Ariane 6 lancia 3Cat-4: riflessioni sulla Terra

3Cat-4 (che si pronuncia "Cube Cat Four") è un CubeSat di 1 kg per l'osservazione della Terra sviluppato dall'Universitat Politècnica de Catalunya in Spagna e selezionato dal programma 'Fly Your Satellite!' di ESA Education per volare sul primo volo di Ariane 6.

Il progetto di 3Cat-4 è stato attentamente esaminato dagli esperti nell'ambito del programma, che hanno fornito al team della missione supporto nella progettazione e nei test, inclusi importanti test ambientali presso la CubeSat Support Facility (CSF) di ESA Education a ESEC-Galaxia, Belgio.

Per il resto, il nanosatellite è stato quasi interamente sviluppato da studenti laureati e non, che hanno progettato, costruito e validato la maggior parte dei suoi componenti, condotto analisi complesse e pianificato ed eseguito campagne di test con attrezzature specializzate. Per molti studenti, la missione è un progetto centrale per il loro programma di studi o per la tesi di laurea.

"L'obiettivo principale della missione è educativo: formare un gruppo di studenti sulle tecniche e sulle metodologie coinvolte nel lancio di una missione spaziale, svolgendo allo stesso tempo un impegnativo lavoro di squadra con un grande senso di responsabilità," spiega Alexander Kinnaird, Engineering Coordinator dell'ESA per il progetto Fly Your Satellite!.

"Ma 3Cat-4 ha anche diversi obiettivi scientifici e tecnologici che speriamo dimostreranno il grande potenziale dei CubeSat quando si tratta di tecnologia spaziale innovativa, solitamente riservata ai satelliti più grandi."

Il principale esperimento scientifico della missione sarà misurare diverse importanti variabili climatiche utilizzando una tecnica chiamata "riflettometria del sistema satellitare globale di navigazione" (GNSS-R). Il GNSS-R prevede la misurazione di segnali riflessi provenienti dai sistemi globali di navigazione satellitare in orbita, come Galileo e GPS, che rimbalzano dalla superficie terrestre.

Questo "telerilevamento passivo" misura la differenza tra i segnali ricevuti direttamente dai satelliti di navigazione in orbita e i segnali provenienti dagli stessi satelliti che sono stati riflessi dalla Terra. Utilizzando questi dati, 3Cat-4 sarà in grado di misurare le proprietà della superficie riflettente e rilevare diversi tipi di fenomeni meteorologici, di determinare la topografia del terreno e la copertura vegetale e di estrapolare informazioni sui dati degli oceani, come la presenza e lo spessore dei ghiacci.

Insieme alle sue capacità di telerilevamento, 3Cat-4 trasporterà un "radiometro in banda L", uno strumento che rileva le radiazioni emesse nella banda di frequenze 1-2 GHz che consente di analizzare l'umidità del suolo e la salinità degli oceani. Il CubeSat avrà anche un sistema di identificazione automatica (AIS) che gli permetterà di tracciare le navi lungo le loro rotte intercontinentali. Inoltre, include un sistema di rilevamento e mitigazione delle "interferenze a radiofrequenza", particolarmente importante per le osservazioni radiometriche a microonde utilizzate per le misurazioni dell'umidità del suolo.

In particolare, 3Cat-4 dimostrerà la fattibilità e le prestazioni della sua antenna a molla da 0,5 metri, il Nadir Antenna and Deployment System (NADS). Riposta durante il lancio, l'antenna occuperà pochissimo spazio, consentendo di essere incorporata in futuro in CubeSat ancora più piccoli. Una volta in orbita, si aprirà per eseguire osservazioni eccezionali, solitamente effettuate da missioni più grandi, fornendo un potente occhio sulla Terra nonostante le sue dimensioni ridotte.

"3Cat-4 dimostrerà la capacità dei piccoli CubeSat di fornire un grande servizio per l'osservazione della Terra, motivando non solo gli studenti coinvolti ma anche la comunità in generale,"  afferma Lily Ha, coordinatrice dell'ESA per le attività per gli studenti universitari.

"Ariane 6 è il razzo perfetto per il lancio, si adatta perfettamente ai requisiti tecnici e programmatici della missione, ma fornisce anche un grande valore educativo e promozionale. Siamo molto felici di sostenere l'innovazione dei nuovi razzi europei, di far parte di un lancio così importante e di essere associati per sempre a questo volo."

Il lancio di Ariane 6 è previsto per giugno-luglio 2024. Segue l'enorme successo di Ariane 5, il principale razzo europeo per oltre un quarto di secolo, che ha volato 117 volte tra il 1996 e il 2023 dallo spazioporto europeo nella Guyana francese.

"Durante tutto il progetto, abbiamo visto diversi gruppi di brillanti studenti rendere possibile lo sviluppo della tecnologia alla base di 3Cat-4," afferma Cristina Del Castillo Sancho, Engineering Coordinator dell'ESA per la formazione universitaria.

"Hanno osato sognare questa complessa missione, e sono stati messi nella condizione di disporre delle competenze e delle risorse necessarie sia grazie a ESA Education sia grazie alla loro università. Quando Ariane 6 decollerà, questa nuova generazione di ingegneri assisterà con orgoglio al test finale del loro satellite, finalmente nello spazio cosmico."

In occasione del lancio, il team della missione 3Cat-4 si troverà nella propria sala di controllo presso il Centro operativo di Barcellona, in Spagna, da dove comanderà il satellite e riceverà la sua telemetria e i dati scientifici attraverso la stazione di terra Montsec, situata nei Pirenei, in Spagna.

"È molto soddisfacente vedere il nostro satellite finalmente pronto per il lancio. È stato un viaggio incredibile per tutte le persone coinvolte e la quantità di conoscenze acquisite durante lo sviluppo è difficile da spiegare," conclude Luis Juan, Team leader di 3Cat-4 presso l'Universitat Politècnica de Catalunya.

"Ogni traguardo raggiunto è stato accolto con entusiasmo, fin dal primo avvio dell'intero satellite assemblato, alla simulazione di missione di un mese e ai test di vibrazioni critiche e di vuoto termico. Con il supporto del team Fly Your Satellite! dell'ESA e di tutti gli esperti che ci hanno aiutato a portare a termine la verifica della missione, ora siamo fiduciosi che 3Cat-4 avrà successo durante il suo viaggio nello spazio."