Il Centro di geodesia spaziale «Giuseppe Colombo» di Matera

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Il Centro di geodesia spaziale «Giuseppe Colombo» di Matera è nato nel 1983, grazie ad un accordo tra Regione Basilicata, Cnr e Nasa, con l’installazione di un sistema di Telemetria satellitare Laser. L’accordo prevedeva la realizzazione delle infrastrutture da parte della Regione Basilicata, mentre le attività di sviluppo tecnologico sono state finanziate dal Cnr. Con la costituzione dell’Agenzia spaziale italiana, il Centro di geodesia spaziale dipende dalla Unità di Osservazione della Terra e ne è divenuto sede delle attività operative.

Le attività che si svolgono nel Centro riguardano la Geodesia spaziale, il Telerilevamento e la Robotica spaziale.

La Geodesia spaziale è la linea storica intorno alla quale si è costituito il Centro, ed è basata sul continuo monitoraggio della posizione mediante rilievi multi-tecnica (laser ranging, Vlbi, Gps) con sofisticati e avanzati apparati che ne fanno uno dei punti fondamentali della rete geodetica mondiale. Comprende la rete geodetica Gps nazionale di primo livello e quella di secondo livello, in fase di espansione, e la strumentazione gravimetrica.

Il Centro collabora con i più importanti organismi nazionali ed internazionali quali: Nasa, Esa, Cnes, Dlr, Eumetnet, e in Italia con Ingv, Igm, Cnr, Università e Protezione civile. Il Cgs attualmente esprime il presidente del consorzio Eurolas, ente che governa l’acquisizione e l’elaborazione dei dati di telemetria Laser satellitare in Europa.

Il sistema di Satellite Laser Ranging, presente presso il Cgs, è ovviamente uno dei pilastri fondamentali nelle misure dell’effetto Lens Thirring che saranno effettuate con l’ausilio del satellite Lares, la cui missione è in fase di realizzazione. È stata inoltre curata la partecipazione a grandi progetti in ambito europeo per l’uso del Gps geodetico in campo meteorologico. Questi progetti stanno convergendo alla predisposizione di un servizio di meteorologia operativa su scala continentale. Attività sono state anche svolte nell’uso dei sistemi Gnss per la radio occultazione; l’esperienza è sicuramente utile per curare la fase operativa del ricevitore Gps «Rosa» (Radio Occultation Sounder for Atmosphere).

Rosa misura i parametri fondamentali dell’atmosfera grazie alla tecnica della radio occultazione, sviluppata in origine per l’osservazione planetaria. Questa tecnica sfrutta i segnali radio emessi dai satelliti per la Navigazione Satellitare, come quelli del sistema Gps. Il percorso di questi segnali è influenzato dalle caratteristiche dell’atmosfera, incluse temperatura, pressione e umidità. Rilevando i segnali radio per mezzo di altri satelliti posti su un’orbita più bassa, e conoscendo con precisione la posizione relativa dei satelliti in ogni momento, è possibile ottenere accurate misurazioni degli indici di refrazione dell’atmosfera, da cui derivare poi profili verticali di temperatura, pressione e umidità. Lo strumento Rosa è in grado di effettuare misurazioni con risoluzione verticale di circa 200 metri nella troposfera e 1.000 metri nella stratosfera, e di misurare la temperatura con un margine di errore inferiore a 1K. Le ulteriori missioni di Rosa riguardano Aquarius/Sac D (lancio nel 2010) e Sabrina (previsto per quest’anno). Questa tecnologia dovrebbe essere estesa alla costellazione Galileo, non appena sarà disponibile in orbita un numero sufficiente di satelliti.

Le svariate attività di telerilevamento

Il Telerilevamento costituisce una linea approdata presso il Centro di Geodesia Spaziale di Matera alla fine degli anni Ottanta, ha acquisito col tempo rilevanza specifica ed ha portato alla costituzione di quello che oggi è il Centro di Telerilevamento nazionale per le attività spaziali. Le attività condotte presso il Centro hanno attratto anche attività private sul territorio, costituendo un polo tecnologico che stimola l’insediamento di realtà industriali, di ricerca ed accademiche nel campo. L’attività primaria è costituita dall’archiviazione, l’elaborazione e la distribuzione di dati telerilevati svolte sia per conto Esa, prevalentemente per le missioni Ers ed Envisat, sia per missioni nazionali come X-Sar ed Srtm, configurando un centro multimissione con notevoli potenzialità. Il centro è inserito nella rete europea Esa di centri Paf/Pac (Processing and Archiving Facility/Processing and Archiving Centre), ed è centro di riferimento Esa per l’area del Mediterraneo e dell’Africa. Con l’avvio delle attività di integrazione del Centro nazionale multimissione (Cnm) il Cgs si appresta a servire la comunità istituzionale e scientifica con dati provenienti da missioni quali Oceansat, Envisat, Radarsat-1, Sac-D. Infine, con la realizzazione della missione Cosm-SkyMed e la installazione a Matera del sistema di terra C-Ugs, si è sancita l’importanza che il Cgs ha acquisito in ambito nazionale.

Per il Telerilevamento le attività internazionali sono inserite in ambito Esa in termini di rete europea di centri di elaborazione dati, con un ruolo di riferimento europeo per il bacino Mediterraneo (acquisizioni effettuate a Matera) e per l’Africa (custodisce i dati delle stazioni di Maspalomas, Malindi e Johannesburg. Le attività sono svolte in sinergia con il centro Esa/Esrin di Frascati. Diversi progetti dell’Unione europea che operano nel contesto Gmes beneficiano delle potenzialità di Near Real Time della stazione di Matera che ha contemporaneamente capacità di acquisizione ed elaborazione di precisione.

Nell’ambito delle attività di realizzazione e operazione del programma Ers, l’Agenzia spaziale italiana ha stipulato un accordo con l’Agenzia spaziale europea per realizzare l’Italian Processing and Archiving Facility (Ipaf) e, successivamente, gestire una quota dei dati acquisiti (doc. ESA_PB-EO(91)14). I principi generali sono stati in seguito estesi al programma Envisat, per il quale Asi ha stipulato con Esa un accordo per la realizzazione dell’Italian Processing and Archiving Centre I-Pac e per gestire una quota dei dati acquisiti con i sensori Asar e Meris. Successivamente, Esa ha assegnato ad Asi contratti per coprire le attività operative che comprendono il periodo di riferimento fino a tutto il 2009.