I piccoli satelliti sono utilizzati principalmente per monitorare le acque territoriali norvegesi. Però, il campo di applicazione si allargherà in futuro, ei ricercatori ritengono che la Norvegia abbia le competenze per sfruttare le opportunità commerciali che queste forniscono.

Tecnologia satellitare:insieme a Kongsberg Seatex e al Norwegian Defense Research Establishment (FFI), SINTEF ha valutato i piccoli satelliti di oggi e ora presenta raccomandazioni per nuovi sistemi di antenne satellitari. Il progetto è finanziato dal Centro spaziale norvegese.

"In Norvegia, piccoli satelliti sono stati utilizzati in particolare per il rilevamento delle navi", dice Irene Jensen, che è ricercatore presso SINTEF. "Però, in zone ad alta densità di navi, le collisioni di segnale diventano un problema. "In questo progetto abbiamo sviluppato un nuovo tipo di antenna che migliora il rilevamento delle navi del 12%", lei dice.

Dall'esposizione di attività criminali al monitoraggio della pesca

I piccoli satelliti sono prodotti in diverse dimensioni, ma per qualificarsi per questa categoria devono pesare meno di 500 chilogrammi. I più piccoli sono conosciuti come nanosatelliti, e può pesare fino a 1 chilogrammo.

"L'attuale tendenza verso i piccoli satelliti si è evoluta perché i loro costi di sviluppo e lancio sono significativamente inferiori a quelli dei satelliti tradizionali, orbiter più grandi", dire Jensen. "Le piccole dimensioni consentono a molte nazioni di inviare satelliti con diverse applicazioni, dal monitoraggio all'istruzione, sviluppo, e la sperimentazione di nuove tecnologie", lei dice.

L'amministrazione costiera norvegese, le forze armate e i centri di coordinamento del soccorso congiunto sono tra quelle organizzazioni che utilizzano i dati raccolti dai satelliti per monitorare le acque territoriali norvegesi. Per esempio, i satelliti sono utilizzati in connessione con operazioni di soccorso e monitoraggio del traffico marittimo nelle acque artiche. Altre applicazioni includono il monitoraggio degli scarichi di petrolio e delle navi sospettate di coinvolgimento in attività illegali come il contrabbando e la criminalità ambientale.

30, 000 navi registrate

La Norvegia è stata in prima linea nello sviluppo della tecnologia dei piccoli satelliti. L'Andøya Space Center sta attualmente lavorando per espandere una piattaforma di lancio esistente utilizzata per piccoli satelliti. La società Norske Nammo sta sviluppando un micro-razzo ecologico in grado di trasportare piccoli satelliti in orbite predefinite.

"I piccoli satelliti sono in grado di soddisfare molte diverse esigenze future e aprire nuovi mercati per le aziende norvegesi", dice Jensen. Il sistema più comunemente usato è il suddetto AIS (vedi la sezione dei fatti sopra). La tecnologia AIS è obbligatoria su tutte le grandi navi e su tutte le navi passeggeri, per evitare collisioni tra navi. Trasmette informazioni riguardanti l'identità di una nave, posizione, rotta e velocità.

Alta densità di vasi

Però, La copertura AIS tramite i satelliti solleva problemi nelle aree marine in cui l'elevata densità di navi provoca collisioni di segnale.

Nell'ambito di questo progetto, i ricercatori hanno studiato come risolvere questo problema modellando il diagramma di radiazione dell'antenna in modo tale da migliorare i dati dalle aree desiderate, mentre si filtrano i dati dagli altri. La nuova generazione di ricevitori AIS, sviluppato da Kongsberg Seatex, è dotato di quattro ingressi per antenna, con l'obiettivo di ottenere una migliore copertura.

L'elaborazione del segnale è migliorata utilizzando i ricevitori AIS più recenti, e l'uso di più antenne garantirà che più navi possano essere effettivamente rilevate, e che ogni nave viene rilevata più frequentemente. "Durante il progetto abbiamo misurato un miglioramento nel rilevamento delle navi fino al 12% in aree con alta densità di navi", dice Jensen. Il progetto ha utilizzato un software sviluppato dalla FFI come mezzo per simulare il sistema.

Ideale per la comunicazione nell'Artico

Attualmente, ci sono molti piccoli pescherecci e imbarcazioni da diporto che non sono dotati di sistemi di comunicazione satellitare a bordo. Questi saranno in grado di ottenere una copertura notevolmente migliorata tramite il satellite VDES. VDES è molto adatto per la comunicazione di notifica bidirezionale nell'Artico, e renderà la comunicazione più facile e meno costosa.

VDES può anche fungere da canale di comunicazione condiviso per gli allarmi di uomo a mare (MOB), notificare non solo le navi nelle aree circostanti, ma anche i Centri di coordinamento del soccorso congiunto.

"Nell'ambito di questo progetto, abbiamo utilizzato simulazioni per dimostrare che è possibile sviluppare un sistema di antenne planari a quattro elementi per VDES che non richiede il ripiegamento dopo il lancio, evitando così il rischio di fallimento legato a questo processo", dice Jensen.

Fatti sui piccoli satelliti

• I piccoli satelliti pesano meno di 500 chilogrammi, e sono classificati in tre gruppi:Minisatelliti (100-500 kg), Microsatelliti (10-100 kg) e Nanossatelliti (1-10 kg).
• Il sistema più comunemente utilizzato è noto come sistema di identificazione automatica (AIS).
• Il primo satellite norvegese (AISSat-1) è stato lanciato nel 2010 dall'India, seguito dall'identico AISSat-2, inviato nel 2014 dalla Russia. Ci si aspettava che avessero una vita di tre anni ma, anche dopo sette anni, l'AISSat-1 continua a funzionare bene ed entrambi i piccoli satelliti svolgono compiti importanti. Nel corso dei suoi primi mille giorni nello spazio, l'AISSat-1 ha orbitato intorno alla Terra più di 14, 500 volte, e ogni volta registrava il 30, 000 navi che navigavano in tutto il mondo. I satelliti sono in orbita polare, circa 600 chilometri sopra la superficie terrestre.

Nuovi satelliti lanciati a luglio

I satelliti NorSat-1 e NorSat-2 sono stati lanciati a luglio in sostituzione di AISSat-1 e AISSat-2. AISSat-3 sarà lanciato entro la fine dell'anno. I satelliti NorSat sono tutti dotati di ricevitori AIS potenziati.

NorSat-2 ha una nuova unità di comunicazione che testerà la comunicazione dati bidirezionale via satellite da e verso le navi. Il nuovo sistema si chiama VDES (VHF Data Exchange System) ed è un'estensione del sistema AIS.

Lo scopo di questi satelliti è monitorare il traffico marittimo globale, con particolare attenzione all'Artico. Devono anche essere usati per studiare il sole e la meteorologia spaziale.