GOCE esplarerà la terra

[Scolari]

INTERVISTA 24-2007. È stata presentata oggi presso gli stabilimenti di Thales Alenia Space Italia, a Torino, la prima delle missioni per l'esplorazione della Terra dallo spazio dell'ESA. GOCE, il cui lancio è previsto per la primavera 2008, studierà in dettaglio il campo gravitazionale del nostro pianeta.

Quali sono gli obiettivi di questa missione ?

L'obiettivo di GOCE è la misura dettagliata del campo gravitazionale terrestre, che determina – fra l'altro- il peso di ciascuno di noi. Se la Terra fosse una sfera perfetta, costituita da una stratificazione di gusci omogenei, il peso di un corpo sarebbe lo stesso in qualsiasi punto della superficie terrestre. In realtà non è così: se ci spostiamo lungo un parallelo, per esempio, pesandoci in ogni suo punto, scopriremmo che il nostro peso ha piccole variazioni, in dipendenza dalla quota sul livello del mare, dalla presenza o meno di caverne sotto i nostri piedi, di bacini idrici sommersi, dal fatto che ci troviamo sulla terraferma o sugli oceani e così via. Questo ci fa capire che il peso, cioè la forza di gravità generata dal campo gravitazionale terrestre, non è lo stesso in tutti i punti della superficie del nostro pianeta.

La missione GOCE dell'Agenzia Spaziale Europea

In geologia si definisce il “geoide terrestre”, ovvero quella superficie ideale in tutti i punti della quale un qualsiasi corpo standard ha lo stesso peso. Il geoide non corrisponde con la superficie terrestre, ma la sua forma dipende proprio da quei fattori che abbiamo nominato: la stratificazione, la presenza di montagne e così via. GOCE determinerà il geoide terrestre con una risoluzione spaziale di circa 100 km e con una precisione nelle misure mai raggiunta prima.

Secondo gli scienziati, avere una mappatura dettagliata del campo gravitazionale terrestre ci darà una mano anche a comprendere meglio il clima. Quale è la relazione fra le due cose ?

Una misura accurata del campo gravitazionale terrestre ci aiuterà a capire meglio anche la circolazione oceanica, che gioca un ruolo cruciale nella distribuzione del calore nelle varie zone del pianeta, e dunque nella determinazione del clima. Tutti noi, per esempio, conosciamo la corrente del Golfo, una corrente di acqua calda superficiale che fluisce dal Golfo del Messico fin sulle coste della Norvegia. Analoghe circolazioni partono dall'Oceano Pacifico fino a circumnavigare l'Africa del d e a risalire in Atlantico. Allo stesso modo, esistono correnti fredde profonde che scorrono in direzione opposta. Capire se e in che modo le anomalie nel campo gravitazionale influenzino la circolazione oceanica - e dunque, dato il ruolo degli oceani, il clima - è una sfida di grandissimo valore e di evidente concretezza.

Visto che un'entità come il campo gravitazionale terrestre può apparire molto astratta, ricordo anche che la mappatura ad alta definizione che farà GOCE del geoide ci aiuterà anche a capire come e perché si muovono le placche tettoniche, movimenti che sono all'origine di alcuni tipi di terremoti. E sebbene questo non significhi certo che saremo in grado di prevedere terremoti, sarà comunque un passo avanti nella comprensione di questi fenomeni. Detto questo, ci aspettiamo che GOCE dia un grande contributo di conoscenza, lo di applicazioni, che comunque arriveranno.

Il programma dell'ESA Living Planet

GOCE fa parte di una serie di satelliti detti Earth Explorer nell'ambito del programma dell'ESA Pianeta Vivente (Living Planet), che segna un deciso cambiamento di strategia nello studio del nostro pianeta: missioni più numerose, ciascuna al servizio di un particolare aspetto scientifico. Perché questa decisione ?

Con il lancio di Envisat, nel 2002, l'ESA ha posto fine alle missioni per le Osservazioni della Terra che volessero rispondere, contemporaneamente, a molte domande di tipo diverso sul nostro pianeta. Envisat è stato il più grande satellite per le Osservazioni della Terra che sia mai stato lanciato. E sta dando indubbiamente risultati eccezionali.

Tuttavia è chiaro che elaborare un'unica missione, un unico satellite multifunzionale, da una parte può essere molto complicato, dall'altra estremamente laborioso e – in definitiva assai rischioso – per la comunità di riferimento. Se il lancio fallisse un'intera comunità scientifica sarebbe in ginocchio. È meglio allora pensare a missioni di costo inferiore, modulari nella sequenza di lancio, ciascuna dedicata allo studio di un singolo problema scientifico.

Dopo GOCE sarà la volta di SMOS, che fornirà una mappatura globale dell'umidità del suolo e della salinità dei mari. E nel frattempo ENVISAT, il satellite ambientale dell'ESA, ha completato la mappatura dell'umidità in tutta la zona meridionale del continente africano. Quali risultati ci aspettiamo da mappe di questo genere ?

L'iniziativa SHARE a cui ti riferisci è un'iniziativa finanziata dall’ESA nell'ambito del progetto TIGER, che l'ESA conduce in Africa dal 2002 con lo scopo di dar vita a un programma di gestione delle acque a lungo termine. Attraverso i dati di Envisat si è elaborata una mappatura della zona sud del continente africano, in base al contenuto di acqua nel suolo privo di vegetazione. Più acqua contiene il suolo e meno è in grado di assorbirne di nuova. Quindi generare delle mappe del livello di umidità significa, fra l'altro, produrre una carta delle terre a rischio di inondazione. Le mappe hanno una risoluzione spaziale di 1 km, che costituisce un salto di qualità nei dati oggi disponibili. In effetti l'unica alternativa sono i rilevamenti al suolo, che hanno due gravi difetti: sono molto costosi e no altrettanto capillari. Questo risultato, fra l'altro, apre le porte alle iniziative che saranno legate al lancio di SMOS.

Le interviste

Dal maggio 2000, con cadenza settimanale, RAI NEWS 24 - canale televisivo digitale della RAI dedicato all'aggiornamento in tempo reale - riserva all'ESA uno spazio di approfondimento di 5 minuti: un'intervista su una notizia di attualità legata alle attività nello spazio.

I servizi vengono ritrasmessi ulteriormente su RAI International e RAI 3. Si va dagli approfondimenti sulla Stazione Spaziale Internazionale, alle scoperte scientifiche dei satelliti dedicati all'astronomia, alle applicazioni concrete legate alle osservazioni della Terra dallo spazio.

I giornalisti della Rai, Lorenzo di Las Plassas, Stefano Masi, Marco Dedola si alternano nel discutere con il giornalista scientifico che collabora con l'ESA, Stefano Sandrelli, per dare un'idea dell'argomento e per approfondirne un aspetto, in modo che, leggendo di seguito le interviste relative a uno stesso settore se ne abbia uno spaccato sempre più ampio, venendo a conoscenza di cose sempre nuove.

Data articolo: agosto 2007
Per ulteriori informazioni, rivolgersi a: Franca.Morgia@esa.int.
Le Foto: ESA Portal

[Scolari]

29 Settembre 2006
L’ESA annuncia una nuova strategia scientifica per il futuro del suo programma Living Planet (Pianeta Vivente), che risponde alla continua necessità di comprendere più profondamente il Sistema Terra e l’impatto delle attività dell’uomo su di esso.

Il documento The Changing Earth: New Scientific Challenges for ESA's Living Planet Programme si incentra sulla sfida principale che l’umanità sta affrontando all’inizio del 21esimo secolo: il cambiamento globale. Man mano che iniziamo a comprendere meglio il Sistema Terra, appare del tutto evidente che le attività dell’uomo hanno un impatto profondo e negativo sull’ambiente. Per esempio, sia la comprensione del ruolo del biossido di carbonio come gas serra, sia il forte legame tra la concentrazione atmosferica di questo elemento e la temperatura, indicano che il fattore antropico sta spingendo il mondo verso il periodo più caldo dell’ultimo milione di anni. Una migliore comprensione del funzionamento del Sistema Terra e dell’impatto delle attività antropiche sta dunque diventando cruciale nel pianificare la gestione dell’ambiente e la nostra capacità di trarne uno sviluppo davvero sostenibile

Volker Liebig
Da quando le osservazioni della Terra dallo spazio sono divenute realtà, oltre 40 anni fa, le missioni satellitari sono divenute centrali per controllare e capire il funzionamento della Terra. Guardando la futuro, il programma dell’ESA Living Planet ha lo scopo di identificare le domande relative alle scienze della Terra a cui si dovranno dare risposte negli anni a venire. Sottolinea le sfide osservative che le domande pongono e il contributo che l’Agenzia può fornire attraverso il programma.
“Queste sfide guideranno gli sforzi dell’ESA nel fornire le informazioni fondamentali a tutte le più importanti comunità di utenti, in stretta collaborazione con i nostri partner internazionali,” commenta Volker Liebig, Direttore dell'osservazione della Terra di ESA e Direttore di ESRIN.

A sostenere la nuova strategia è un insieme di ambiziosi obiettivi, fra i quali:

Lanciare con continuità una serie di missioni dedicate a questioni chiave nelle scienze della Terra.
Sviluppare una infrastruttura che permetta di utilizzare in modo veloce ed efficiente i dati satellitari sia nelle aree di ricerca sia in quelle di applicazione.
Fornire un contributo unico alle capacità globali di osservazione delle Terra, complementare a quello di altre agenzie o di altri sistemi di rilievo in-situ.
Sviluppare un processo efficiente e a costi contenuti, attraverso il quale le priorità scientifiche possono essere velocemente tradotte in missioni spaziali, adeguatamente assistite con un associato supporto da terra.
Sostenere lo sviluppo di approcci innovativi alla strumentazione.

Inquinamento atmosferico
L’ESA si è dedicate alle osservazioni della Terra dallo spazio fin dal lancio della sua prima missione meteo, Meteosat, nel 1977. Dopo il successo di questa prima missione, le successive serie di satelliti Meteosat sviluppati dall’ESA e gestiti da EUMETSAT (European Organisation for the Exploitation of Meteorological Satellites), insieme a ERS-1, ERS-2 ed Envisat, ci hanno fornito una quantità inestimabile di dati sulla Terra, il clima e l’ambiente che cambia.

Dal suo concepimento, nel 1990, il programma Living Planet dell’ESA si è ampliato fino a includere la famiglia dei satelliti Earth Explorers, le ben consolidate missioni meteo e lo sviluppo del segmento spaziale di GMES (Global Monitoring for Environment and Security), un’iniziativa congiunta ESA e Commissione Europea.

Il satellite GOCE
Quando fu varato, il programma Living Planet portava con sé un nuovo approccio alle osservazioni satellitari per le scienze della Terra, incentrato sul fatto che la missione doveva essere definita, sviluppata e gestita in stretta collaborazione con la comunità scientifica. Il coinvolgimento della comunità scientifica fin dall’inizio nella definizione delle nuove missioni e l’introduzione di un processo di selezione attraverso una peer-review, assicura che la missione scelta venga poi sviluppata in modo efficiente e fornisca esattamente le misure richieste dall’utente. Questo approccio ha condotto fino a oggi alla selezione di sei missioni Earth Explorer, mentre altre sei sono attualmente nella fase di studio di fattibilità. È previsto che due dei satelliti Earth Explorer siano lanciati nel corso del prossimo anno – GOCE (Gravity Field and Steady-State Ocean Circulation Explorer) e SMOS (Soil Moisture and Ocean Salinity).

MetOp
Se la serie degli Earth Explorer costituisce l’elemento di ricerca scientifica del programma Living Planet, la serie Earth Watch è progettata per agevolare la distribuzione dei dati per il loro utilizzo in servizi operativi. Il ramo Earth Watch include le consolidate missioni meteo in collaborazione con EUMETSAT e nuove missioni centrate sull’ambiente e sulla sicurezza civile, nel contesto del GMES. Entro questo elemento del programma, la missione MetOp, che è stata fondata comunemente da ESA ed EUMETSAT, porterà al primo satellite meteo europeo in orbita polare, quando sarà lanciata nel corso del prossimo ottobre.

La Terra che cambia
Sebbene il segmento Earth Watch del programma sia progettato per fornire dati di base per servizi operativi, darà un contributo significativo anche alle scienze della Terra, in particolare attraverso la raccolta di serie temporali di osservazioni più lunghe di quelle realizzate da missioni di ricerca. D’altra parte, gli Earth Explorers porteranno a una comprensione scientifica più profonda, che spianerà la strada a nuovi servii operative. Questa sinergia è ben messa in evidenza nella strategia del programma Living Planet Programme per gli anni a venire.

Il sistema Terra
Una volta in atto, la nuova strategia del programma Living Planet permetterà all’ESA di costruire sui successi del passato, continuando a giocare un ruolo centrale nello sviluppo delle capacità di comprensione del pianeta Terra, nel predire i cambiamento ambientali e nell’aiutare a ridurre gli effetti negativi del cambiamento globale sulla popolazione.

Fonte: ESA Portal