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ICESat-2: le cronache del ghiaccio e del laser

Alle 9:02 AM ET (in Italia le 15:02) è partito dalla base aeronautica Vandenberg in California l’ultimo vettore Delta II della storia. A bordo la missione scientifica NASA ICESat-2.

 

 

ICESat-2 e ATLAS

Come suggerisce il nome (Ice, Cloud and Land Elevation Satellite), ICESat-2 ha il compito di monitorare la distribuzione e l’elevazione di ghiaccio, foreste e terreno. In particolar modo studierà la criosfera, la porzione di superficie terrestre coperta dall’acqua allo stato solido, comprensiva delle calotte polari, dei ghiacciai e delle zone innevate. Lo studio dell’altitudine di questi elementi e della loro evoluzione nel tempo fornirà agli scienziati dati utili a migliorare i modelli esistenti e a comprendere l’impatto che sta avendo il cambiamento climatico su questi ambienti.

 

 

 

La chiave per il funzionamento di questa missione è lo strumento ATLAS (Advanced Topographic Laser Altimeter System): un dispositivo dotato di due laser (uno principale ed uno di riserva) a 532 nanometri, in grado di emettere 10’000 pulsazioni laser al secondo, ed un telescopio adibito a raccogliere i fotoni riflessi dalla Terra, selezionando solamente quelli alla stessa lunghezza d’onda del laser. Considerando che, dei 20mila miliardi di fotoni emessi ad ogni pulsazione, ne vengono intercettati dal telescopio circa una dozzina, la difficoltà tecnica risulta evidente. Anche l’allineamento tra telescopio e laser, garantito da diversi meccanismi che controllano l’orientazione di questi due elementi e appongono eventualmente delle correzioni, è di fondamentale importanza per il funzionamento dell’apparato.

Il tempo che intercorre tra l’emissione del fascio laser e la rivelazione dei fotoni alla corretta lunghezza d’onda, unito alla velocità della luce all’interno dell’atmosfera, permette di calcolare la distanza percorsa dai fotoni. Questa distanza è utilizzata per determinare l’altitudine del punto del globo su cui è stata effettuata la misurazione.

 

 

I dati grezzi raccolti dal satellite e inviati a terra dovranno comunque essere processati in più passaggi prima di poter essere utilizzati dai ricercatori, a causa dell’enorme rumore dovuto ai fotoni alla stessa lunghezza d’onda del laser emessi dal Sole.

 

 

Il DELTA II in pensione dopo 30 anni

Il Delta II, lanciatore di ULA (United Launch Alliance, una joint venture costituita nel 2006 da Lockheed Martin e Boeing), fu usato per la prima volta negli anni Settanta dalla Douglas, anche se solamente come stadio dei vettori Thor. È solo verso la fine degli anni 80 che il Delta II venne utilizzato come razzo a sé stante, in un periodo in cui cominciava a farsi sentire la necessità di lanciatori economici ed affidabili per portare in orbita la seconda generazione di satelliti GPS. Venne usato con successo in missioni scientifiche, oltre che commerciali, come il rover marziano Opportunity nel 2003, il telescopio spaziale Spitzer ed il cacciatore di pianeti Kepler.

 

 

Fonti:

Giovanni Natalini
Studente del corso magistrale di Ingegneria Elettronica all'università di Roma Tor Vergata. Appassionato di scienza, tecnologia e spazio.

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