Siti Vulcanici - NUVS (1992/93)
Near UltraViolet Spectrometer

Programma di ricerca per l'analisi e lo studio di emissioni gassose in siti vulcanici mediante l'uso di sistemi di telerilevamento aerospaziale.

Una delle applicazioni del telerilevamento è lo studio del vulcanismo. L’osservazione sistematica di aree vulcaniche, a risoluzione spaziale e spettrale adeguata, rappresenta infatti una modalità praticamente ineguagliabile per comprendere il fenomeno vulcanico e per chiarirne l’influenza sul clima e sull’ecosistema terrestre.

Utilizzando sistemi multi spettrali ad immagine, il telerilevamento con tecniche aerospaziali consente l’osservazione di aree vulcaniche su scala globale e permette il superamento di alcuni dei problemi connessi con questo tipo di indagine, dal rischio elevato alle caratteristiche di asperità del terreno alla inaccessibilità quasi assoluta di alcuni posti.

In questo ambito, CO.RI.S.T.A., in collaborazione con il Jet Propulsion Laboratory ed il CNR di Frascati, e su finanziamento dell’Agenzia Spaziale Italiana, ha portato avanti un programma di ricerca per lo studio di un sistema di telerilevamento dedicato al monitoraggio delle aree vulcaniche. Tale studio ha consentito di definire i requisiti dello strumento aerospaziale da dedicare alle osservazioni delle aree vulcaniche e di studiare la configurazione del sistema, portando alla conclusione che il sistema per garantire versatilità e ampiezza di utilizzo è costituito da un sensore elettro - ottico puntabile operante dal vicino infrarosso al vicino ultravioletto.

Questo programma di ricerca ha consentito inoltre di verificare la fattibilità di una tale missione, sia in termini di accessibilità di osservazione, utilizzando opportuni programmi di simulazione, sia in termini di realizzabilità tecnica, per mezzo dell’esperimento NUVS/SR-71.



Esperimento NUVS/SR-71 (Near UltraViolet Spectrometer su aereo ipersonico SR-71)

Al fine di approfondire le problematiche legate all’osservazione di gas vulcanici nella regione dell’ultravioletto, CO.RI.S.T.A. ha partecipato ad un esperimento da aereo, soprannominato NUVS/SR-71, in collaborazione con il JPL.

La ricerca si è svolta presso il Jet Propulsion Laboratory a Pasadena in California (USA) dove alcuni ricercatori di CO.RI.S.T.A. si sono recati per un periodo di circa sei mesi.

Nel corso di questo studio si è dedicata particolare attenzione all’analisi dell’SO 2.

L’anidride solforosa ed i suoi prodotti di reazione (aerosol, H2SO4) sono tra i componenti più significativi in termini di impatto sulla fisica e la chimica della nostra atmosfera. L’SO2 è uno degli indicatori dell’inquinamento ambientale, ad esempio nelle grandi città e negli insediamenti industriali, ed è fra gli elementi più attivi rilasciati durante le eruzioni vulcaniche.

Il monitoraggio dell’anidride solforosa è legato quindi alla possibilità di studiare fenomeni precursori di eruzioni vulcaniche, in quanto le oscillazioni nella concentrazione di gas emessi in aree vulcaniche sono strettamente connesse con i movimenti magmatici al di sotto della superficie terrestre.

È stato quindi realizzato uno studio per il monitoraggio dei gas nel vicino ultravioletto, utilizzando un aereo ipersonico ad alte prestazioni tecnologiche di proprietà della NASA e un prototipo di spettrometro a fibre ottiche, compatto, a bassa dissipazione e multi-banda, di proprietà del JPL.

Si è proceduto alla messa a punto e alla caratterizzazione dello strumento, che è stata effettuata da ricercatori di CO.RI.S.T.A. presso i laboratori del JPL ed ha riguardato tre procedure: la calibrazione spettrometrica, la calibrazione radiometrica ed il test in camera termica.

Una volta effettuata la fase di caratterizzazione, il sensore è stato montato sull’aereo SR-71 e sono stati effettuati voli che hanno avuto carattere di test ingegneristico, consentendo la verifica del corretto funzionamento dello spettrometro, dell’elettronica e del sistema di registrazione dei dati.

È stato possibile pertanto verificare il funzionamento del sistema vagliandone i limiti in previsione della realizzazione di uno spettrometro da aereo operante nel vicino UV tale da poter risolvere i problemi rilevati, unitamente ad un più approfondito studio sul comportamento dell’atmosfera terrestre nell’UV in prossimità di aree vulcaniche.


Articoli del CO.RI.S.T.A. sull'argomento:

  • Mattei S., Vetrella S., et al., Potential observation with EURECA/VEXUVIO Imaging Spectrometer, International Journal of Remote Sensing, Vol. 15, No. 11, 1994, pp- 2175-2192.       
  • Mattei S., Panachia S., Schena V., Hoover G., A new ultraviolet spectrometer for SO2 measurements, Atti del VI convegno nazionale AIT, Roma, pp. 55-58, 1994.      
  • Mattei S., Panachia S., Schena V., Hoover G.: "The Near Ultraviolet Spectrometer (NUVS): a new instrument for volcanic sulphure dioxide measurements", Proc. of the 14th Symposium on Sensors and Environmetal Applications, Götemborg (Sweden), 6-8 June 1994, pp.363-370.      


Per approfondimenti contattare:

Stefania Mattei
stefania.mattei@corista.eu
tel. 081 5935101





Hawaii - Vulcano Kilauea
U.S. Geological Survey





Aereo ipersonico della NASA SR-71





Prototipo di spettrometro UV realizzato in collaborazione con il centro di ricerca americano JPL (NASA)