Ogni minuto, I satelliti di osservazione della Terra dell'ESA raccolgono dozzine di gigabyte di dati sul nostro pianeta, informazioni sufficienti per riempire le pagine di uno scaffale lungo 100 metri. Volare in orbite basse della Terra, questi veicoli spaziali stanno continuamente prendendo il polso del nostro pianeta, ma sono le squadre sul campo al Centro operativo dell'ESA a Darmstadt, Germania, che tengono a galla questi esploratori.

Da gruppi volanti di veicoli spaziali in formazioni complesse a schivare detriti spaziali e navigare nelle condizioni in continua evoluzione nello spazio note come meteo spaziale, Gli operatori di veicoli spaziali dell'ESA assicurano che continuiamo a ricevere bellissime immagini e dati vitali sul nostro pianeta che cambia.

Ottenere informazioni

Molti satelliti per l'osservazione della Terra viaggiano in formazione. Per esempio, il satellite Copernicus Sentinel-5P segue il satellite Suomi-NPP (della National Oceanic and Atmospheric Administration). Volando in una formazione sciolta, osservano parti del nostro pianeta in rapida successione e monitorano situazioni in rapida evoluzione. Insieme possono anche convalidare in modo incrociato gli strumenti a bordo ei dati acquisiti.

I satelliti Earth Explorer Swarm dell'ESA sono un altro esempio di volo in formazione complessa. In missione per fornire il miglior rilevamento mai realizzato del campo geomagnetico terrestre, sono costituiti da tre satelliti identici che volano in quella che viene chiamata formazione di costellazioni.

Le singole parti di Swarm operano insieme sotto il controllo condiviso in modo sincronizzato, raggiungere lo stesso obiettivo di un gigantesco e più costoso satellite.

"Il volo in formazione ha tutte le sfide di far volare molti singoli veicoli spaziali, tranne che con l'ulteriore complessità di cui abbiamo bisogno per mantenere una distanza regolare tra tutti questi occhi ad alta velocità e ad alta tecnologia sulla Terra, " spiega Jose Morales Santiago, Capo della Divisione Operazioni Missioni di Osservazione della Terra dell'ESA.

"Ogni decisione che prendiamo, ogni comando che inviamo, deve essere quello giusto per ogni veicolo spaziale, in particolare quando si tratta di manovre. Questi devono essere pianificati correttamente in modo che non mettano in pericolo i satelliti compagni, mantenendo una configurazione coerente in tutta la formazione."

Salvare la scienza

L'anno scorso, Le missioni di osservazione della Terra dell'ESA hanno eseguito un totale di 28 "manovre di prevenzione delle collisioni". Queste manovre hanno visto gli operatori inviare gli ordini a un veicolo spaziale per allontanarsi da un pezzo di detriti spaziali in arrivo.

Un impatto con un pezzo di spazzatura spaziale in rapido movimento ha il potenziale per distruggere un intero satellite e nel processo creare sempre più detriti. Mentre un veicolo spaziale "sterza" per evitare la collisione, potrebbe essere necessario spegnere gli strumenti scientifici per garantire la loro sicurezza ed evitare di essere contaminati dal motore di spinta.

Le squadre al controllo missione valutano come proteggere la flotta europea di osservatori della Terra massimizzando il lavoro vitale che sono in grado di svolgere. Recentemente, hanno escogitato un concetto ingegnoso per "salvare la scienza" durante tali manovre del satellite Sentinel-5P.

Il team di Sentinel si è subito reso conto che durante le manovre di prevenzione delle collisioni avrebbero dovuto sospendere la raccolta scientifica per quasi un giorno, a causa dell'accensione di emergenza dei propulsori.

"Ci sono molti dati da perdere. Poiché la quantità di detriti spaziali è attualmente in aumento, questo sarebbe qualcosa che dovremmo fare sempre più spesso, " spiega Pierre Choukroun, Ingegnere delle operazioni per veicoli spaziali Sentinel-5P, che ha trovato la soluzione.

"Così abbiamo progettato e convalidato una nuova funzione di bordo per migliorare l'autonomia del veicolo spaziale, in modo tale che la perdita di dati scientifici sia ridotta al minimo. Non vediamo l'ora di garantire più dati per la comunità scientifica nel prossimo futuro!"

Con questa nuova strategia, gli strumenti scientifici su Sentinel-5P sarebbero stati spenti per circa un'ora rispetto a un'intera giornata!

protezione solare

Come se schivare frammenti di detriti spaziali non fosse abbastanza per gli esploratori della Terra europei, devono anche affrontare le turbolente condizioni meteorologiche nello spazio.

Il tempo spaziale si riferisce alle condizioni ambientali intorno alla Terra, a causa della natura dinamica del nostro sole. I continui sbalzi d'umore della nostra stella influenzano il funzionamento e l'affidabilità dei nostri satelliti nello spazio, così come le infrastrutture a terra.

Quando il sole è particolarmente attivo, aggiunge energia extra all'atmosfera terrestre, modificando la densità dell'aria nelle orbite basse della Terra. L'aumento di energia nell'atmosfera significa che i satelliti in questa regione subiscono più "resistenza", una forza che agisce nella direzione opposta al movimento della navicella spaziale, facendolo diminuire di quota.

Gli operatori hanno bisogno di queste informazioni per sapere quando eseguire manovre per "aumentare" la velocità del satellite al fine di contrastare la resistenza e mantenerlo nella sua orbita corretta.

Questo effetto di trascinamento cambia anche la velocità e la posizione dei detriti spaziali intorno alla Terra, il che significa che la nostra comprensione dell'ambiente dei detriti deve essere costantemente aggiornata alla luce del cambiamento del tempo spaziale.

"Mentre i satelliti per l'osservazione della Terra monitorano il tempo sulla Terra, dobbiamo essere consapevoli del tempo che cambia nello spazio, "dice Thomas Ormston, Ingegnere delle operazioni spaziali presso l'ESA.

"Questo è fondamentale perché comprendere la resistenza atmosferica è fondamentale per prevedere quando saremo minacciati dai detriti spaziali e determinare quando e quanto devono essere grandi le nostre manovre spaziali per continuare a fornire una grande scienza ai nostri utenti".

La meteorologia spaziale influisce anche sulla comunicazione tra le stazioni di terra e i satelliti a causa dei cambiamenti nell'atmosfera superiore, la ionosfera, durante gli eventi solari. A causa di ciò, gli operatori satellitari evitano operazioni satellitari critiche come manovre o aggiornamenti del software di bordo durante i periodi di elevata attività solare.