Missione SoRa (Sounding Radar) (2009)

La missione SoRa (Sounding Radar), interamente progettata e finanziata dall'Agenzia Spaziale Italiana , fa parte di un programma di test di payload per l'esplorazione planetaria.
Per lo svolgimento delle attività, l'Agenzia Spaziale Italiana (ASI) e l'agenzia norvegese And°ya Rocket Range (ARR), hanno firmato un accordo per lo sviluppo e la gestione di un sito di lancio per missioni stratosferiche polari presso le isole Svalbard. Il sito, battezzato "Nobile/Amundsen Stratospheric Balloon Center", è situato oltre il Circolo Polare Artico, a circa 80 gradi di latitudine.


Isole Svalbard (Giugno 2009)

L'esperimento si è svolto a luglio 2009 ed ha consentito la sperimentazione di un radar a penetrazione a bordo di un pallone stratosferico. Il radar è stato interamente progettato e realizzato da CO.RI.S.T.A. nei suoi laboratori con caratteristiche simili ai radar delle missioni di esplorazione del pianeta Marte, MARSIS della missione ESA Mars Express e soprattutto SHARAD della missione NASA Mars Reconnaissance Orbiter.
Il volo è avvenuto a 39mila metri di altitudine con partenza dalle isole Svalbard, sorvolo circumpolare di una vasta area della Groenlandia e dell'arcipelago canadese e recupero del payload sganciato dal pallone.
Il radar a penetrazione della missione è stato interamente progettato e realizzato da CO.RI.S.T.A. nei suoi laboratori.


Isole Svalbard: Sora in fase di partenza


Il CISAS "G.Colombo" Centro Interdipartimentale di Studi e Attività Spaziali di Padova ha contribuito alla missione per quanto riguarda la gondola all'interno della quale è stato posizionato il radar, e per lo sviluppo dei sistemi ausiliari, il dipartimento INFOCOM dell' Università "La Sapienza" di Roma e l'IRSPS di Pescara per la definizione degli aspetti scientifici e la successiva analisi dei dati.
L'assemblamento e l'installazione del radar, così come tutte le altre operazioni di preparazione al lancio, sono stati effettuati in più riprese presso la base di lancio per palloni stratosferici dell'ASI di Trapani-Milo. Una volta terminate queste operazioni la gondola è stata trasportata nella zona del lancio alle isole Svalbard (Norvegia).


Trapani-Milo: posizionamento del Radar nella gondola

"Il payload principale della missione SoRa è costituito da una riproduzione molto fedele del radar SHARAD attualmente a bordo del Mars Reconnaissance Orbiter", ha spiegato Enrico Flamini, responsabile dell'Unità Osservazione dell'Universo dell'ASI. "Si tratta di un radar a penetrazione in grado di scandagliare il sottosuolo. In questo modo sarà possibile acquisire un set di dati di riferimento che potremo confrontare con quelli ottenuti esplorando la superficie del Pianeta Rosso."

"SoRa effettuerà misurazioni sul territorio idrogeologico terrestre, già noto, e ci consentirà così di migliorare le nostre capacità interpretative dei dati. Potremo sperimentare nuovi e più accurati algoritmi alla base della cosiddetta inversione completa del dato, il processo per risalire dal riflesso del segnale radar alla natura di ciò che si è rilevato, particolarmente utile nelle missioni su altri pianeti", ha proseguito Flamini.

La missione ha anche un altro obiettivo che riguarda più da vicino il nostro pianeta e il suo stato di salute. "Sorvolando la Groenlandia SoRa misurerà lo spessore dei ghiacci e analizzerà il pak artico, dando indicazioni utili sugli effetti dei cambiamenti climatici", ha aggiunto Flamini.


Isole Svalbard (Giugno 2009)

Oltre all'esperimento principale sono ospitati a bordo della navicella altri tre piccoli esperimenti italiani: DUSTER che collezionerà polveri stratosferiche di origine extraterrestre, ISA che è un prototipo di un sensibilissimo accelerometro che si sta sviluppando per la missione europea a Mercurio Bepicolombo, e SIDERALE dedicato alla verifica di un sensore per applicazioni astrofisiche nel campo delle alte energie.

I parametri del Sistema Payload di SoRa sono i seguenti:

VelocitÓ del Pallone 5 m/s
Altitudine di Volo 35 km
Frequenza Centrale 160 MHz
Banda Trasmessa 10 MHz
PRF 500 Hz
Durata dell'Impulso 3,2 µs
Finestra di Ricezione 86 µs
Range Gate Delay 175 µs
Data Rate 8 KB (no presuming); 1 KB (presuming = 8)
Data Volume 1000 GB (no presuming); 130 GB (presuming = 8)
Massima Potenza Trasmessa 100 W
Risoluzione Verticale 15 m
Dimensioni 1000x1000x300 mm3
Massa 100 kg

L'esperimento SoRa mira ad analizzare gli strati di ghiaccio, i ghiacciai permanenti, le zone stagionalmente coperte dalla neve ed il mare ghiacciato. Si prefigge in tal modo soprattutto di supportare l'analisi dei dati di SHARAD e di fornire indizi significativi per il miglioramento dell'uso di uno strumento similare a bordo di satelliti per l'esplorazione dei ghiacci.
La scelta del pallone come mezzo di trasporto della gondola con il suo payload si giustifica in quanto le misurazioni da pallone forniscono miglior copertura dell'osservazione da spazio aereo, e migliore risoluzione dell'osservazione da satellite. Rispetto alle osservazioni da aereo, le osservazioni da pallone non sono affette dal meteo troposferico e non sono limitate in range. Invece, di contro, le osservazioni da satellite si realizzano con tempi di integrazione molto pi¨ lunghi.
Inoltre le operazioni da pallone sono meno costose di quelle da satellite e da aereo. Fondamentalmente si tratta di un sistema capace di acquisire dati radar per la creazione dei relativi modelli, per sperimentare nuovi algoritmi e per aumentare le capacità interpretative dei dati. Le analisi di SORA saranno preziose nell'interpretazione ed inversione dei dati della sotto-superfice planetaria. Infatti, l'esperimento aiuterà ad acquisire dati dello strato di ghiaccio allo scopo di avere un insieme di misure di riferimento da usare per eliminare possibili ambiguità nelle analisi dei dati marziani dell'esperimento SHARAD (Shallow Radar). Quindi, SORA è stato progettato e realizzato in modo daessere il più possibile simile a SHARAD in termini di larghezza di banda e risoluzione.

La vasta gamma di investigazioni consentite dalla tecnologia di ispezione del sottosuolo mediante radar apre la strada a numerose ulteriori applicazioni su voli con palloni stratosferici, come quelli in fase di studio su aree desertiche in zone equatoriali o in Antartico.


Tesi sviluppate sull'argomento:

  • "Progettazione e Realizzazione dell'Alimentatore con Controllo Automatico dei Carichi per il Sistema SORA (SOUNDING RADAR)", tesi sviluppata da Dario Califano, Università di Napoli "Federico II", Facoltà di Ingegneria, Corso di Laurea in Ingegneria Elettronica, anno accademico 2007/2008.       


  • "Studio e soluzioni di controllo termico del payload di SORA ", tesi sviluppata presso CO.RI.S.T.A. da Francesco Capezzuto, anno accademico 2009-2010, Seconda Università di Napoli, Facoltà di Ingegneria, Corso di Laurea in Ingegneria Elettronica.       
  • "Studio e soluzioni di controllo termico del payload di SORA ", tesi sviluppata da Francesco Capezzuto, anno accademico 2009-2010, Seconda Università di Napoli, Facoltà di Ingegneria, Corso di Laurea in Ingegneria Elettronica.      

Per approfondimenti contattare:

Stefania Mattei
stefania.mattei@corista.eu
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