I satelliti ad orbita geostazionaria: il Meteosat

Quella calda notte del 29 agosto 2002 fu un traguardo storico per la meteorologia satellitare europea. Dalla base dalla base di Kourou, nella Guiana Francese, mediante il potente vettore europeo Arianne 5, veniva lanciato in orbita il Meteosat 8, anche detto MSG1, il primo dei satelliti geostazionari europei di seconda generazione. Il comprensibile entusiasmo per il grande passo in avanti fatto dall’ente spaziale europeo EUMETSAT fu però ben presto ridimensionato da un guasto piuttosto serio. Nell’immagine il Meteosat 8 nei locali dell’Alcatel Space Industries. Copyright ESA.

Durante la fase di testaggio delle apparecchiature di bordo, venne riscontrato un problema tecnico all’amplificatore di potenza “SSPA”. Sul bollettino “Image” del maggio 2003 il Dr. Tillman Mohr, Direttore del Centro Eumetsat, affermava che il problema non era risolvibile e che si stava cercando una soluzione alternativa per far pervenire a terra il segnale del satellite, troppo debole per essere ricevuto.  

Una comunicazione successiva speciale diramata dal “News Bulletin” indicava nel giro di pochi giorni la soluzione: fu messo a disposizione un transponder del satellite geostazionario televisivo Eurobird 6 il quale fece da ponte inviando a terra i dati ricevuti al Meteosat 8. L’Eumetsat organizzò dunque un sistema di ricezione via DVB (Digital Video Broadcasting) che permise anche agli utenti amatoriali collegati tramite la comune parabola satellitare televisiva, forniti di regolare licenza Eumetsat e di un software opportuno, di ricevere a casa propria le fantastiche immagini digitali del nuovo satellite. Il sistema affiancò quello della ricezione diretta, la quale però necessitava di una parabola del diemetro di almeo un metro.

Nel frattempo il glorioso Meteosat 7, l’ultimo della vecchia generazione, equipaggiato con soli tre canali spettrali (contro i 12 dell’MSG che tra poco andremo a vedere nel dettaglio), continuava a lavorare in parallelo con il nuovo arrivato fino al 14 giugno 2006, quando spense le sue apparecchiature puntate sull’Europa. Il 7 settembre 2006 iniziò la manovra che lo portò alla sua nuova destinazione sull’Oceano Indiano a 57° est di longitudine il 12 ottobre dello stesso anno.

Abbiamo parlato del nuovo radiometro Seviri e dei 12 canali spettrali montati sui satelliti della nuova generazione. Dobbiamo aggiungere anche altri due particolari significativi:

1) uno dei canali operava ad alta risoluzione ( 1km).
2) il satellite inviava immagini non più ogni 30 ma ogni 15 minuti.
Come vedete stiamo parlando al passato, perchè? Perchè alle 23.33 del 21 dicembre 2005, dalla medesima base sopra citata veniva lanciato il secondo satellite MSG, il Meteosat 9. Fratello gemello dell’MSG 1, l’MSG2 dopo i consueti test, divenne il satellite primario europeo e fu collocato alla sua destinazione definitiva sulla verticale del golfo di Guinea a 0° di longitudine, mentre l’MSG1 fu spostato a circa 10° est come eventuale supporto, mentre la sua funzione operativa è ora quella di inviare le immagini digitali dell’area europea ogni 5 minuti; il servizio è stato chiamato “Rapid Scan Service”.

Scendendo un po’ più nell’ambito tecnico, andiamo a descrivere sommariamente i vari canali e le loro funzioni principali:

– I canali spettrali VIS 1, 2, 3 e 12 lavorano sulle seguenti rispettive lunghezze d’onda: VIS 0.6, 0.8, NIR 1,6 micron con 3 km di risoluzione e HRV 0.8 micron con 1km di risoluzione, sono sensibili alla luce solare e quindi offrono immagini diurne nello spettro del visibile, un po’ come se ci affacciassimo ad una delle sue finestrelle aperte sullo spazio. Ognuno di questi canali permette di distinguere le nubi di acqua (basse ) da quelle di ghiaccio (alte), il loro spessore, la copertura nevosa da quella nuvolosa, la conformazione dei suoli, la vegetazione, i laghi, gli oceani e le catene montuose. Il canale 4 a (NIR 3.9 micron), contiene di giorno sia radiazione solare che termica terrestre, mentre di notte naturalmente solo questa ultima.
– I canali al WV da 5 e 6 operano su bande di assorbimento del vapore acqueo (WV 6.2 e 7.3 micron) e risultano particolarmente importanti nel discernimento delle masse d’aria in quota e nell’individuazione delle correnti a getto che trasportano eventualmente anche aria secca dalle quote stratosferiche. Quest’ultima funzione è particolarmente indicata dal canale 8 nella banda di assorbimento infrarosso dell’Ozono (IR 9.7 micron).
– I canali IR 7, 9, 10 risultano sensibili alla radiazione termica terrestre, operano su cosiddette finestre dello spettro infrarosso, ossia su quelle bande dove la radiazione terrestre raggiunge il radiometro senza subire significativo assorbimento da parte dell’atmosferica laddove essa sia libera da nubi. Si suddividono nei seguenti canali: IR 8.7, 10.8, 12.0 micron.Il canale 11 infine risulta settato sulla banda di assorbimento dell’anidride carbonica (IR CO2 13.4) micron.  

Una ulteriore funzione di grande importanza deriva dalle cosiddette composizioni RGB, ossia dalla sovrapposizione delle immagini provenienti da due o più radiometri, dalla somma o dalla sottrazione delle stesse onde pervenire al discernimento di determinati elementi utili all’analisi e alla previsione.

Tra le più note citiamo:
1) la composizione RGB che sovrappone le immagini in scala di grigi provenienti dai canali NIR 1.6+VIS 0.6+VIS 0.8, fornendo come prodotto finale una bellissima immagine diurna a colori naturali (vedi immagine 1 in alto, diretta diurna, l’ora indicata è UTC).
2) la composizione RGB che sovrappone le immagini a scala di grigi provenienti dai canali VIS 0.6+VIS 0.8+NIR 3.9 che permette anche la visione notturna.
3) la composizione RGB che risulta dalla seguente formula:(WV 6.2-WV 7.3)+ (IR 9.7-IR 10.8) + (WV 6.2). L’immagine è ampiamente utilizzata per l’individuazione e la composizione delle diverse masse d’aria.

Per le immagini provenienti in diretta dal satellite Meteosat, puoi consultare questa pagina.

Luca Angelini