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Missione Earth Explorer: Swarm pronto al decollo
Il 22 novembre 2013 con il progetto Swarm l’Agenzia spaziale europea (ESA) lancerà la quarta
missione Earth Explorer. Si tratta di una costellazione di tre satelliti identici che voleranno
intorno alla Terra seguendo orbite diverse. Lo scopo della missione è misurare il campo
magnetico terrestre, nonché quello della ionosfera e della magnetosfera. Per riuscirvi verrà
utilizzato un magnetometro ad altissima precisione. Le rilevazioni forniranno nuovi riscontri
sui mutamenti del campo magnetico. Le aziende e gli studiosi svizzeri che hanno dato un
contributo essenziale alla realizzazione della missione saranno direttamente coinvolti
nell’analisi dei dati.
L’Agenzia spaziale europea (ESA) utilizza i satelliti di osservazione terrestre per scopi meteorologici e
per il sistema di vigilanza Copernicus/GMES (Global Monitoring for Environment and Security,
ambiente, sicurezza), ma anche per le missioni scientifiche Earth Explorer, che hanno lo scopo di
indagare i processi terrestri e di sperimentare nuove tecniche nello spazio. Dopo il lancio negli ultimi
anni dei satelliti GOCE (misurazione della gravità terrestre), SMOS (umidità della Terra) e CryoSat-2
(volume del ghiaccio polare), Swarm è la quarta missione Earth Explorer. Altre missioni sono
attualmente allo studio per esplorare la dinamica dell’atmosfera e il bilancio termico della Terra e per
studiare la quantità di biomassa e il ciclo del carbonio del pianeta.
Swarm: uno «sciame» di satelliti
Il compito principale di Swarm consiste nel misurare le caratteristiche magnetiche della Terra, della
ionosfera (la fascia alta dell’atmosfera che presenta la massima concentrazione di densità elettrica) e
della magnetosfera. Il campo magnetico terrestre ha origine nel nucleo terrestre e si estende come
uno scudo intorno a tutta la superficie del pianeta, proteggendolo dai raggi cosmici e dal vento solare.
Le rilevazioni di Swarm aiuteranno gli scienziati a capire meglio i processi elettromagnetici all’interno
del pianeta e gli influssi degli oceani e della ionosfera. Questi dati forniranno nuovi riscontri sui
mutamenti del campo magnetico terrestre e si riveleranno preziosi anche per alcune applicazioni
pratiche, ad esempio per aumentare la precisione dei sistemi di navigazione o delle previsioni
sismiche.
Swarm coinvolgerà tre satelliti che seguiranno orbite differenti, ciascuna delle quali cambierà la
propria traiettoria per tutta la durata della missione. In questo modo la copertura sarà pressoché totale
e permetterà di avere un elevato numero di informazioni. I tre satelliti sono perfettamente identici e
ognuno di essi è dotato di strumenti di misurazione ad altissima precisione. Lo strumento principale è
un magnetometro vettoriale, in grado di misurare la direzione e l’intensità del campo magnetico. La
strumentazione è ancorata a un braccio di 4,3 metri di lunghezza per ridurre al minimo qualsiasi
interferenza magnetica generata dalle apparecchiature elettriche del satellite stesso.
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Il lancio dei tre satelliti Swarm è previsto per il 22 novembre 2013 (alle 13:02 ora svizzera) dal
cosmodromo di Pleseck, nella Russia settentrionale. Un razzo di tipo Rockot trasporterà i tre satelliti,
ciascuno del peso di 472 kg, verso un’orbita polare a 490 km di altezza, dalla quale proseguiranno
sulle proprie rotte. Dopo una fase sperimentale di
3 mesi, Swarm sarà operativo per quattro anni.
Partecipa anche la Svizzera
Il principale sviluppatore di Swarm è la società tedesca
Astrium GmbH, mentre il magnetometro vettoriale è
stato ideato dall’Università tecnica della Danimarca
(Danmarks Tekniske Universitet, DTU) di Copenhagen.
Anche la Svizzera ha partecipato al progetto.
RUAG Space ha invece sviluppato l’elemento portante,
cioè il braccio di 4,3 metri di lunghezza che regge tre
Swarm (immagine simulata) © ESA
strumenti fondamentali. Concepito per offrire le massime prestazioni in termini di purezza magnetica e
di stabilità, il braccio è un tubo conico in fibra di carbonio al quale sono fissati degli attacchi in titanio.
La società Oerlikon Space (oggi RUAG Space) ha inoltre sviluppato degli speciali pannelli rinforzati in
fibra di carbonio per la struttura del satellite. La società Saphyrion ha ideato e fabbricato un nuovo tipo
di microchip resistente alle radiazioni e appositamente destinato alle applicazioni spaziali, necessario
nei ricevitori del sistema di navigazione per determinare la rotta orbitale con la massima precisione. La
Clemessy Switzerland AG ha fornito speciali apparecchiature elettroniche di sostegno e di analisi,
impiegate in particolare per l’alimentazione elettrica del satellite durante i test a terra, fino agli ultimi
secondi prima del lancio.
Gli scienziati dell’Istituto di geofisica del Politecnico di Zurigo hanno contribuito a sviluppare gli
algoritmi per l’elaborazione dei dati e collaboreranno in prima persona all’analisi delle informazioni
ricevute per tutta la durata della missione. L’obiettivo delle ricerche è determinare la conducibilità del
mantello terrestre.
La partecipazione di queste aziende e istituzioni, resa possibile dai contributi svizzeri ai «programmi
opzionali» dell’ESA per l’osservazione della Terra, e le esperienze raccolte consentiranno al settore
scientifico e industriale svizzero di affermarsi anche nelle future attività di sviluppo dell’ESA incentrate
sullo studio del nostro pianeta.
Contatti
Jürg Schopfer
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