Satelliti per l’ambiente – Parte prima

L’osservazione del nostro pianeta dallo spazio permette progressi impensabili fino a qualche decennio fa

Uno degli elementi che caratterizza la nostra epoca è il fatto di aver sviluppato la scienza della Terra come non mai nella storia umana. E uno dei denominatori, anzi dei moltiplicatori di ciò, è stata l’osservazione del nostro pianeta dallo spazio.

Si tratta di una tecnologia che nasce per scopi militari negli anni Sessanta, e che utilizza una serie di applicazioni quali le telecomunicazioni, lo spionaggio e il posizionamento Gps tramite i satelliti geostazionari. L’osservazione dall’alto, infatti, ha sempre interessato i militari fin dalle prime “missioni aree” dei primi del ‘900, fino ad arrivare ai satelliti in grado di distinguere un oggetto di dieci centimetri, passando per gli aerei spia ipersonici degli anni Settanta.

Mano a mano che le tecnologie per l’osservazione dall’alto diventavano obsolete per i militari, passavano agli usi civili per l’osservazione dell’ambiente terrestre dallo spazio. Nel frattempo i due settori civili che più si sviluppavano erano le telecomunicazioni – che permisero i primi collegamenti televisivi tra un continente e l’altro – e il monitoraggio ambientale. Quest’ultimo prese il via sul fronte meteo, nel 1960, con il satellite meteorologico statunitense Tiros che trasmise la prima immagine televisiva della terra dallo spazio, proseguì poi con il satellite Nimbus nel 1964 – le cui immagini delle calotte polari sono state di recente recuperate e sono un punto di riferimento per valutare la perdita di ghiaccio in Artide e Antartide – per poi andare avanti nel decennio successivo con una serie di satelliti specifici per monitorare l’ambiente, come il Landsat 1 che nel 1972 fu il primo a monitorare dallo spazio le coperture forestali. Nel frattempo con l’introduzione dei computer prima a transistor e poi sempre più piccoli grazie ai circuiti integrati, aumentavano sia le prestazioni dei satelliti stessi, sia la capacità di calcolo a terra. Qualità necessaria per elaborare una quantità di dati sempre maggiore e far “girare” modelli matematici complessi, come quelli delle dinamiche dell’atmosfera e degli oceani.

Ozono da proteggere

Il primo risultato pratico e concreto dell’osservazione satellitare dell’ambiente fu la scoperta del buco nello strato d’ozono, provocato dai gas Clorofluorocarburi (CFC), utilizzati come propellenti nelle bombolette e nei sistemi di refrigerazione, come frigoriferi e aria condizionata.

La scoperta risale al 1974, mentre nel 1982, grazie ai satelliti, si evidenziò la dinamica in crescita del buco nello strato d’ozono e il fatto che fosse causato dall’immissione in atmosfera dei CFC; nel contempo a terra si provava che l’ozono protegge la superficie terrestre dal raggi ultravioletti che provocano, se non filtrati, tumori alla pelle.

La discussione internazionale sul fenomeno fu rapida. Iniziò nel 1985 e si concluse nel 1987 con il Protocollo di Montreal che mise al bando i CFC, non senza polemiche e opposizioni.

Le imprese della refrigerazione sostenevano l’impossibilità di sostituire questi gas, stabili, economici e collaudati, la Russia aveva una pianificazione quinquennale e la Cina, che era agli inizi del suo boom economico, temeva per la diffusione dei frigoriferi sul proprio territorio. Le prove dell’osservazione però erano incontrovertibili e i segnali circa il continuo allargamento del buco nello strato di ozono erano evidenti. Sui poli il fenomeno diventava sempre più evidente e dalle osservazioni si verificava in maniera evidente che una sola molecola di Clorofluorocarburi scindeva in ossigeno 40mila molecole d’ozono. In base a questi dati il bando fu totale e condiviso in tutto il mondo, al punto che nel 2007, venti anni dopo l’adozione del Protocollo di Montreal, la produzione di CFC è risultata zero e il buco nello strato d’ozono, che ha raggiunto il suo massimo nel 2000, nel 2018, secondo dati satellitari della Nasa è diminuito del 20%. E le previsioni danno un suo ripristino definitivo nel 2050.

Il tutto è avvenuto senza vittime perché il fenomeno è iniziato sui poli ed è stato arrestato prima che si espandesse alle aree abitate. Si tratta di una localizzazione che se da un lato ha evitato danni, dall’altro rende evidente l’utilità dei satelliti: una campagna di raccolta dei dati scientifici a terra sarebbe stata infatti molto più complicata e frammentaria, viste le problematiche ambientali delle regioni polari.

Spazio europeo

Negli anni Ottanta e Novanta, anche in base ai primi successi della campagna scientifica per lo strato d’ozono, l’osservazione della Terra dall’alto ebbe un incremento notevole, scindendo in maniera definitiva questo utilizzo dei satelliti dalla filiera militare. Nel 1973 gli stati membri dell’Unione europea decisero di fondare l’Agenzia Spaziale Europea (ESA), che divenne operativa con il lancio del primo satellite Made in Europe nel 1975, ben 4 anni prima della nascita dell’Unione Politica del Vecchio Continente visto che le prime elezioni europee sono del 1979. Successivamente l’Europa sviluppò una serie sempre più fitta di sistemi di monitoraggio ambientale autonoma dalla Nasa, i cui programmi erano di ottima qualità ma dipendevano dalla presidenza statunitense di turno e dalla contiguità con la ricerca militare.

«Abbiamo lanciato il primo satellite ambientale nel 1991, Ires 1, successivamente Ires 2 e dopo Envisat nel 2002 – che è rimasto in esercizio fino al 2012- , anche se in realtà il primo nostro satellite meteorologico è Meteosat. Correva l’anno 1978», ci dice Simonetta Cheli, capo delle strategie e dei programmi dell’osservazione della terra dell’Agenzia spaziale europea (Esa).

E il punto di svolta fu proprio il satellite Envisat, lanciato dall’Esa nel 2002, con una durata della missione di cinque anni che però arrivò a dieci. Grande quanto un autobus, pesante otto tonnellate, Envisat trasportava ben nove strumenti diversi per l’osservazione dell’ambiente, che coprivano ogni elemento della Terra, come acqua, terra, ghiaccio e atmosfera, incrociando tra loro diversi metodi di misura. Fu il primo, e l’unico, strumento a portare una massa simile di strumentazione che venne per la prima volta usata contemporaneamente. Insomma una vera e propria palestra per il monitoraggio ambientale con il quale gli scienziati potevano incrociare strumenti diversi su uno stesso fenomeno. «Dopo ciò abbiamo messo in orbita una serie di satelliti “tematici” che indagano su fenomeni precisi, come quelli della serie Cryosat che monitorano i ghiacci. Inoltre in questi quaranta anni abbiamo sviluppato filiere di monitoraggio specifiche e nel frattempo abbiamo messo a punto sistemi per l’elaborazione dei dati, sia nostri sia di terze parti, per capire al meglio i fenomeni terrestri, che sono complessi», prosegue Simonetta Cheli. Ora le missioni dei satelliti per il monitoraggio ambientale sono specifiche ed entrano nel dettaglio estremo dei fenomeni. Vedremo nella prossima parte di quest’articolo quali sono le osservazioni possibili e i programmi futuri del monitoraggio ambientale.

Immagine di Armando Tondo

Sergio Ferraris

Sergio Ferraris

Giornalista scientifico e ambientale. E' Direttore Responsabile di People For Planet

Sergio Ferraris

Sergio Ferraris

Giornalista scientifico e ambientale. E' Direttore Responsabile di People For Planet