Anno II. Marzo. Poste Italiane Spa - Sped. Abb. Post. - D.L. 353/03 (conv. in L. 27/2/04) art. 1, comma 1 EURO 20,00. I SATELLITI salveranno

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1 Anno II Marzo Poste Italiane Spa - Sped. Abb. Post. - D.L. 353/03 (conv. in L. 27/2/04) art. 1, comma 1 EURO 20,00 I SATELLITI salveranno IL PIANETA terra

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3 Editoriale Costi/benefici: determinanti per le future missioni Piero Benvenuti Dipartimento di Astronomia dell Università di Padova e componente del CdA dell ASI I vantaggi offerti dall ambiente spaziale al progresso della conoscenza o al miglioramento delle nostre condizioni di vita si possono raggruppare in quattro categorie: la possibilità di osservare la Terra globalmente dal di fuori ; l accesso all osservazione di tutta la radiazione elettromagnetica; la possibilità di eseguire esperimenti quasi in assenza di gravità (microgravità); e la possibilità di esplorare in situ il sistema solare, sia con attività robotica che con l intervento degli astronauti. Tutte queste potenzialità sono state messe a frutto, ma il rapporto tra utilità applicativa e utilità scientifica varia notevolmente. Per esempio, la prima è stata soprattutto utilizzata per rivoluzionare il sistema di telecomunicazioni, per migliorare le predizioni meteo e il monitoraggio dell ambiente, per la localizzazione e la navigazione: una forte valenza applicativa che continuerà ad essere sfruttata evolvendo verso servizi globali sempre più sofisticati ed efficaci. Risultati puramente scientifici sono invece derivati dall accessibilità all intero spettro elettromagnetico. Un balzo di conoscenza era facilmente prevedibile si apriva una finestra di osservazione enormemente più ampia dello spiraglio di luce visibile da terra ma il Cosmo e i suoi fenomeni si sono rivelati molto più complessi ed inattesi di quanto si potesse ragionevolmente prevedere. Nessuno avrebbe sospettato, per esempio, che la maggior parte delle galassie ospitasse un gigantesco buco nero una quantità di materia pari a centinaia di milioni di Soli concentrata in un diametro inferiore alle dimensioni del nostro Sistema Solare che gioca un ruolo determinante nella formazione della galassia stessa. I dati spaziali hanno poi permesso di ricostruire le prime fasi dell evoluzione dell Universo e di scoprire e quantificare la presenza della materia oscura e dell energia oscura, entità inattese che ci impongono, per comprenderne la natura, di modificare radicalmente i programmi di ricerca. Conseguentemente, le missioni spaziali astronomiche si sono sempre più specializzate, dedicate alla risoluzione di problemi specifici; questo mutamento ha avuto l effetto positivo di costringere la comunità scientifica mondiale ad individuare le domande prioritarie cui cercare di dare risposta con missioni spaziali che, sempre più, si realizzano in collaborazioni internazionali un circolo virtuoso non ancora riscontrabile con la stessa evidenza e rilevanza in altre aree della ricerca spaziale. Possiamo senz altro affermare che lo spazio ha fatto compiere un salto quantico all astrofisica e alla cosmologia. Altrettanto non possiamo dire delle altre due condizioni offerte dallo spazio e non riproducili sulla Terra: l esplorazione umana e la microgravità. In questi casi il mix tra risultati applicativi e scientifici è più variato e forse manca un elemento di unificazione, ma al momento sarebbe difficile individuare un vero e proprio salto di conoscenza derivante dagli esperimenti umani e della Stazione Spaziale Internazionale. Esiste una grande quantità di singoli risultati, che genereranno applicazioni utili, ma la dispersione è ancora grande e rende problematica la definizione di una priorità condivisa degli esperimenti da realizzare. Bisognerebbe infine paragonare i costi di una missione scientifica osservativa o di esplorazione robotica con quelli globali di esperimenti di microgravità e di esplorazione umana e, sulla base dei risultati sinora ottenuti e del rapporto costi/benefici, delineare la strategia per la scienza spaziale dei prossimi decenni. Le conclusioni sembrano evidenti e le lasciamo volentieri al lettore. 1 Piero Benvenuti 2010 Numero 1

4 2 N 1 Anno II Marzo 2010 Trimestrale iscritto al tribunale di Roma n 340/2009 in data 10/06/2009 Direttore responsabile Marcello D Angelo Direttore editoriale Mariano bizzarri Redattori Andrea Drudi Angelo MAuri Claudio Camerino Editoriale Trasporti Srl Presidente PAOLO Silvestri Amministratore delegato Laura Di Perna Sede legale GENOVA Viale Brigata Bisagno, 14/4 Direzione e Redazione ROMA Piazza San Silvestro, 13 Tel Fax Centro stampa Galeati industrie grafiche Srl Imola (BO) Via Selice, 187/189 Distribuzione Poste italiane Spa Abbonamento annuale Italia 50,00 Estero 80,00 Bonifico bancario: Editoriale Trasporti Srl Banca Monte dei Paschi di Siena IBAN: IT 40 T Sommario Summary Costi/benefici: determinanti per le future missioni... 1 Il clima cambia e i satelliti stanno a guardare... 9 Our planet is in danger? Terremoti: l occhio dei satelliti per le operazioni di soccorso Earthquakes: satellites vital in aid operations Sarà possibile in futuro prevedere i terremoti? Earthquakes can be foreseen? Cosmo-Skymed tra presente e futuro Cosmo-Skymed between past and future L ASI non è un ente di ricerca Cosmic Vision e il piano nazionale per la scienza A Cosmic Vision and the Italian space plan Persi nello spazio: quo vadis, USA? Lost in space: quo vadis, USA? Stazione Spaziale Internazionale: un laboratorio di ricerca sotto le stelle A laboratory among the stars Numero

5 Comitato scientifico Presidente Mariano Bizzarri Un ingegnere decisamente con la testa tra le stelle An engineer over the clouds, among stars I nuovi protagonisti dello spazio Newcomers to the Space Race Tecnologia italiana a caccia delle origini dell universo Pulsar hunting Componenti Roberto Battiston Piero Benvenuti Antonello Biagini Mario Cosmo Fulvio Drigani Franco giannini Margherita Hack Sergio Marchi Silvano Moffa Viviana Panaccia ettore petraroli Giuseppe Reibaldi Roberto Vittori Una boarding card per lo spazio A space ticket Avatar: molta high-tech per dire no alla tecnologia Lo spazio oltre la terra Lo spazio a portata di click In prima: The most detailed portrait ever of the Earth s land surface is being created with ESA s Envisat environmental satellite. Image Credit: NASA Special thanks to: NASA, ASI, ESA, ISRO, CNSA, ROSCOSMOS for images and illustrations 3 Le Parole dell Universo Astri e particelle In collaborazione con: Glossario Indice dei nomi Numero 1

6 4 News Herschel torna a riveder le stelle Il satellite Herschel è di nuovo pienamente operativo dopo 160 giorni di black-out. Gli ingegneri sono riusciti a risolvere il problema che aveva messo fuori gioco lo spettrografo HIFI uno dei tre strumenti di osservazione a bordo del telescopio dell ESA lanciato con Planck il 14 maggio HIFI, costruito appositamente per ricercare la presenza di acqua nel cosmo, aveva improvvisamente subito un guasto all impianto elettrico lo scorso 3 agosto, probabilmente a causa delle radiazioni cosmiche. In seguito all incidente, i tecnici del team ESA che gestiscono l apparato hanno attivato uno dei circuiti elettronici di riserva che controllano lo spettrografo e hanno messo in sicurezza lo strumento da un ulteriore anomalia dello stesso genere Agenzia Spaziale Italiana China Plans to launch 3rd moon probe in 2013 Chang e-3, around 2013 and expects to complete the three-phase moon mission in 2017, an official said. The remarks by Ye Peijian, chief designer of Chang e-1, the country s first moon probe, and chief commander of Chang e-2 and Chang e-3, followed presentations by two space exploration experts last week. The Chang e-3 mission will include an unmanned soft landing on the moon and the release of a moon rover to prospect the surface and interior of the moon. L ESA conclude un contratto per Vega Lo scorso fine gennaio Markus Bertschi, Capo del Dipartimento Programma Lanciatori dell ESA, e Jean-Yves Le Gall, di Arianespace, hanno firmato un contratto che definisce i servizi di supporto di Arianespace per la campagna di qualifica e test combinati del lanciatore leggero Vega. Il contratto con l ESA definisce le responsabilità legali di Arianespace e i servizi operativi da fornire durante i test combinati e l iniziale campagna di integrazione e lancio di Vega. Markus Bertschi ha spiegato: Questa è una parte del programma di sviluppo VERTA. Il contratto quadro, che copre cinque missioni Vega, è stato firmato da Arianespace e dall ESA a dicembre. European Space Agency Markus Bertschi, dipartimento lanciatori ESA Slovenia becomes sixth ESA European Cooperating State Slovenia becomes the sixth European country to sign the European Cooperating State Agreement with ESA. ESA s Director of Legal Affairs and External Relations, Peter Hulsroj, and Slovenian Minister of Higher Education, Science and Technology, Gregor Golobic, signed the agreement at ESTEC, Noordwijk, The Netherlands, on 22 January. This agreement strengthens Slovenia s relations with ESA and defines the legal basis for developing a Plan for European Cooperating State (PECS) NASA, ESA Want To Be Part Of Chandrayaan-II Mission NASA and European Space Agency (ESA) want to be part of Chandrayaan-II, the next Indian mission to Moon, by sending their instruments, ISRO Chairman K Radhakrishnan said. Replying to a query whether NASA and ESA have sent proposals to ISRO to be part of Chandrayaan-II, expected in 2012 or 2013, by sending their instruments, Radhakrishnan told reporters, They are all there actually (they have sent proposals). NASA and ESA are among several candidates who have evinced interest in Chandrayaan-2, he said. Charter, describing activities, projects and budget for Slovenia s cooperation with ESA. Following the signing ceremony, Mr Golobic visited the ESTEC Test Centre, the Concurrent Design Facility and the Erasmus Centre. European Space Agency National Aeronautics and Space Administration ESA and NASA celebrate the fifth anniversary of Titan landing, in the Saturnian system European Space Agency Five years ago the European Space Agency s Huygens Probe made history when it landed on Titan, the largest moon in the Saturnian system. The touchdown on the surface of Titan marked the first, and so far only, landing of a man-made probe in the outer Solar System. Many of the scientists and engineers that worked on the mission celebrated this anniversary in the science museum Cosmocaixa in Barcelona, Spain. They shared their memories with the public and reveal future projects, much work remains to be done, sayd ESA s Huygens Project Scientist Jean- Pierre Lebreton, Titan has many different environments to explore further with in situ probes. The Cassini-Huygens spacecraft, consisting of NASA s Cassini orbiter and ESA s Huygens Probe was launched on 15 October After six and a half years of interplanetary voyage Cassini-Huygens went into orbit around Saturn, and on 25 December 2004 the Probe was released on a ballistic trajectory to Titan. On 14th January 2005 the Huygens Probe made an historic journey through Titan s hazy atmosphere carrying a suite of six scientific instruments that performed measurements and obtained images during the decent. Following a gentle landing the Huygens Probe continued to function for several hours with the six instruments performing well. China National Space Administration National Aeronautics and Space Administration European Space Agency Numero

7 News Il programma TESEO Promuovere lo sviluppo di sinergie altamente specializzate per implementare il controllo dei flussi di traffico e a vantaggio del monitoraggio ambientale, attraverso l utilizzo di tecnologie satellitari. È l obiettivo del programma Teseo firmato dal Comune di Roma e l Agenzia Spaziale Italiana. Il protocollo di intesa nasce nell ambito del nuovo piano di sviluppo di Roma Capitale, che crea per la città l esigenza di dotarsi di risorse gestionali e tecnologiche innovative, più adeguate all obiettivo di fornire applicazioni e servizi di pubblica utilità, caratterizzati da migliore efficacia, disponibilità, trasparenza ed aderenza alle reali necessità del cittadino. A seguito della firma del protocollo, l Agenzia Spaziale Italiana mette a disposizione della città di Roma le sue tecnologie ed in particolare il satellite COSMO-Skymed. New Executive Agency for UK A new executive agency will be created to take the UK s recession-busting space and satellite sector into a new space age, Science and Innovation Minister Lord Drayson said. This new bureaucracy busting agency will replace the British National Space Centre, and bring together for the first time the six Government departments, two research councils, the Technology Strategy Board and the Met Office that currently oversee the organisation of UK space activities to enhance efficiencies. The Government s am- bitious plans to accelerate growth and jobs within our worldleading space industry were set out in Lord Drayson s Lord Drayson, minister of speech at the Appleton science and innovation Space Conference. Space has been one of the nation s unsung economic success stories in recent years and a thriving sector will be vital in building Britain s future. The UK space and satellite sector has grown in real terms by around 9 percent a year since These recession-busting trends are testament to the type of businesses that will generate the jobs of the future. It currently contributes 6.5bn a year to the UK economy and supports 68,000 jobs. The new agency will allow the UK to take full advantage of the opportunities offered by a world increasingly dependent on advances in space innovations and science. British National Space Center Thales Alenia Space to built Jason-3 operational oceanographic satellite Thales Alenia Space announced to have signed with French Space Agency, the contract to build the Jason-3 satellite. The Jason-3 operational oceanographic mission involves a quadripartite collaboration between the two meteorological organizations Eumetsat and NOAA, acting as the leaders of the program, and CNES and its American counterpart NASA. Jason-3 will allow the continuity of high precision ocean topography measurements beyond TOPEX/Poseidon, Jason-1 and Jason-2, which are now operational in orbit. Centre National d Études Spatiales 5 Agenzia Spaziale Italiana Il colosseo fotografato da Cosmo-Skymed Planck traccia la polvere fredda della Galassia Il satellite Planck dell ESA ha iniziato la seconda di quattro osservazioni complete del cielo, che alla fine produrranno le stime più precise mai ottenute di dimensioni, densità, età, geometria, composizione e destino del nostro Universo. Sebbene l obiettivo principale di Planck sia di realizzare una mappa dell intero cielo, con una combinazione senza precedenti di copertura di frequenze, risoluzione angolare, e sensibilità, è in grado di fornire anche dati importanti per moltissime altre applicazioni astrofisiche. Infatti una nuova immagine del satellite ha rivelato filamenti giganti di polveri fredde che attraversano la nostra galassia, L analisi di queste strutture potrebbe aiutare a determinare le forze che formano la Via Lattea e che sono all origine della formazione delle stelle. Questa nuova immagine estende il campo di ricerca nelle strutture di polvere fredda della nostra galassia. European Space Agency Record storico di dati per MRO Alla vigilia del suo quarto anno di servizio, Mars Reconaissance Orbiter, l ultimo satellite della NASA dedicato allo studio di Marte, ha tagliato un traguardo decisamente storico nella cattura dati: 100 terabit, cento mila miliardi di bit. Oltre tre volte la quantità di dati raccolta da tutte le missioni spaziali messe insieme, non solo quelle su Marte, ma da ogni missione che ha oltrepassato l orbita della Luna. Basti pensare che in miliardi di bit sono racchiuse più informazioni che in 35 ore di video non compresso e ad altissima risoluzione o in canzoni in formato mp3. Ciò che colpisce di più la qualità di ciò che essi ci dicono circa i nostri pianeti vicini, ha detto il Project Scientist del Mars Reconnaissance Orbiter, Rich Zurek, del Jet Propulsion Laboratory NASA di Pasadena, in California. National Aeronautics and Space Administration 2010 Numero 1

8 News 6 Lockheed Martin wins contract to build GeoEye-2 Lockheed Martin Space Systems Company has been selected by GeoEye, Inc. to build the company s next-generation, high-resolution Earth imaging satellite system known as GeoEye-2. Financial terms are not being disclosed at this time. Lockheed Martin has begun start-up activities and procurement of long-lead components to support the earliest possible launch date for GeoEye-2. This effort will lead to a contract award for the design, engineering and manufacturing of the satellite and the associated command and control system. Satellite Imaging Corporation India tests cheaper rocket to reduce launch vehicle cost India successfully conducted the flight test of a new rocket that will drastically reduce the cost of its launch vehicles by using oxygen in the atmosphere to propel the spacecraft. The flight test of the advanced sounding rocket Wednesday demonstrated our capability to reduce the cost of launch vehicles by using oxygen to propel a spacecraft at high speed into space, ISRO director S. Satish said. The new propulsion technology will put India into the elite club of a few spacefaring countries that are conducting similar tests and experiments. Indian Space Research Organisation New lunar images and data available to public The seven instruments aboard the Lunar Reconnaissance Orbiter provide varied and unique datasets. This photo album published in concert with the first major public data release, gives a small taste of each instrument s measurements and highlights some of the notable early achievements of the mission. The public can follow along with NASA on its journey of lunar discovery. ByMarch 15, the publicly accessible Planetary Data System release data sets from the seven instruments on board NASA s Lunar Reconnaissance Orbiter. The Planetary Data System is a NASA funded program to archive data from past and present planetary missions as well as astronomical observations and laboratory data, said Dr. John Keller, LRO Deputy Project Scientist from NASA Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Md. National Aeronautics and Space Administration ISRO launches rockets to study solar eclipse The Indian space agency is launching five rockets on Friday to study the effects of the millennium s longest annular solar eclipse in the southern part of the country, an official said. The Annular solar eclipse is seen formed over the skies of Ranchi, the capital of Jharkhand, on Friday. AP The millennium s longest solar eclipse gave a unique chance to ISRO scientists and astronomy lovers to study the event with the space agency launching rockets and celestial gazers aiming telescopes at the sky to watch the moon s shadow covering the sun. Vikram Sarabhai Space Centre (VSSC), Thiruvananthapuram launched a series of Rohini Sounding Rockets from TERLS, Thumba, Eclissi solare to investigate the effects of the solar eclipse on the atmosphere. We recorded the event in special filters and obtained pictures to study the various aspects of the celestial event, said R C Kapoor, a scientist with the Bangalore-based Indian Institute of Astrophysics. As the moon started covering the sun, astronomers from Varkala tried to capture the special phenomenon during the eclipse known as Baily s Beads, which occurs when sunlight passes through the moon s uneven surfaces, appearing as beads of lights. These stunning bead like light formations are created due to light filtering through the hills and valleys of the uneven surface of the moon and are crucial observations which can only be made during eclipses that can help define the solar diameter. Indian Space Research Organisation La decima missione di Leonardo Con il volo Shuttle STS 131 si è compiuta la decima missione di un Multipurpose Pressurized Logistic Module. Il modulo Leonardo (il primo dei tre realizzati a Torino da Thales Alenia Space Italia) ha trasportato equipaggiamenti da Terra alla Stazione Spaziale e dalla Stazione Spaziale a Terra, con un carico al rientro record, di oltre cinque tonnellate. E stato il settimo volo di Leonardo, l ultimo prima di evolvere in PMM, Pressurized Multi-purpose Module e diventare parte integrante della Stazione Spaziale Internazionale. Leonardo è stato connesso alla Stazione, consentendo agli astronauti di trasferire il suo carico di circa 8 tonnellate tra importanti esperimenti scientifici, rifornimenti e materiali necessari per la vita dell equipaggio, in particolare i nuovi sleeping quarter personali per gli astronauti che consentono loro di riposare in condizioni migliori, rimanendo isolati dal resto dell equipaggio. Al termine della missione STS 131 Leonardo è stato nuovamente posto a bordo dello shuttle per far ritorno a Terra. Tutte le missioni MPLM sono supportate dai tecnici di ALTEC, la Società partecipata dall Agenzia Spaziale Italiana, che operano nella Sala Supporto Missione in Torino. Gli MPLM sono moduli utilizzati per il trasporto di rifornimenti e materiali tra la Terra e la Stazione Spaziale. Progettati e costruiti da Thales Alenia Space per l Agenzia Spaziale Italiana (ASI), nell ambito di un accordo bilaterale tra NASA e ASI. Agenzia Spaziale Italiana Numero

9 Russia launches three new navigation satellites A Russian Proton-M rocket was launched into space in 1 march with three new satellites for Moscow s GLONASS navigation system, aimed at competing with US and European systems, a report said. The satellites were placed into orbit after the rocket blasted off from Russia s Baikonur launch pad in Kazakhstan at 2119 GMT, a Russian space agency spokesman said, according to the Ria- Novosti news agency. The 1.4-tonne satellites join 22 others that are part of the GLONASS system, which fell into disrepair after the collapse of the Soviet Union but which Russia had hoped to restore completely by last year. Russian Federal Space Agency Il terzo ATV si chiamerà Edoardo Amaldi L Agenzia Spaziale Italiana è da tempo tra i protagonisti coinvolti nello sviluppo e utilizzazione della Stazione Spaziale Internazionale, attraverso la collaborazione con l Agenzia Spaziale Europea. Il programma industriale dell ESA ha visto sin dall inizio il fattivo contributo dell ASI anche nel programma ATV (Automatic Transfer Vehicle), veicolo di trasporto cargo destinato alle operazioni di supporto logistico alla Stazione Spaziale. L ATV è una navetta di trasferimento, priva di equipaggio, capace di raggiungere la Stazione in modo del tutto automatico trasportando circa 6 tonnellate di carico utile. Attualmente sono 2 gli ATV già realizzati, il Jules Verne ed il Johannes Kepler. Il terzo veicolo è attualmente in fase di costruzione per con dell ASI e sarà chiamato Edoardo Amaldi, in onore del fisico italiano, allievo di Enrico Fermi e fondatore del Cern di Ginevra. L investimento complessivo del nostro continente in questo programma è di circa 1,3 miliardi di euro da spendere in 11 anni di lavoro per realizzare e lanciare almeno 5 ATV. European Space Agency ISS serviceable through 2020 The heads of space agencies from Canada, Europe, Japan, Russia and the United States involved in the ISS project met in Tokyo to review the prospects for cooperation over the next decade. The heads of the agencies expressed their strong mutual interest in continuing operations and utilization for as long as there are demonstrable benefits to using the ISS, the Russian Federal Space Agency Roscosmos said on its website. Roscosmos said the participants in the project emphasized their common intent to undertake the necessary procedures within their respective governments to reach consensus later this year on the continuation of the ISS until the next decade. Russian Federal Space Agency La Stazione Spaziale Internazionale in orbita attorno alla terra News 7 Ufo un po più terrestri:il programma Seti dichiara forfait Da più di un secolo, dalle rivelazioni di Schiapparelli e Flammarion, gli scienziati passano al setaccio la spazio profondo alla ricerca di forme di vita extraterrestre. Il successo, si dice, è stato scarso. Per non dire nullo. Né i programmi che prevedono l uso di radiotelescopi, né le missioni su Marte, né tantomeno le analisi molecolari sui residui di asteroidi precipitati a terra, hanno finora consentito di appurare alcunché. A dispetto dell evidenza negativa fin qui accumulata, alcuni scienziati soprattutto i fisici continuano imperturbabili a proclamare una incrollabile fede nell esistenza di vita al fuori della Terra. Fede che, invero, sarebbe degna di ben altro. A margine di un simposio organizzato dalla Royal Society sulla esobiologia, Paul Davies, fisico illustre ed ancor più illustre sostenitore della tesi dell esistenza di forme di vita aliena, nel corso del suo intervento ha riconosciuto bontà sua! - che, a cinquanta anni dall avvio del progetto SETI (Search for Extra-Terrestrial Intelligence), il programma deve ormai considerarsi fallimentare. A suo parere dobbiamo mettere da parte la teoria secondo cui ET ci stia mandando messaggi dallo spazio Mariano Bizzarri e intraprendere un nuovo approccio [ ] concentrandoci sugli extraterrestri che già popolano il nostro pianeta. Davies è convinto che «strani microbi» appartenenti ad un diverso albero della vita (definito «biosfera ombra») sarebbero osservabili in alcune nicchie ecologiche isolate (deserti, vulcani, laghi salati e valli dell Antartide), giunti sulla Terra dalle profondità siderali. Dubitiamo molto che tali asserzioni possano essere condivise dai biologi. Auguriamo al Professor Davies buona fortuna, a lui così come ad altri illustri scienziati impegnati a cercare forme di vita altrove : sugli asteroidi, su Marte o chissà, su Titano. Come a suo tempo aveva ricordato Lovelock incaricato dalla NASA di programmare i primi studi di esobiologia è certo difficile pianificare ricerche volte a trovare un qualcosa come la vita - di cui ancor oggi non sapremmo fornire una definizione soddisfacente. Auguriamoci anche che progetti di tal fatta, in un periodo di vacche magre per un po tutte le Agenzie Spaziali, non finiscano con il sottrarre fondi preziosi per soddisfare discutibilissime teorie. (Mariano Bizzarri) 2010 Numero 1

10 Storia di copertina 8 Numero

11 Storia di copertina Il clima cambia e i satelliti stanno a guardare Un pianeta in pericolo: il ruolo dell osservazione terrestre nella lotta ai cambiamenti climatici 9 di Volker Liebig* I dati raccolti dimostrano che la Terra ha sempre subito grandi trasformazioni. Il cambiamento è una proprietà naturale del sistema Terra, ma ci sono prove sempre più schiaccianti che i cambiamenti imposti al sistema nel corso degli ultimi 150 anni non siano assolutamente confrontabili con quelli avvenuti in precedenza. Nell ultimo secolo, l umanità ha spinto le concentrazioni dei gas serra ben oltre i massimi raggiunti durante l ultimo milione di anni. Per determinare se questi recenti cambiamenti indotti dall uomo possano destabilizzare definitivamente il sistema Terra, bisogna comprendere a fondo e quantificare sia la naturale variabilità di questo sistema, sia le conseguenze delle attività umane. Le conseguenze di un riscaldamento del clima sono di vasta portata, con potenziali ricadute negative sulle falde acquifere e sulla produzione agricola mondiale. Si prevede che le temperature globali continueranno ad aumentare, con conseguente mutamento dei fenomeni atmosferici, innalzamento del livello dei mari e un incremento della frequenza e dell intensità di eventi climatici estremi quali tempeste, inondazioni, siccità e ondate di calore Numero 1

12 Storia di copertina 10 Comprendere il nostro pianeta e individuarne le tendenze I componenti fondamentali del pianeta Terra sono numerosi - atmosfera, terra, mare e ghiaccio. Le loro complesse interazioni creano e mantengono le condizioni che consentono la vita. Per fare in modo che gli scienziati possano comprendere i fenomeni collegati al mutamento climatico, è vitale poter osservare il quadro complessivo e determinare come questi processi si influenzano reciprocamente e sono influenzati dal sempre maggiore impatto delle attività umane. I dati dei satelliti hanno migliorato la nostra capacità di monitorare e comprendere questi effetti, nonché di mostrare in che modo l accumulo in atmosfera di gas serra varia nel tempo. Analizzando i dati raccolti dal satellite Envisat dell ESA dal 2003 al 2005, gli scienziati hanno prodotto la prima serie temporale che mostra la distribuzione globale dei più importanti gas serra antropogenici - CO2 e metano - che contribuiscono al riscaldamento globale. Dati come questi sono cruciali per stabilire basi concrete per misurare i programmi di riduzione delle emissioni. Per fare in modo che gli scienziati siano in grado di identificare e analizzare tendenze e cambiamenti climatici di lungo periodo, è importante avere accesso a dati continui su lunghi periodi di tempo. ESA offre agli scienziati proprio questo, grazie a un archivio di dati di quasi venti Analizzando i dati raccolti da diversi satelliti ESA gli scienziati hanno prodotto la prima mappa globale della Co2 anni. Per esempio, i dati acquisiti dai satelliti dell ESA ERS-2 ed Envisat mostrano che i livelli del mare sono saliti di tre millimetri l anno a partire dai primi anni novanta. Monitoraggio dei principali indicatori climatici La temperatura della superficie dell oceano è una tra le più stabili delle diverse variabili geografiche che, se determinate globalmente, caratterizzano lo stato del sistema climatico della Terra. La misurazione della temperatura superficiale marina (SST) per lunghi periodi è uno dei mezzi più affidabili per stabilire il livello del riscaldamento globale. I dati che i satelliti di tutto il mondo stanno fornendo rientrano in un piano ambizioso per realizzare una nuova generazione di prodotti per la misurazione della SST in tempo reale da più sensori e in alta risoluzione. In futuro, questo piano offrirà una registrazione rigorosa dei dati climatici dell SST. L ESA sponsorizza il piano assieme all Ufficio Meteorologico Britannico e contribuisce al suo successo offrendo i dati del suo progetto Medspiration, che combina le informazioni raccolte da più sistemi satellitari per produrre una serie affidabile di dati sulla superficie marina per le acque circostanti il continente europeo e per l intero oceano Atlantico. Una mappa dell SST ad altissima risoluzione di tutti i kilometri quadrati del mare Mediterraneo viene resa disponibile quotidianamente. Numero

13 Storia di copertina La quantificazione degli incendi è anch essa importante per lo studio continuativo del cambiamento climatico, dato che gli incendi non si limitano a distruggere antiche foreste ricolme di preziose forme di vita vegetale e animale, ma sono anche una delle principali cause di inquinamento atmosferico globale. Circa kilometri quadrati di foresta (quasi metà delle dimensioni dell Italia) vengono inghiottiti dalle fiamme ogni anno, pompando miliardi di tonnellate di fumo e di gas serra nell atmosfera. Nel 1998, ad esempio, El Niño alimentò gli incendi nella regione del Borneo portando a un emissione di ben 2,5 miliardi di tonnellate di CO2 nell atmosfera, equivalenti all emissione totale di carbonio dell Europa in quell anno. Da decenni i satelliti sorvegliano continuamente gli incendi che scoppiano sulla superficie della Terra. L ESA ha sviluppato il primo atlante pluriennale degli incendi globali e rende disponibili online i dati quasi in tempo reale, tramite il proprio servizio ATSR World Fire Atlas. L atlante, che è utilizzato anche per studi atmosferici, fornisce dati circa sei ore dopo l acquisizione e rappresenta un importante risorsa scientifica. La banca dati online copre il periodo compreso tra il 1995 e oggi, mentre i dati completi iniziano a partire dal Dal momento che i ghiacciai sono tra gli indicatori più affidabili del cambiamento climatico e poiché possono avere effetti importanti sulla disponibilità di acqua dolce, la conoscenza dei cambiamenti recenti e del comportamento futuro sono di grande interesse per i climatologi e gli organismi governativi. L intenso dibattito pubblico in corso sulla effettiva rapidità con cui i ghiacciai dell Himalaya si stanno ritirando sottolinea la necessità di un costante monitoraggio dei ghiacciai di tutto il mondo. A questo scopo, l ESA ha fatto partire il progetto GlobGlacier nel 2007 come iniziativa di spicco finalizzata allo sviluppo e all applicazione delle metodologie esistenti al monitoraggio di ghiacciai, contribuendo cosí alla realizzazione di un inventario globale dei ghiacciai tramite osservazioni satellitari. Risposte efficaci alle esigenze degli scienziati Sebbene i dati satellitari forniscano un immagine sempre più nitida del nostro pianeta, la comunità scientifica ha identificato le aree nelle quali la mancanza di serie di dati precisi rende ancora difficile una reale comprensione della Terra come sistema globale. Le esigenze sottolineate dagli scienziati includono l ottenimento di dati sul campo gravitazionale terrestre, sulla quantità di umidità presente al suolo, sulla salinità degli oceani e sullo spessore delle calotte di ghiaccio terrestri e marine. In risposta a queste esigenze, l ESA ha concepito una nuova famiglia di satelliti chiamati Earth Explorer sin dal Nel 2009, il satellite Gravity field and steady-state Ocean Circulation Explorer (GOCE) è stato il primo degli Earth Explorer a entrare in orbita. GOCE sta raccogliendo dati gravitazionali tridimensionali da tutto il globo per produrre la mappa più precisa del campo gravitazionale terrestre mai ricavata finora e per raffinare il modello del geoide. Una conoscenza precisa del geoide giocherà un ruolo molto importante nello studio del nostro pianeta, dei suoi oceani e della sua atmosfera. Servirà da modello di riferimento per le misurazioni e per i modelli di previsione del cambiamento del livello del mare, della circolazione oceanica e delle dinamiche delle calotte polari. Il satellite Soil Moisture and Ocean Salinity (SMOS) è stato il secondo Earth Explorer a entrare in orbita, alla fine del SMOS è il primo satellite progettato per mappare la salinità della superficie marina e per monitorare l umidità del suolo su scala globale Numero 1

14 Storia di copertina 12 Questi dati contribuiranno a migliorare la capacità di previsione delle evoluzioni meteorologiche e degli eventi estremi, ma anche a rendere più precise le previsioni climatiche stagionali. CryoSat-2, il terzo Earth Explorer a essere lanciato in orbita, misurerà con precisione le variazioni di spessore del ghiaccio galleggiante sugli oceani polari e le variazioni dello spessore delle vaste calotte di ghiaccio che coprono la Groenlandia e l Antartide, portando a una migliore comprensione del ruolo giocato dal ghiaccio nel sistema Terra. Oltre a questi, sono stati selezionati e sono in corso di sviluppo altri tre satelliti Earth Explorer. I climatologi hanno inoltre espresso preoccupazione in merito alla possibilità che carenze nelle osservazioni satellitari possano introdurre elementi di incertezza e portare a dei modelli erronei. Per rispondere a questa esigenza, l ESA sta attualmente sviluppando cinque satelliti, chiamati Sentinel, dedicati alla sostituzione dei satelliti per i quali è programmato il ritiro dal servizio. I Sentinel vengono sviluppati nel contesto dell iniziativa Global Monitoring for Environment and Security (GMES) dell Unione Europea, che unisce la capacità dell Europa di raccogliere e gestire i dati satellitari insieme ai dati raccolti in-situ relativi a problematiche ambientali e di sicurezza civile. Il GMES è uno dei programmi più ambiziosi e di più ampia portata mai intrapresi, una pietra miliare per le ambizioni spaziali dell Europa. L ESA è responsabile dello sviluppo e della gestione della sua componente spaziale. I satelliti hanno un ruolo cruciale nelle politiche ambientali internazionali Pronti alla sfida La Convenzione dell ONU sui cambiamenti climatici (UN- FCCC) - un trattato ambientale internazionale per stabilizzare le concentrazioni di gas serra in atmosfera - ha da lungo tempo riconosciuto la necessità di osservazioni globali delle variabili climatiche per quantificare lo stato del nostro clima. Di conseguenza, nel 1992 si è istituito il Global Climate Observing System (GCOS) per garantire che le osservazioni di alta qualità necessarie per rispondere ai problemi correlati al clima venissero realizzate e rese disponibili a tutti gli utenti. Per raggiungere questo obiettivo, il GCOS ha definito una serie di variabili climatiche essenziali e ha richiesto alle agenzie spaziali di tutto il mondo di fornire per queste variabili una serie di dati climatici affidabili e di alta qualità. L ESA ha risposto a questa chiamata con la sua nuova Climate Change Initiative. I dati archiviati dei satelliti dell ESA vengono combinati con i dati delle nuove missioni per produrre informazioni su una vasta gamma di variabili climatiche, quali ad esempio le concentrazioni di gas serra, l estensione e lo spessore delle calotte di ghiaccio marine, nonché la temperatura e l altezza della superficie marina. L iniziativa fornisce alla comunità scientifica internazionale un potente strumento per monitorare e comprendere appieno lo stato del sistema climatico e contribuire alla previsione dei possibili effetti di un cambiamento climatico. Numero

15 Storia di copertina Sostegno alle politiche ambientali internazionali Oltre che per la climatologia, i dati satellitari giocano un ruolo potenzialmente cruciale nell attuazione delle politiche di risposta al cambiamento climatico. L importanza di tagliare le emissioni di questi gas antropogenici, o di origine umana, è stata sottolineata dalla conferenza UNFCCC, il COP15, svoltasi a Copenaghen, (Danimarca) dal 7 al 18 dicembre I rappresentanti di vari governi del mondo hanno partecipato all evento per decidere sulla portata delle future riduzioni delle emissioni di gas serra lavorando alla stesura di un nuovo accordo internazionale prima della scadenza del Protocollo di Kyoto, nel Si è raggiunto un accordo su un processo secondo il quale i paesi indicheranno i propri obiettivi su base volontaria. Seguirà un lungo negoziato per cercare di rendere vincolanti questi obiettivi e per includerli in un trattato internazionale. Ogni anno circa 13 milioni di ettari di foresta pluviale - un area delle dimensioni della Grecia - vengono disboscati rilasciando milioni di tonnellate di emissioni di carbonio in atmosfera. Secondo la nuova politica dell UNFCCC, i paesi intenzionati e pronti a ridurre le emissioni derivate dalla deforestazione riceveranno incentivi economici in cambio di questo loro impegno. Per sostenere questa politica, l ESA ha avviato il progetto Forest Monitoring. Per misurare la riduzione di emissioni derivanti dalla deforestazione, è necessario rilevare le variazioni di superficie e densità delle aree forestali, nonché stimare i cambiamenti risultanti nel volume di carbonio in atmosfera, confrontando i dati con un livello di riferimento storicizzato o una proiezione. I dati storici dei satelliti verranno forniti dagli archivi dell ESA che partono dal 1991, mentre i dati futuri verranno forniti dai prossimi satelliti Sentinel. Il legame con la realtá quotidiana È molto importante rendere le immagini satellitari e le applicazioni più facilmente accessibili e comprensibili ai cittadini. Questo consente di far capire al pubblico l effettivo impatto del cambiamento climatico a livello locale. L ESA concentra i suoi sforzi in questo senso a Frascati, presso l Earth Observation Centre (ESRIN). L ESRIN è responsabile della raccolta, archiviazione e distribuzione dei dati satellitari di osservazione della terra agli utenti di tali servizi. I dati che i ricercatori dell ESRIN ricavano dai satelliti dell ESA consentono loro di condurre una vasta gamma di analisi. Per esempio, sono in grado di indagare sui cambiamenti dei livelli marini su lunghi orizzonti temporali e - piú vicino a noi - di stabilire di quanto si alzi e si abbassi il monte Etna a seconda del livello di attività sismica e vulcanica che si registra nel sottosuolo. Il Centro ha stretti collegamenti con l industria europea, l Unione Europea e i ministeri della protezione civile, dell agricoltura e dell ambiente degli stati membri dell ESA, oltre che con le università, gli istituti di ricerca e le autorità locali. L ESRIN, che dà lavoro a oltre 600 persone, coopera anche con organizzazioni internazionali, fra cui le agenzie dell ONU e la Commissione Europea, e gioca un ruolo importante in numerosi progetti internazionali, fra cui l International Charter on Space and Major Disasters. Su scala locale, l ESRIN sorveglia 8000 aree a rischio sismico in Italia, quali ad esempio l Etna e il golfo di Napoli, mappando le variazioni del rischio. Si tratta di una parte cruciale della strategia di allarme preventivo per gli eventi sismici e vulcanici della regione. Dopo il terremoto da 6,3 gradi Richter che ha colpito L Aquila e l Italia centrale nell aprile del 2009, gli scienziati dell Istituto per il Rilevamento Elettromagnetico dell Ambiente (IREA-CNR) e dell Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) sono stati in grado di mappare Una visione del Nord Italia ripresa da COSMO-SkyMed L immagine COSMO-SkyMed a 1 metro di risoluzione spaziale riprende la sommità dell Etna Un satellite della costellazione di COSMO-SkyMed Numero 1

16 Storia di copertina concentrations far beyond the maxima reached during the last million years. To determine whether these humaninduced recent changes could ultimately destabilise the Earth System, both natural system variability and the consequences of human activities have to be fully underle deformazioni della superficie e di notare immediatamente lo schema dello sciame sismico studiando dati radar del satellite Envisat dell ESA e della costellazione COSMO-SkyMed dell Agenzia spaziale italiana (ASI). Comprendere gli sciami sismici e i meccanismi di movimento delle faglie getta luce sui rischi sismici futuri dell area interessata. Gli scienziati e le agenzie italiane sono state rapide a concretizzare i vantaggi offerti dai dati satellitari. Gli scienziati dell Istituto per il Rilevamento Elettromagnetico dell Ambiente (IREA) del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR) hanno utilizzato i dati dell Envisat per mappare i cambiamenti nella caldera dei Campi Flegrei - una regione ad anello che include diversi vulcani - e hanno scoperto che l area si è sollevata di circa 2,8 centimetri dal 2005 al Dal 2002, l osservatorio vesuviano dell Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) ha incluso nei suoi rapporti di sorveglianza i dati ricavati dai satelliti,, un innovazione seguita a un progetto con l ESA denominato MINERVA (Monitoring by Interferometric SAR of Environmental Risk in Volcanic Areas). Risposte efficaci Da più di quarant anni i satelliti forniscono dati preziosi sul nostro pianeta, aumentando la nostra conoscenza delle modalità con cui la Terra agisce come sistema complesso e interattivo e migliorando la nostra fiducia nelle previsioni relative ai cambiamenti climatici. La richiesta di dati di questo tipo aumenta quotidianamente dato che i governanti si trovano a fronteggiare la sfida del cambiamento ambientale, la gestione di uno sviluppo sostenibile e la risposta alle catastrofi naturali e ai problemi della sicurezza civile. Proprio per questo, l incisivo programma di Osservazione della Terra dell ESA prevede il lancio di ben 17 satelliti nei prossimi sette anni *Direttore Osservazione della Terra dell ESA Our planet is in danger? 14 In order to analyse long-term climatic trends and changes, scientist need a continous flow of data Records show that the Earth has always undergone major changes. Change is a natural property of the Earth System, but there is mounting evidence that those imposed on the system during the last 150 years cannot be compared with any previous changes. In Numero

17 Cover story The consequences of a warming climate are far-reaching, potentially affecting fresh water resources and global food production. Global temperatures are predicted to continue rising, bringing changes in weather patterns, rising sea levels and increased frequency and intensity of extreme weather events such as storms, floods, droughts and heat waves. Understanding our planet and detecting trends Planet Earth is made up of many components atmosphere, land, sea and ice. Their complex interactions create and maintain conditions that support life. In order for scientists to understand phenomena linked to climate change, it is vital to be able to see the big picture and to determine how these processes influence each other and are also increasingly influenced by human activity. Satellite data have improved our ability to monitor and understand this influence and show how atmospheric accumulations of greenhouse gases (GHGs) change over time. Analysing data from ESA s Envisat satellite from 2003 to 2005, scientists produced the first time series showing the global distribution of the most important anthropogenic greenhouse gases CO2 and methane that contribute to global warming. Data like these are critical for establishing baselines by which to measure emission reduction programmes. For scientists to be able to identify and analyse long-term climatic trends and changes, it is important to have access to continuous data over long periods of time. ESA affords this to scientists by providing an archive of data going back nearly 20 years. For example, data acquired by ESA s ERS-2 and Envisat show sea levels have been rising by three millimetres a year since the early 1990s. Monitoring key climate indicators The temperature of the surface of the ocean is one of the most stable of several geographical variables which, when determined globally, characterises the state of the Earth s climate system. Measuring sea surface temperature (SST) on a long-term basis is one of the most reliable ways to establish the rate of global warming. Satellite data from around the world are feeding into an ambitious scheme to deliver a new generation of multi-sensor, highresolution SST products in real time. In the future, this scheme will deliver a rigorous SST climate data record. ESA is sponsoring the scheme along with the UK Met Office and is contributing to it with data from its Medspiration project, which combines data from multiple satellite systems to produce a robust set of sea surface data for the waters around Europe and also the whole of the Atlantic Ocean. An ultra high-resolution SST map of all square kilometres of the Mediterranean Sea is being made available daily. Quantifying fire is also important for the ongoing study of climate change as fires not only destroy ancient forests full of valuable plants and wildlife but are also a major cause of global air pollution. Some 130,000 square kilometres of forest (almost half the size of Italy) are burnt each year, pumping billions of tonnes of smoke and GHGs into the atmosphere. The 1998 El Niño, for example, helped encourage fires across Borneo that emitted up to 2.5 billion tonnes of CO2 into the atmosphere, equivalent to Europe s entire carbon emissions that year. Satellites have been continuously surveying fires burning across the Earth s surface for decades. ESA developed the first multi-year global fire atlas and makes the data available to users online in near-real time through its ATSR World Fire Atlas. The atlas, which is also used to feed atmospheric studies, provides data approximately six hours after acquisition and represents an important scientific resource. The online database covers 1995 to present, with complete yearly coverage beginning in Since glaciers are among the most reliable indicators of climate change and because they can have a major influence on water availability, knowledge of the recent changes and future behaviour is of great interest for climate scientists and governing bodies. The ongoing intense public debate on how rapidly the Himalayan Numero 1

18 Cover story 16 glaciers are retreating highlights the necessity for the constant monitoring of glaciers worldwide. To this end, ESA started the GlobGlacier project in 2007 as a major effort to develop and apply existing methodologies to monitor glaciers and contribute to a global glacier inventory using satellite observations. Responding to the needs of scientists Although satellite data have provided an ever-clearer picture of our planet, the scientific community has identified areas where precise data sets are still needed to gain a better understanding of the Earth as a global system. The needs outlined by the scientists included obtaining data on Earth s gravitational field, the amount of moisture in soil, the salinity of the oceans and the thickness of land and sea ice. Responding to these needs, ESA adopted a new family of satellites called Earth Explorers in In 2009, the Gravity field and steady-state Ocean Circulation Explorer (GOCE) satellite became the first Earth Explorer in orbit. GOCE is collecting 3D gravity data all over the globe to produce the most accurate map of the Earth s gravitational field to date and to refine the geoid. Precise knowledge of the geoid will play a very important role in the study of our planet, its oceans and atmosphere. It will serve as the reference model for our measurement and modelling of sea-level change, ocean circulation and polar ice cap dynamics. The Soil Moisture and Ocean Salinity (SMOS) satellite became the second Earth Explorer in orbit in late SMOS is the first satellite designed both to map sea surface salinity and to monitor soil moisture on a global scale. These data will contribute to better weather and extreme-event forecasting as well as seasonal-climate forecasting. CryoSat-2, the third Earth Explorer put into orbit, will accurately measure the changes in the thickness of floating ice in the polar oceans and variations in the thickness of the vast ice sheets that overlie Greenland and Antarctica, leading to a better understanding of the role ice plays in the Earth system. In addition to these, three other Earth Explorers have been selected and are under development. Climate scientists have also expressed concerns that gaps in satellite observations can introduce uncertainties and lead to erroneous modelling. In response, ESA is currently developing five dedicated satellites, called the Sentinels, to replace the satellites scheduled to go out of service. The Sentinels are being developed within the European Union s Global Monitoring for Environment and Security (GMES) initiative, which brings together the capacity of Europe to collect and manage satellite and in-situ data on the environment and civil security. GMES is one of the most ambitious and encompassing programmes ever undertaken, and a cornerstone of European space ambitions. ESA is responsible for developing and managing its space component. Rising to the challenge The United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC) an international environmental treaty to stabilise greenhouse gas concentrations in the atmosphere has long recognised the need for global observations of climate variables in order to quantify the state of our climate. As a result, the Global Climate Observing System (GCOS) was established in 1992 to ensure that the high-quality observations needed to address climaterelated issues are obtained and made available to all users. To meet this goal, GCOS defined a set of Essential Climate Variables and called on space agencies worldwide to deliver high-quality reliable climate data sets of them. ESA has responded to this call with its new Climate Change Initiative. Archived ESA satellite data is being combined with data from new missions to produce information on a wide range of climate variables such as GHG concentrations, sea-ice extent and thickness, and seasurface temperature and height. The initiative provides the international scientific community with a powerful tool to monitor and understand better the state of the climate system and help to predict the effects a changing climate may bring. Supporting international environmental policies Beyond climate science, satellite data play a potentially critical role in the implementation of policies that address climate change. The importance of cutting emissions from these anthropogenic, or manmade, gases was highlighted at the UNFCCC Conference, COP15, in Copenhagen, Denmark, from 7 18 December Government representatives from around the world gathered at the event to decide on the future extent of reductions in greenhouse View of a hurricane from the International Space Station Numero

19 Cover story gas emissions by working out a new international agreement before the Kyoto Protocol expires in What was agreed upon was a process whereby countries will list their targets voluntarily. A long negotiation will follow to try to make these binding and included in an international treaty. Every year some 13 million hectares of rainforests an area the size of Greece are cut down releasing millions of tonnes of carbon emissions into the atmosphere. Under a new policy of the UNFCCC, countries that are willing and able to reduce emissions from deforestation would be financially compensated for doing so. To support the policy, ESA has started the Forest Monitoring project. In order to measure reduction of emissions from deforestation, it is necessary to detect changes in forest area and density and estimate resulting carbon stock changes, in comparison with a historical reference level or projection. Historical satellite data will be supplied from ESA archives dating back to 1991, and future data will be provided by the upcoming Sentinel satellites. Making the connection Making satellite imagery and applications more easily accessible and understandable to the general public is very important, so they can see the impact that climate change has at the local level. This undertaking is being carried out in Italy at ESA s Earth Observation Centre (ESRIN) in Frascati. ESRIN is responsible for collecting, storing and distributing EO satellite data to those who use its services. The data that ESRIN researchers capture from the ESA satellites enables them to conduct a range of analyses. For example, they are able to investigate changes in sea levels over long periods of time and closer to home how much Mount Etna rises and lowers depending on the level of volcanic and seismic activity underneath. The centre has close links with European industry, the European Union and the civil protection, agriculture and environment ministries within ESA Member States, as well as universities, research institutes and local authorities. ESRIN, which employs over 600 people, also cooperates with international organisations including UN agencies and the European Commission, and plays an important role in many international projects, including the International Charter on Space and Major Disasters. Acting locally, ESRIN monitors 8000 seismically at risk areas in Italy such as Etna and the Bay of Naples, mapping risk changes. This is a crucial part of the earlywarning strategy for earthquakes and volcanic eruptions in the region. After the 6.3 earthquake that shook L Aquila in central Italy in April 2009, scientists from Italy s Istituto per il Rilevamento Elettromagnetico dell Ambiente (IREA- CNR) and the Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) were able to map surface deformations and immediately see the pattern of the earthquake by studying satellite radar data from ESA s Envisat and the Italian space agency s (ASI) COSMO-SkyMed constellation. Understanding earthquake patterns and faulting mechanisms sheds light on future seismic risks in the area. Italian scientists and agencies have been quick to embrace the benefits satellite data can provide. Scientists at the Institute for the Electromagnetic Sensing of the Environment (IREA) of the Italian National Research Council (CNR) used Envisat data to map the changes in the Campi Flegrei caldera a ring-shaped region that includes several volcanoes and discovered the area has uplifted about 2.8 centimetres from 2005 to Since 2002, the Vesuvius Observatory of Italy s National Institute of Geophysics and Volcanology has included satellitederived data in its Surveillance Reports, an innovation following a project with ESA called MINERVA (Monitoring by Interferometric SAR of Environmental Risk in Volcanic Areas). Meeting the demand For more than 40 years, satellites have delivered valuable data about our planet, increased our knowledge of how the Earth works as an interacting, complex system and have improved our confidence in climate change predictions. Demands for these data are increasing daily as decision-makers are faced with responding to environmental change, managing sustainable development and responding to natural disasters and civil security issues. In response, ESA s vigorous EO programme will launch 17 satellites over the next seven years Numero 1

20 18 Storia di copertina Terremoti: l occhio dei satelliti per le operazioni di soccorso Il contributo più importante è fornire il quadro della situazione a terra di Angelo Mauri Dopo i violenti terremoti che hanno colpito recentemente Cina, Italia e Haiti, i sistemi di telerilevamento sono riusciti in poche ore a fornire dati preziosissimi, consentendo un coordinamento e un dispiegamento più efficace dei soccorsi. Il contributo maggiore offerto dalle immagini satellitari è di proporre un quadro per quanto possibile chiaro della situazione a terra, e dar modo a chi gestisce le operazioni di primo soccorso di poter decidere rapidamente e con efficacia. Nel post terremoto, infatti, la velocità nel reperire informazioni è fondamentale per salvare vite umane, mettere in sicurezza le zone colpite, predisporre aree di accoglienza dei senzatetto. Tra le numerose aziende che nel mondo sono attive nel campo del telerilevamento si è particolarmente distinta durante le emergenze citate la società italiana e-geos, costituita da Telespazio (Finmeccanica/Thales) e dall Agenzia Spaziale Italiana. e-geos, come per altre aree applicative, persegue un approccio orientato a fornire applicazioni rivolte all utente finale utilizzando vari tipi di dati: VHR (Very High Resolution) ottici e radar; ciò costituisce un fattore determinante per abbreviare i tempi di risposta all emergenza e fornire una ampia gamma d informazioni in caso di terremoto. In primo luogo e-geos può disporre dei dati radar dei satelliti del sistema duale COSMO-SkyMed realizzato dall ASI con il ministero della Difesa italiano con il contributo determinante delle aziende del Gruppo Finmeccanica: Telespazio e Thales Alenia Space. COSMO-SkyMed è oggi una costellazione di tre satelliti, un quarto sarà lanciato alla fine del 2010, e permette l osservazione di un punto del nostro Pianeta con un altissima frequenza di rivisitazione. e-geos, inoltre, può contare sui dati ottici di satelliti avanzatissimi, come GeoEye-1 e IKONOS, generando una offerta di soluzioni applicative nel settore delle geospatial information fino ad oggi impossibile. In caso di calamità, come appunto i terremoti, l approccio multi-missione di e-geos consente alla società di poter rispondere prontamente alle richieste di dati georeferenziati: mappe dettagliate, informazioni sulla percorribilità delle strade, spostamento del terreno, prima valutazione dei danni alle strutture. In particolare i dati radar satellitari sono stati utilizzati in Cina, in Abruzzo e più recentemente ad Haiti. CINA, 12 maggio 2008: la provincia del Sichuan è colpita da un terremoto di magnitudo 7,8 gradi della scala Richter: i morti sono , case, infrastrutture e strade sono crollate, alcune zone sono rimaste isolate. Le pessime condizioni meteo rendono impossibile l invio di aerei ed elicotteri. I movimenti via terra sono altrettanto difficoltosi: non si conoscono le condizioni di strade e ponti. Un altro pericolo è rappresentato dalle grandi dighe che potrebbero essere crollate o danneggiate, quella di Zipingpu, ad esempio, non si trova lontana dall epicentro del sisma. Le nuvole sovrastano l intera area e quindi i satelliti ottici non possono operare. Il Governo Italiano e l ASI mettono a disposizione delle autorità cinesi la costellazione COSMO-SkyMed: dal Centro Spaziale del Fucino di Telespazio sono pianificate le acquisizioni satellitari sulle aree colpite dal sisma; intanto un team di tecnici di e-geos è entrato in allarme. E il satellite CO- SMO-2 a scaricare i primi dati al Centro Spaziale di Matera. Le immagini sono processate dal team e-geos e consegnate al governo cinese appena 28 ore dopo la scossa principale. In una di queste immagini appare la diga di Zipingpu, con il suo immenso invaso che sovrasta la città storica di GuanXian. I satelliti radar italiani continueranno a monitorarla anche nei giorni seguenti. Le immagini utilizzate sono Spotlight (1 metro di risoluzione): la loro precisione permette di controllare lo stato di infrastrutture come ponti ed edifici. A causa delle condizioni meteo avverse il SAR (Synthetic Aperture Radar) di cui è dotata la costellazione COSMO-SkyMed è l unico strumento in grado di penetrare le nuvole e fornire immagini precise delle aree terremotate. Dopo la prima fase di emergenza, COSMO-SkyMed ha continuato il monitoraggio dell area realizzando ben 247 acquisizioni nel periodo tra il 28 maggio e il 15 giugno Un contributo fondamentale ai soccorsi, riconosciuto anche dalla stampa cinese. ITALIA, 6 aprile 2009: alle 03,32 un terremoto di magnitudo 5,8 della scala Richter colpisce la città dell Aquila e la sua provincia. Tramite AGEA (l Agenzia per le erogazioni in agricoltura) il Dipartimento di Protezione civile allerta e-geos. La prima immagine post evento sismico viene acquisita solo poche ore dopo la scossa principale: è un immagine ottica ad alta risoluzione dal satellite IKONOS. e-geos dispone di un ampio GeoDataBase costituito da immagini satellitari e aeree dell intero territorio nazionale italiano. Grazie a questi dati, i tecnici iniziano un analisi di change detection, confrontando immagini pre e post sisma, e producono un primo report di valutazione dei danni in cui sono evidenziati i crolli e i cambiamenti del suolo. Tali dati sono a disposizione della Protezione civile dalle ore del 7 aprile. AGEA, attraverso il consorzio Telaer guidato da e-geos, dispone nuove ricognizioni aeree sull Aquila per i giorni del 6 e 7 aprile. La risoluzione di queste immagini arriva fino a 20 centimetri: sono dati preziosi che consentono analisi aggiornate e sempre più accurate. Intanto, grazie alla stretta collaborazione tra ASI, Telespazio ed e-geos, anche la costellazione COSMO-SkyMed è entrata in azione. I dati radar consentono un analisi interferometrica della zona colpita. I primi due interferogrammi sono stati ottenuti utilizzando i dati processati dall Istituto IREA- CNR (Istituto rilevamento elettromagnetico dell ambiente) e da e-geos. Entrambi si basano su immagini della stessa zona geografica acquisite con gli stessi angoli di veduta, in tempi Numero

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