satèllite artificiale
satèllite artificiale Qualunque oggetto non naturale messo in orbita, per opera dell'uomo, attorno a un corpo celeste nel Sistema Solare, o che comunque segue una rotta fra i pianeti (→ sonda).
Caratteristiche
I satelliti artificiali sono portati in orbita da un razzo vettore che, imprimendo una spinta sufficiente, permette loro di uscire dal campo di attrazione terrestre (nel caso di missioni verso altri pianeti) o di portarsi a una quota tale da poter poi rimanere in orbita attorno alla Terra. In un satellite artificiale sono presenti uno o più piccoli razzi per effettuare modifiche della rotta o dell'orbita, un sistema di rilevazione dati, come per es. una o più telecamere, un sistema di trasmissione e ricezione per scambiare dati con la stazione di controllo sulla Terra. Le orbite dei satelliti artificiali intorno alla Terra vanno da quelle cd. basse (dai 200 ai 1.200 km di altezza) a quelle geosincrone, a quota 35.786 km. Raramente vengono utilizzate orbite a distanze superiori. Molto importanti sono le orbite equatoriali geostazionarie (→ geostazionario, satellite).
Tipi
Il primo satellite artificiale terrestre fu messo in orbita nel 1957: si trattava del veicolo sovietico Sputnik I, di forma sferica e massa pari a 83 kg, con vari strumenti scientifici a bordo. Attualmente, sono migliaia i satelliti artificiali lanciati per scopi civili e militari, come i satelliti artificiali spia, per la sorveglianza e l'intercettazione degli obiettivi militari. I satelliti artificiali per telecomunicazioni sono utilizzati per effettuare collegamenti su medie e grandi distanze sia dalle emittenti televisive sia per servizi telefonici. I satelliti artificiali meteorologici (per es. Meteosat) eseguono un costante monitoraggio dell'atmosfera e forniscono dati e immagini fondamentali per le previsioni del tempo. I satelliti artificiali di telerilevamento (per es. Landsat) osservano costantemente il suolo per sorvegliarne i mutamenti, come lo sviluppo di colture agricole, eventuali modificazioni del terreno, l'aumento o la diminuzione della superficie dei ghiacci artici o la variazione della temperatura dei mari. Un'importanza sempre maggiore hanno poi i sistemi di satelliti artificiali di navigazione, come il GPS o l'europeo Galileo, in grado di determinare la posizione di un veicolo, un aeromobile o una nave con un margine di errore di pochi metri. Molti telescopi spaziali si trovano su satellite artificiale, come il celebre Hubble space telescope, messo in orbita nel 1990 dagli astronauti della navetta Discovery, o il satellite IXPE dotato di tre telescopi in grado di misurare la polarizzazione nei raggi X emessi da sorgenti astronomiche, lanciato nel 2021 dalla missione Imaging X-ray Polarimetry Explorer del programma spaziale SMEX (Small Explorer) della NASA in collaborazione con l'ASI. Tali strumenti forniscono informazioni che non si potrebbero avere da Terra, a causa dell'assorbimento atmosferico delle radiazioni provenienti dai corpi celesti.
Approfondimento di Andrea Carobene
L'era dei satelliti artificiali ha avuto inizio il 4 ott. 1957 con il lancio dello Sputnik I, sonda grande all'incirca come un pallone da calcio messa in orbita dall'Unione Sovietica. Da quel momento ha preso avvio la corsa alla conquista dello spazio che ha visto inizialmente protagonisti, insieme all'Unione Sovietica, i soli Stati Uniti. L'interesse per le tecnologie spaziali si è poi esteso a un numero via via crescente di nazioni, facendo aumentare progressivamente il numero di satelliti artificiali in orbita attorno alla Terra e sollevando problemi circa la proprietà dello spazio che circonda il nostro pianeta.
Applicazioni civili
Il lancio dello Sputnik ha permesso di comprendere immediatamente le enormi potenzialità belliche e civili offerte dall'impiego dei satelliti artificiali. Questi strumenti sono utilizzati in ambito meteorologico e per effettuare varie analisi scientifiche, comprese quelle di carattere astronomico.
La collocazione dei satelliti al di fuori dell'atmosfera terrestre consente infatti di effettuare osservazioni che sulla superficie del nostro pianeta sarebbero impossibili a causa non solo dell'inquinamento ottico, ossia dell'eccessiva luminosità dovuta alla luce artificiale, ma soprattutto per l'assorbimento di alcune radiazioni elettromagnetiche da parte della stessa atmosfera. In partic., grazie a questi strumenti si è sviluppata la cosiddetta astronomia dei raggi X, basata sull'osservazione di queste radiazioni che non raggiungono quasi per nulla la superficie della Terra e che sono indice di eventi astronomici collegati alla produzione di alte energie. Uno dei maggiori successi dei satelliti astronomici è stato il telescopio spaziale Hubble, che fu lanciato nel 1990 grazie a una collaborazione tra l'Agenzia spaziale europea (ESA) e la NASA, e che è attualmente nella fase conclusiva della sua missione.
Tra gli usi civili dei satelliti molto diffuso è l'impiego per le telecomunicazioni e per la trasmissione di programmi televisivi. La televisione satellitare ha conosciuto in molte nazioni una tale diffusione che sono diventati comuni nelle città i 'boschi' di antenne paraboliche in grado di ricevere i segnali provenienti dai satelliti.
Nel tempo sono emerse anche applicazioni del tutto inaspettate. Tra queste ha avuto negli ultimi anni un forte sviluppo il capitolo delle tecnologie di localizzazione GPS che consentono di rivelare con estrema precisione la posizione sulla Terra di un apparecchio che riceve segnali radio da almeno tre distinti satelliti. Il GPS è stato sviluppato inizialmente negli Stati Uniti come strumento da utilizzare in ambito militare e, quando ne è stato consentito l'uso civile, a partire dal 1991, la sua accuratezza è stata mantenuta volutamente bassa per circa una decina di anni in modo da non renderlo competitivo con le possibilità di localizzazione a disposizione dell'esercito statunitense. Il pubblico ha dimostrato ben presto di apprezzare le potenzialità del GPS ed è nato così un mercato completamente nuovo, ossia quello dei sistemi di navigazione che oggi sono sempre più diffusi nelle automobili o nelle imbarcazioni da diporto. Un accordo tra l'Unione Europea e l'Agenzia spaziale europea ha dato l'avvio a Galileo, un progetto che prevede la realizzazione di un sistema GPS alternativo a quello americano basato su una trentina di satelliti e destinato all'uso civile.
La diffusione nello spazio
Agli inizi dell'era spaziale solo l'Unione Sovietica e gli Stati Uniti possedevano la tecnologia necessaria per mettere in orbita i satelliti, mentre ora sono decine i paesi in grado di lanciare sonde e satelliti. Questo aumento di soggetti tecnologicamente avanzati è andato di pari passo con l'incremento delle applicazioni di questi strumenti: accanto al GPS e alle telecomunicazioni, oggi è possibile per qualunque persona osservare tramite Internet le mappe satellitari della Terra, un tempo riservate alle sole ricognizioni condotte in ambito militare, e apprezzare dettagli che arrivano a poche decine di metri. Sono ormai comuni gli orologi che si sintonizzano periodicamente con un segnale satellitare garantendo quindi maggiore precisione nella misura del tempo. I satelliti hanno raggiunto una tale diffusione nello spazio circostante il nostro pianeta che è nato il problema di smaltire la 'spazzatura' spaziale, vale a dire i residui costituiti da sonde in disuso, frammenti di missili, pannelli e altri oggetti che continuano a orbitare attorno alla Terra. I pezzi di dimensioni maggiori sono qualche migliaia, mentre quelli con dimensioni molto minori, anche pari a quelle di un granello di polvere, sono milioni. Questi relitti sono potenzialmente pericolosi, sia per le possibili conseguenze della loro caduta sulla Terra (nel caso di quelli più grandi) sia per la possibilità di collisione con satelliti funzionanti. Nel 1996, per es., il satellite francese Cerise, in orbita a una quota di 700 km, dopo circa un anno di normale funzionamento ha cambiato improvvisamente la sua traiettoria in seguito all'urto con un frammento di spazzatura spaziale.
Applicazioni belliche
Accanto all'uso civile, i satelliti rappresentano anche un importante strumento bellico. I satelliti sono oggi usati in combattimento per guidare aerei, carri armati, singole pattuglie o missili verso gli obiettivi fissati. Negli anni Ottanta del Novecento il presidente degli Stati Uniti R. Reagan lanciò il progetto dello scudo spaziale che prevedeva la costruzione di un sistema di rilevazione e distruzione di missili nemici in volo basato su una rete satellitare. Questo programma di difesa non si è fino a ora concretizzato sia a causa degli ingenti investimenti richiesti sia per i dubbi legati alla sua reale fattibilità, ma sono stati eseguiti molti test e anche realizzate le prime istallazioni appartenenti a questo programma. Il dibattito sull'accesso allo spazio che circonda il nostro pianeta si è riaperto; nel 2006 gli Stati Uniti hanno rivendicato il diritto di precludere, in nome della sicurezza nazionale, l'accesso allo spazio a chiunque sia a loro ostile.
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