2 in 20/30 GHz4 in 20/60 GHz

Potenza del segnale radio            20 W (TWTA)

Larghezza di banda                      120 MHz

Copertura                                      Italia (6 spots of 0.49°)

EIRP max                                       57 dBW

G/T                                                16.1 dB/K

Polarization                                   lineare V (ambedue per trasmettere e caricare)

EIRP =  Effective Isotropic Radiated Power  Technical value that evaluates the strength of receive signals

G/T = Unit of measurement for an antenna + LNA  Expressed from the gain and and noise temperature. The higher the better

Per chi possiede un software per gestire le orbite satellitari ecco i dati di 1662 satelliti per sapere in ogni momento la loro posizione esatta; magnitudine, quota, velocità...; incluso ISS, COSMOS, UFO10, METEOR  e molti altri...: 

Altri LINK consigliati:

Nuovo Satellite Fase 3-D: http://www.sganawa.com/mario/articoli/9611_Fase3d.htm

Mi faccio il satellite: http://www.sganawa.com/mario/articoli/9306_Satell.htm

SATELLITI PREVISTI PER LA SERA DI NATALE 2001 by [Neuronic] & GeDWeb

Tipologia dei satelliti artificiali

http://www.meteoitalia.it/satinfo/satgen.htm

A seconda della loro altezza sulla superficie terrestre e della inclinazione rispetto alla fascia equatoriale, i satelliti artificiali sono costruiti con caratteristiche comportamentali diverse. Bisogna chiaramente raggiungere un compromesso cercando di combinare la distanza dalla terra con la velocita' del moto nell'orbita. Noi ci occupiamo di due grandi classi di satelliti artificiali: quelli geostazionari( o geosincroni) e quelli polari (a bassa quota).

Satelliti artificiali geostazionari: un satellite di questo tipo percorre un orbita quasi circolare attorno alla terra, ed e' posizionato sul piano dell'equatore. La sua caratteristica principale pero' e' quella di viaggiare alla stessa velocita' angolare della terra; questo vuol dire che un satellite geostazionario possiede lo stesso periodo di rotazione della terra, compiendo un'orbita completa in 24 ore e quindi un osservatore solidale con la terra, guardando verso il cielo, lo vedrebbe immobile, come se fosse fissato rigidamente alla terra. Questa precisa condizione si viene a verificare solo se il satellite ha una ben determinata altezza rispetto alla superficie terrestre; abbiamo infatti gia' visto per un satellite qualsiasi come velocita' e distanza dal pianeta siano in stretto rapporto; minore e' la distanza, maggiore e' la forza di attrazione esercitata tra i due corpi, maggiore dovra' essere la velocita' del satellite per evitare di cadere sul pianeta e per rimanere invece quindi su un'orbita stazionaria. Chiaramente perche' funzioni tutto perfettamente la distanza da terra dovra' essere abbastanza grande da posizionare il satellite nel vuoto (o quasi), cioe' dove l'atmosfera terrestre sara' piu' rarefatta. In caso contrario il satellite perderebbe velocita' per effetto dell'attrito con l'aria e collasserebbe verso la Terra ponendo termine a qualsiasi tipo di esperimento. Fortunatamente un semplice calcolo matematico ci fornisce la soluzione del problema e ci permette di constatare facilmente che l'altezza necessaria per posizionare il satellite (circa 36000 km) e'di gran lunga superiore al limite dell'atmosfera (circa 2-3000 km).

ES. Calcolo dell'altezza dalla superficie terrestre di un satellite geostazionario.

m=massa del satellite r=distanza del satellite dal centro della terra v=velocita' scalare del satellite M=massa della terra G=costante di gravitazione universale

Supponiamo l'orbita perfettamente circolare e uniforme, il satellite e' soggetto alla forza centrifuga radiale: m*(v^2/r) (in modulo) Alla stessa distanza r la forza d'attrazione gravitazionale deve essere uguale in modulo alla forza centrifuga per mantenere il satellite in equilibrio:

m*(v^2/r) = G*M*m/r^2

Da cui si ricava la velocita' del satellite:

v = radice(G*M/r) (!! che non dipende dalla massa del satellite; il limite pero' all'utilizzo di grandi satelliti e' la difficolta' di trasporto fino all'orbita geostazionaria!)

Imponendo che il periodo T di rotazione del satellite sia uguale a quello di rivoluzione della terra: T= giorno sidereo = 86164 sec (!! e' diverso dal giorno solare medio=86400 sec=24h*60m*60s)

T = (2*3.14*v)/r = 86164 sec

Ricaviamo: r = 42150 km Ricordando che r e' la distanza del satellite dal <i>centro</i> della terra, dobbiamo sottrarre il raggio della terra R:

h = distanza del satellite dalla superficie terrestre = r - R = 35450 km

La velocita' del satellite e' ora ricavabile e cioe': v = 2*3.14*r/T = 3.1 km/sec

E' da sottolineare che da tale quota h (circa 6 volte il raggio terrestre) il satellite geostazionario vede circa 1/3 della superficie terrestre (sotto un angolo di circa 18 gradi) e quindi teoricamente bastano solo 3 satelliti geostazionari per coprire tutto il globo. Inoltre, essendo immobile rispetto alla terra, non richiede nessun tipo di meccanismo di inseguimento delle antenne di terra. Lo svantaggio pero' dell'elevata distanza comporta alcuni problemi: dal costo del lancio in orbita (difficile raggiungere una tale quota), alla grande attenuazione dei segnali trasmessi (che si smorzano con il quadrato della distanza percorsa), al ritardo di propagazione ( i segnali elettro-magnetici viaggiano alla velocita' della luce che, pur essendo elevatissima, e' pur sempre finita!), alla bassa definizione delle immagini rilevate (ci vorrebbero delle lenti enormi!), alla vista molto distorta delle calotte polari.

Satelliti artificiali polari (a bassa quota): questo tipo di satellite, invece che essere posizionato sul piano dell'equatore (come quelli geostazionari), possiede una inclinazione di circa 90 gradi rispetto ad esso, in modo da sorvolare ad istanti precisi i due poli terrestri. L'orbita e' poi ellittica invece che circolare. Questi satelliti vengono utilizzati soprattutto quando c'e' l'esigenza di coprire in un certo tempo tutti i punti della superficie terrestre. Infatti essendo a bassa quota (900-1000 km), devono avere una velocita' elevata per poter resistere all'attrazione terrestre e quindi ci impiegano minor tempo a compiere un giro completo attorno alla terra. Tipicamente ogni orbita completa attorno alla terra richiede 100 minuti e vengono effettuate 14 orbite al giorno. Di solito un satellite di questa classe e' programmato in modo da passare sopra una data area (per esempio una stazione ricevente) a tempi regolari, ad esempio intervalli di 6 o 12 ore, e il tempo di visibilita' e' soltanto di circa 12-15 minuti. Chiaramente questo sistema comporta una maggiore complessita' nella costruzione del satellite ed altri problemi causati dalla alta velocita'. Infatti a quote cosi' basse l'azione frenante dell'atmosfera sul satellite non e' trascurabile e quindi il satellite stesso deve essere attrezzato con un sistema di stabilizzazione automatico e speciali motori che lo riportino sulla giusta orbita, facendogli recuperare la velocita' persa. In piu' la copertura a terra del satellite e' molto limitata, comportando cosi' notevoli costi per installare tanti satelliti di questo tipo su orbite opportune per avere la copertura di regioni piu' vaste. E siccome variano ogni momento la loro posizione rispetto alla terra, non possono testimoniare le variazioni a breve termine. I vantaggi sono comunque notevoli: tutto cio' comporta un risparmio della potenza di trasmissione dei dati verso terra, perche' il minore tragitto permette di mandare un segnale piu' debole; e fa diminuire anche il ritardo di propagazione del segnale, che seppur viaggiando alla velocita' della luce, impiega un certo tempo ad attraversare lo spazio per giungere alla stazione ricevente (parliamo di migliaia di chilometri!).

Esistono anche dei satelliti a bassa quota la cui orbita si definisce eliosincrona: vuol dire che l'orbita e' quasi-polare ed il piano dell'orbita contiene il sole, cioe' il satellite passa sulla stessa area alla stessa ora ogni giorno.

CARATTERISTICHE TECNICHE:

Per dare una idea delle caratteristiche tecniche di simili satelliti, diamo una serie di dati approssimati che si riferiscono piu' che altro a satelliti per telecomunicazioni, ma che si adattano perfettamente a qualsiasi tipo di satellite artificiale. I collegamenti tra satellite e terra avvengono normalmente in bande di frequenza comprese tra 1 e 30 GHz, in modo da perforare la ionosfera ed evitare interferenze causate da fenomeni atmosferici. Nelle diverse direzioni di trasmissione vengono usate onde portanti di frequenza diversa per evitare interferenze; ad esempio si usera' sulla tratta terra-satellite una portante a 6 GHz e su quella satellite-terra a 4 GHz. La stazione di terra ricevente e' costituita essenzialmente da 3 parti distinte e importantissime:

- preamplificatore a basso rumore, per evitare di confondere il segnale in arrivo dal satellite con i fastidiosi rumori termici delle apparecchiature elettroniche.

- convertitore a frequenza intermedia (ricezione eterodina) in modo da poter lavorare il segnale captato con apparecchiature meno complesse (che lavorino cioe' a frequenze piu' basse, intermedie) ed anche per poter usare gli stessi sistemi per segnali a frequenze distinte (infatti ogni canale, a qualsiasi frequenza, viene traslato attorno alla banda intermedia per essere elaborato).

- demodulatore (numerico o analogico), che riporta il segnale captato in una forma utile per essere compreso dai computer e dagli apparecchi elettronici. (Ad esempio demodulazione di fase o frequenza)

Grande risalto come abbiamo visto e' assunto dal preamplificatore a basso rumore. Infatti, quando il satellite e' molto lontano dalla stazione ricevente (e' questo per esempio il caso dei satelliti geostazionari), l'intensita' del segnale misurata a terra e' molto bassa, data la poca potenza di trasmissione che il satellite puo' inviare (la potenza disponibile sul satellite e' limitata dal peso del satellite e di solito e' dell'ordine delle decine di watt). Ricevendo a terra una potenza di segnale quasi minima e' molto importante che l'antenna ricevente sia di maggiore diametro possibile e che il primo stadio della stazione ricevente, che ha lo scopo di amplificare questo segnale, non contribuisca all'aumento della temperatura di rumore; cio' infatti porterebbe il rapporto segnale/rumore (SNR) sotto livelli accettabili. (Ed in questo caso non sarebbe in alcun modo piu' possibile distinguere il segnale dal rumore!) Per risolvere questo rilevante problema basta tenere in considerazione 2 fattori e cercare di eliminarli il piu' possibile:

- rumore elettronico generato dalle apparecchiature dello stadio d'ingresso dell'antenna di terra.

- rumore captato dall'antenna.

Di solito il primo tipo di disturbo e' evitato (con NON poca spesa!) mantenendo gli apparati elettronici ad una temperatura molto prossima allo 0 assoluto (in gradi Kelvin!); ricordiamo che vale la nota relazione: gradi Kelvin = gradi Celsius + 273 !! Mentre il secondo drammatico problema puo' essere minimizzato con un attento posizionamento dell'antenna ricevente; infatti puntando verso il cielo si capta meno rumore che non puntando verso terra!

Ecco per i piu' interessati un eloquente esempio (preso dal libro del professor Tartara) che dimostra le difficolta' che incontra un satellite in fase di trasmissione dei dati: si tratta in questo caso della sonda spaziale Voyager, lanciata nel 1977 e transitata in prossimita' di Giove (1979), Saturno (1981) e di Urano (1986)! Non e' un vero e proprio satellite, ma il comportamento in fase di trasmissione e' molto simile a quello di un qualsiasi satellite artificiale. La sonda trasmetteva dati avendo a disposizione una potenza di soli 10 watt(!) e un'antenna parabolica del diametro di 3.6 metri su una portante di 8.4 GHz. Dovendo recuperare a terra il debolissimo segnale proveniente dalla sonda (la distanza terra-Urano e' di circa 3 miliardi di km!!) la stazione ricevente di terra era dotata di un'antenna (parabolica) del diametro di 64 metri(!); la temperatura di rumore del ricevitore era solo di 25 gradi Kelvin(!!) (cioe' -248 gradi Celsius !!!.... per un semplice riferimento si consideri che normalmente quando nevica la temperatura ambiente scende a 0 gradi Celsius!!).

Che cosa è un satellite

In astronomia viene chiamato satellite un corpo celeste che ruota attorno ad un pianeta.

Ad esempio e' un satellite la luna che, ruotando attorno alla terra, la segue incessantemente nel suo moto attorno al sole. Sarebbe come se, lanciando una pallina (che rappresenta il satellite) in una roulette (il cui centro rappresenta il pianeta), questa pallina si mettesse a girare a velocita' costante senza mai fermarsi su nessun numero e rimanendo sempre alla stessa distanza dal centro. Ma sappiamo benissimo per esperienza che tutto cio' non puo' accadere sulla terra; infatti la pallina per l'attrito con l'aria e con il fondo della roulette, prima o poi perde velocita' e cade verso il centro per fermarsi sul numero fortunato.

Allora qual'e' il motivo della perenne esistenza dei satelliti? La risposta e' semplice; allontanandosi dalla superficie di un pianeta l'atmosfera diventa a poco a poco sempre piu' rarefatta fino a raggiungere densita' bassissime (tendenti al vuoto!) e quindi la forza d'attrito, che tende a fermare qualsiasi corpo in movimento, non esiste piu', offrendo la possibilita' ai corpi celesti di girare sulla stessa orbita senza mai fermarsi.

Si', ma quale strana e misteriosa forza impone al satellite questo particolare movimento circolare attorno al pianeta? Non potrebbe il satellite andarsene a spasso per lo spazio? E' forse legato tramite una corda?!? E' allora bene chiarire che tutti i satelliti naturali sono frutto di una fortunata e rara combinazione di eventi che, come spesso succede in natura, danno luogo ad un fenomeno che risulta a prima vista inspiegabile. D'altra parte la spiegazione c'e', e viene da alcuni semplici concetti di fisica elementare: prendiamo ad esempio la terra e la luna. Ogni corpo esercita sui corpi vicini una forza attrattiva detta forza di gravita' che dipende dalla massa e dalla mutua distanza; la luna, di massa trascurabile rispetto alla terra, viene attratta verso quest'ultima con notevole forza. Quindi immaginiamo che in tempi remoti (milioni e milioni di anni fa) la luna si sia trovata a viaggiare in linea retta nello spazio nelle vicinanze della terra con una certa velocita'; l'attrazione gravitazionale avrebbe cosi' incurvato la traiettoria della luna dalla propria rotta originaria in direzione della terra. E' intuitivo pensare che per valori della velocita' di crociera della luna molto alti l'interazione sarebbe stata particolarmente lieve e quindi la luna avrebbe continuato il suo vagabondaggio nello spazio allontanandosi a gran velocita' dalla terra. Per valori di velocita' molto bassi, invece, questa interazione sarebbe stata molto piu' efficace, provocando cosi' la caduta della luna sulla terra con le note catastrofiche conseguenze. Esiste pero' un ben determinato valore della velocita' (dipendente dalla distanza terra-luna) in grado di compiere un vero miracolo, cioe' di uguagliare la forza di attrazione terrestre con la forza (centrifuga), dipendente dalla velocita', necessaria alla luna per sfuggire al campo gravitazionale terrestre. Questo equilibrio costringe cosi' la luna a seguire l'orbita circolare attorno alla terra come se fosse condotta da un filo invisibile!

Vanno fatte alcune precisazioni che non tolgono niente alla teoria fin qui esposta, ma che la rendono piu' completa; in realta':

- le orbite dei satelliti non sono perfettamente circolari, ma possiedono una certa eccentricita', per cui si definiscono ellittiche.

- anche a grande distanza dall'atmosfera dei pianeti, non esiste il vuoto assoluto, perche' ci sono sempre atomi singoli (creati al momento della nascita dell'universo, il big bang) che vagano per lo spazio con un moto casuale (e quando raramente si combinano danno luogo alla creazione dei corpi celesti).

Che cosa è un satellite artificiale

  Si e' appena spiegato come una ben precisa combinazione di velocita' e di distanza tra due corpi interagenti possa portare il corpo di massa minore a diventare un satellite dell'altro, cioe' ad assumere un orbita ellittica (o al limite circolare) attorno ad esso. Questo concetto molto semplice, ma non sempre facile da realizzare in pratica, ha portato ad un eccezionale salto di qualita' in un enorme quantita' di servizi, fornendo lo spunto per la costruzione dei satelliti artificiali.

Ma che cosa sono in realta'? Il nome di satellite artificiale viene dato in generale a qualsiasi massa materiale (con o senza equipaggio) che sia stata messa in orbita dall'uomo nello spazio; in particolare ci si riferisce sempre a satelliti artificiali terrestri, cioe' che sono in orbita attorno alla terra. Questi satelliti venivano fino a poco tempo fa lanciati dalla terra attraverso un opportuno vettore, di solito un razzo a tre stadi, che li "accompagnava" fuori dall'atmosfera terrestre e li depositava sulla giusta orbita disintegrandosi poi a contatto con l'atmosfera ricadendo verso la terra. Oggi, dato l'elevato costo dei razzi (che venivano persi ad ogni lancio), quasi tutti i satelliti artificiali vengono trasportati sul punto preciso da speciali navicelle spaziali (dotate di equipaggio) che possono compiere piu' viaggi, permettendo anche una piu' efficiente manutenzione dei satelliti stessi. Sono questi ad esempio l'americano Space Shuttle e l'europeo Ariane.

A cosa serve allora un satellite artificiale? Come si e' detto la messa in orbita di questi satelliti ha comportato un radicale cambiamento in tutti i piu' disparati servizi che utilizziamo quotidianamente. Essi possono dialogare tra di loro scambiandosi in tempo reale migliaia di dati, oppure possono trasmettere alle stazioni di terra le informazioni che hanno ricavato con i loro potenti mezzi di analisi e registrazione dall'ambiente che li circonda, oppure ancora possono diffondere istante per istante su ampissime aree geografiche i segnali ricevuti dalla terra.

I satelliti artificiali vengono utilizzati prima di tutto nelle telecomunicazioni (telefonate intercontinentali, tv via satellite, telefonini cellulari, internet...); nel telerilevamento e nella meteorologia (per studiare l'atmosfera terrestre e i fenomeni naturali che in essa si manifestano condizionandone cosi' il tempo e il clima); per la navigazione (indicando alle navi e agli aerei le giuste rotte da seguire); per scopi militari (satelliti spia, sistemi antisatellite...).

Il motivo del successo dei satelliti artificiali sta nel fatto che in primo luogo quando sono in orbita hanno bisogno (a meno di particolari guasti) di pochissima manutenzione, avendo vita molto lunga e, nella maggior parte dei casi, autoalimentandosi mediante lo sfruttamento dell'energia solare. Secondariamente i satelliti artificiali permettono di coprire vaste aree del pianeta (uno solo puo' coprire in ogni istante anche piu' di un intero continente!) permettendo affidabili comunicazioni ad alta velocita' in ogni parte del pianeta e facendo risparmiare i milioni che servirebbero per l'installazione sulla terra di scomodi cavi o ripetitori. Come ultima cosa, ma non meno importante, l'occhio del satellite permette di vedere il nostro pianeta da un punto di vista totalmente diverso, procurandoci un enorme flusso di informazioni e dati in un tempo veramente minimo.

Satelliti Meteorologici

http://www.meteoitalia.it/satinfo/satgen.htm

Abbiamo detto che ormai i satelliti artificiali vengono utilizzati per svariati impieghi. Qui ci occupiamo delle famiglie di satelliti che, giorno dopo giorno, trasmettono sulla terra le immagini della superficie terrestre, con rilevatori di spettro che coprono parecchie bande, dal visibile, all'infrarosso, alle microonde, permettendo di individuare, seguire e controllare i piu' svariati fenomeni naturali che possono avvenire all'interno dell' atmosfera terrestre, come tempeste, uragani, tifoni. Il satellite rivela in precisi istanti della giornata (sia di giorno che di notte) la posizione delle nubi, la loro densita' e altezza, le temperature dell'atmosfera e del manto terrestre, la loro umidita', e spesso anche la velocita' dei venti. Questi dati vengono inviati ad una stazione di Terra che li unisce a quelli riportati da altre stazioni fisse o mobili (navi, boe, stazioni idrologiche, palloni sonda...) e che in tempo reale li elabora mediante calcolatori particolarmente potenti, fornendo cosi' mappe accuratissime del globo terrestre ed anche stime o previsioni sulle condizioni future! Tutte queste informazioni vengono raccolte e ritrasmesse allo stesso satellite che avra' il compito di diffonderle a tutti i piccoli e medi utilizzatori sulla Terra, mentre contemporaneamente continuera' a rilevare le immagini della nuova situazione metereologica.

Le origini:

L'utilizzo dei satelliti artificiali nell'ambito della meteorologia ha inizio con il lancio dello statunitense Tiros 1 (Television Infra Red Observation Satellite) nell'aprile del 1960. Era provvisto di un paio di telecamere, un radiometro a scansione dell'infrarosso e uno strumento per controllare l'ammontare delle radiazioni solari ricevute e riflesse dalla terra. Questo primo esperimento ebbe il successo sperato visto che in seguito furono mandati in orbita numerosi altri satelliti con sempre nuovi sistemi e moderne apparecchiature, formando anche reti satellitari oppure sostituendo quelli ormai in disuso.

Oltre agli Stati Uniti, anche altre potenze si buttarono in questo campo che prometteva veramente ottimi risultati. Cosi' nel 1969 vede la luce il primo satellite artificiale meteorologico sovietico, il Meteor 1, lanciato dal Cosmodromo Settentrionale su un'orbita bassa (900 km) e con un inclinazione sull'equatore di 81.3 gradi (quasi-polare), su cui si basano gli odierni satelliti meteorologici del CSI. Anche l'Europa entra nel gioco con il geostazionario Meteosat 1 dell'ESA (Agenzia Spaziale Europea), lanciato il 23 novembre 1977 da vettori americani tipo Delta da Cape Canaveral (Florida) e posizionato sulla parte orientale dell'oceano Atlantico (0 gradi di longitudine). E il Giappone contribuisce con il geostazionario GMS Himawari 1 lanciato il 14 luglio 1977. Contemporaneamente gli americani mettono in orbita le evoluzioni del satellite polare, il Tiros-N denominato poi NOAA e di quello geostazionario, l'SMS/GOES. Ed e' proprio nel 1978 che nasce un esperimento internazionale, il progetto FGGE (First Global GARP Experiment)(GARP = Global Atmospheric Research Program) che coinvolge Stati Uniti, Europa e Giappone con i propri satelliti, per formare una rete mondiale composta da 5 satelliti geostazionari: 3 SMS/GOES, il Meteosat1 e il GMS Himawari 1. L'esperimento duro' un anno e porto' innumerevoli risultati positivi.

La tabella seguente e' stata presa dal sito del CGMS, il gruppo di coordinamento per i satelliti meteorologici, e mostra la situazione aggiornata al gennaio del 1998 dei satelliti geostazionari e polari meteorologici mondiali.

(Purtroppo per problemi di tempo non e' stato possibile tradurla in italiano, ma e' comunque di facile comprensione)

CURRENT GEOSTATIONARY SATELLITES COORDINATED WITHIN CGMS

Updated: January 1998

CURRENT POLAR-ORBITING SATELLITES COORDINATED WITHIN CGMS

Updated: January 1998