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Advanced Thermosphere Modelling for Orbit Prediction

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Aiutare i satelliti a rimanere in orbita

Gli scienziati finanziati dall’UE hanno sviluppato un modello semi-empirico della termosfera terrestre per aiutare a mantenere i satelliti in posizione durante i periodi di attività solare estrema. Esso è in grado di prevedere le condizioni nella bassa orbita terrestre (LEO) con fino a 72 ore di anticipo per mantenere al sicuro i beni spaziali.

Tecnologie industriali

L’International Space Station (ISS) orbita nello strato esterno dell’atmosfera terrestre, nota come termosfera, come fanno molti satelliti LEO. Questa regione è esposta a quantità straordinarie di raggi X e radiazioni ultraviolette dal Sole che provocano l’innalzamento della temperatura con l’altitudine e il raggiungimento di temperature superiori a 1 000 gradi Celsius. Inoltre, le condizioni atmosferiche possono cambiare rapidamente in seguito all’attività solare e geomagnetica estrema. Poiché vi è un breve lasso di tempo tra la forza geomagnetica e la risposta nella termosfera, la modellazione in tempo quasi reale è richiesta per le previsioni regolari. Gli scienziati hanno affrontato questa esigenza nell’ambito del progetto ATMOP (“Advanced thermosphere modelling for orbit prediction”), finanziato dall’UE. Gli scienziati di ATMOP hanno sviluppato un modello semi-empirico della termosfera che è più preciso rispetto ai modelli disponibili fino a quel momento. Il modello della temperatura di trascinamento predittivo lDTM2013 è quello finale. Esso è stato rilasciato nel novembre del 2013 appena prima della fine del progetto. È stato dotato dei dati più completi disponibili e, cosa più importante, progettato con la capacità di assimilare i dati in tempo quasi reale. In particolare, DTM2013 si è basato su dati ad alta risoluzione del Challenging Minisatellite Payload (CHAMP), del Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) e del Gravity Field and Steady-State Ocean Circulation Explorer (GOCE). Per la convalida sono stati utilizzati i dati della US Air Force e altitudini comprese tra 200 e 500 km. Sono stati effettuati cicli modello per testare le prestazioni del modello e l’integrazione dei dati. DTM2013 si è rivelato particolarmente adatto ai dati sulla densità prendendo in considerazione sia i dati assimilati che quelli indipendenti. D’altro canto, le sue prestazioni sono state senza precedenti se paragonate al modello pre-ATMOP DTM2009 o ai modelli dell’atmosfera di riferimento internazionale JB2008 e NRLMSISE-00. ATMOP ha offerto all’Europa il primo modello in tempo quasi reale per garantire previsioni regolari della termosfera. DTM2013 si concentra sul trascinamento dell’aria orbitale, il cui calcolo è essenziale per il monitoraggio dei satelliti nell’atmosfera superiore. Ci si aspetta di aiutare a mantenere i beni spaziali in orbita e di evitare collisioni, riducendo allo stesso tempo la dipendenza dell’Europa dalla tecnologia straniera a tali scopi.

Parole chiave

Satelliti, beni spaziali, attività solare, modellazione della termosfera, previsione dell’orbita

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