I satelliti. Com è fatto un satellite

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1 I satelliti Intorno alla Terra ruotano numerosi satelliti artificiali, messi in orbita nel corso degli ultimi decenni per gli scopi più diversi, sia in ambito militare sia civile. I satelliti sono ormai diventati indispensabili nel campo delle previsioni meteorologiche e dell osservazione della Terra, hanno cambiato radicalmente il mondo della ricerca scientifica e dato un contributo deciso al settore delle telecomunicazioni. Grazie ai satelliti, inoltre, oggi siamo in grado di spostarci in modo più rapido e sicuro. Com è fatto un satellite Qualunque sia il suo scopo, ogni satellite è costituito da una carrozza (ossia la struttura che garantisce il funzionamento del satellite e tiene i contatti con la stazione di controllo terrestre) e il cosiddetto carico utile (gli strumenti e le attrezzature specifici per la missione cui è destinato il satellite, come ad esempio antenne, macchine fotografiche, radar, telescopi ecc.).

2 Un orbita per ogni satellite A seconda della loro funzione, i satelliti possono essere sistemati su diverse orbite, come si può vedere nella tabella sotto. Tipo di orbita Altezza Tipologia di satellite Orbita terrestre bassa km Telefoni satellitari, osservazione della Terra, usi militari Orbita terrestre km Satelliti meteo, media Orbita geostazionaria GPS, satelliti spia km Satelliti televisivi, satelliti per le comunicazioni a lunga distanza I satelliti televisivi stazionano in un orbita detta geostazionaria posta a circa chilometri di altezza sopra l equatore (35786 km per la precisione). Poiché essi compiono una rotazione intorno alla Terra ogni 24 ore, di fatto rimangono sempre nella stessa posizione rispetto alla superficie, rendendo possibile puntare un antenna parabolica su di essi con grande precisione.

3 Oggi chiunque può attrezzarsi per ricevere tali programmi acquistando un antenna parabolica che riceva il segnale dal satellite e un decoder che lo traduca per renderlo compatibile con il televisore. I satelliti posizionati sulle altre due orbite hanno invece bisogno di una rete di stazioni a terra in grado di seguirli mentre ruotano intorno alla Terra; in compenso sono più economici e le trasmissioni con la Terra sono più facili e veloci. Il GPS Il GPS (Global Positioning System) è un sistema di posizionamento globale che utilizza una rete di satelliti artificiali messi in orbita intorno alla Terra dal dipartimento della difesa degli Stati Uniti. Si tratta dunque di una tecnologia militare, che però negli anni Ottanta del Novecento il governo americano ha messo a disposizione anche per usi civili. Nei prossimi anni sarà affiancato da GALILEO, un sistema analogo messo a punto dall Unione Europea. I ventiquattro satelliti che ne fanno parte si trovano a una quota di circa km della Terra e percorrono due orbite complete ogni giorno. Essi inviano in continuazione un segnale radio e speciali ricevitori lo utilizzano per calcolare a che distanza si trovano dal satellite. Al ricevitore è sufficiente captare il segnale radio

4 di tre satelliti per creare la triangolazione necessaria a stabilire con discreta precisione (qualche metro) la propria posizione. Il navigatore satellitare di fatto è un ricevitore GPS integrato con un piccolo computer e uno schermo LCD, in grado di visualizzare la posizione su speciali cartine digitali e di indicare il percorso da seguire per raggiungere una determinata destinazione imposta dall utente. Anche molti telefoni cellulari di ultima generazione sono in grado di funzionare come navigatori satellitari, con un ricevitore GPS interno o esterno collegato via Bluetooth. Questi telefoni usano una speciale tecnologia, detta A-GPS (Assisted GPS), che sfrutta la rete telefonica per avere informazioni supplementari sulla propria posizione, da sommare e integrare con quelle ricavate dai satelliti. La rete, grazie alla cella a cui è agganciato il telefono, sa a grandi linee in che zona questo si trova ed è in grado di comunicargli quali sono i satelliti che coprono in quel momento quella determinata zona, semplificando e accelerando il calcolo della posizione.

5 UN SATELLITE PER LE TELECOMUNICAZIONI Un satellite per le telecomunicazioni è simile a quelli che ci permettono di ricevere i programmi delle televisioni satellitari. Un sistema di sensori e di motori a razzo permette al satellite di verificare automaticamente la propria posizione e di effettuare eventualmente piccole correzioni per rimanere sempre nella posizione giusta. 1) A terra, la stazione di trasmissione invia un segnale radio (uplink) attraverso un enorme antenna parabolica puntata con precisione verso il satellite. 2) Il segnale radio parte dalla Terra e raggiunge il satellite. 3) Le antenne a bordo del satellite ricevono il segnale. 4) All interno dei satelliti per le telecomunicazioni speciali dispositivi detti transponder amplificano il segnale ricevuto. 5) Le antenne trasmittenti inviano il segnale verso la Terra. Ogni satellite copre una determinata area geografica, detta footprint. 6) Sulla Terra speciali antenne paraboliche ricevono il segnale trasmesso dal satellite (downlink).

6 7)I panelli solari forniscono al satellite l energia necessaria.