Sputnik 1 | Meteosat | ERS 1, 2 | ISS | Double star |
Explorer 1 | Lageos 1, 2 | Atlas 1-3 | Cluster | Galileo |
Vanguard 1 | GEOS 1, 2 | GOES | Envisat1 | Gravity Probe B |
Apollo 4-7 | Mir | GPS | EGNOS | Cosmos 1 |
Lo Sputnik 1 venne lanciato il 4 ottobre 1957 dal cosmodromo di Baikonur, in Kazakistan; fu il primo satellite artificiale che riuscì ad entrare in orbita attorno alla Terra. La sonda venne chiamata Sputnik in quanto in russo significa compagno (satellite in senso astronomico); fu il primo di quattro satelliti, di cui solo tre raggiunsero l'orbita attorno alla Terra, esso ottenne dei dati sulla densità degli strati alti dell'atmosfera e sulla propagazione dei segnali radio nella ionosfera. |
Explorer 1
Fu il primo lancio riuscito degli Stati Uniti d'America; lanciato il 1° febbraio 1958 con un razzo Jupiter-C, trasportava strumenti per lo studio dei raggi cosmici, delle micrometeoriti e per monitorare le variazioni di temperature al suo interno e all'esterno del veicolo. L'Explorer si trovava nel quarto stadio del razzo vettore, negli altri si trovavano i motori propulsori. Grazie all'Explorer venne scoperta una zona in cui le radiazioni cosmiche restano intrappolate nella magnotosfera terrestre, che venne poi chiamata Fascia di Van Allen (dal nome dell'artefice degli esperimenti sui raggi cosmici dell'Explorer: James Van Allen). |
Lanciato il 17 marzo 1958 durante il volo effettuò delle misure geodetiche, grazie alle quali si potè fare una stima dello schiacciamento polare terrestre. Inizialmente si pensava che avrebbe dovuto restare sulla sua orbita per 2000 anni, ma a causa delle perturbazioni prodotte dall'elevata attività solare di quel periodo dovrebbe orbitare attorno alla Terra per soli 240 anni. Smise di funzionare alla fine del mese di giugno 1958, quando le batterie si esaurirono, ma continua ad orbitare attorno a noi diminuendo leggermente ad ogni orbita la sua distanza dalla superficie terrestre: il 17/03/1958 aveva un perigeo di 650 km e un apogeo di 3968 km, il 18/07/2000 il perigeo era di 650 km e l'apogeo di 3859 km. |
L'Apollo 4 fu la prima missione che usò il missile a tre stadi Saturn V. Partì il 9 novembre 1967 e mise in orbita attorno alla Terra un Modulo di Servizio (CSM) ed un Modulo di Comando Apollo (MC); testò l'uso di un vettore a tre stadi, le eventuali variazioni di temperatura all'interno dell'MC, provare le manovre di distacco fra CSM e MC; infine sperimentò le manovre di rientro. Infatti il giorno stesso del lancio il Modulo di Comando, dopo il distacco dal Modulo di Servizio, ammarò vicino alle Hawaii, riportando delle immagini della Terra prese dalla macchina fotografica automatica dell'MC. |
L'Apollo 5venne lanciato con quasi un anno di ritardo il 22 gennaio 1968 con il vettore Saturn IB, quello su cui era montato l'Apollo 1, in quanto era rimasto indenne. Durante la missione si effettuò il primo esperimento di volo di un Modulo Lunare (LM), che, a causa dei ritardi maturati durante la sua costruzione, non aveva finestre trasparenti e l'impianto necessario per l'allunaggio. Dopo 45 minuti dal lancio il Modulo venne sganciato dall'Apollo per inserirsi in un'orbita di 163x222 km dalla superficie, fece 2 orbite e venne simulata la decelerazione neccessaria per la discesa dell'LM sulla Luna per una durata di soli 4 secondi; venne anche simulata una interruzione nella discesa e una conseguente risalita verso l'Apollo. |
L'Apollo 7 fu la prima missione Apollo con uomini a bordo: gli astronauti Schirra, Eisele e Cunningham;. Venne lanciato l'11 ottobre 1968 con un vettore Saturn V e rientrò il 22 ottobre 1968 vicino alle Bermuda. Durante le orbite effettuate attorno alla Terra vennero simulate poiù volte l'gganciamento e la separazione fra il Modulo Lunare e la capsula Apollo, manovre identiche a quelle previste per il futuro allunaggio. |
Il progetto Meteosat di monitoraggio meteorologico della Terra (indispensabile per effettuare previsioni del tempo a breve e medio termine) fu il primo progetto europeo riguardante dei satelliti operativi e risale al 1972; grazie al successo dei primi tre satelliti, costituenti la fase pre-operativa del progetto, nel 1983 è partita la fase operativa del progetto (le missioni 4, 5 e 6), seguita dalla fase di transizione del programma (la missione 7) tutt'ora in corso e che terminerà alla fine del 2000. Seguirà poi il programma Meteosat Seconda Generazione, che dovrebbe durare fino al 2012. |
Si tratta di sfere di alluminio del diametro di circa 60 cm, ricoperte da superfici riflettenti, con l'aspetto di palle da golf giganti; entrambi non hanno strumenti a bordo o sistemi di propulsione, si tratta di satelliti passivi che collocati nella loro rispettiva orbita a circa 5900 km dalla Terra (il Lageos 1 con una inclinazione di circa 109 gradi, il Lageos 2 di 52 gradi, per analizzare meglio il Mediterraneo) possono avere una vita operativa praticamente illimitata. |
Vennero lanciati il 20 aprile 1977 e il 14 luglio 1978 rispettivamente, entrambi con un vettore Delta da Cape Canaveral, e le missioni vennero dichiarate concluse nell'aprile 1980 e nell'ottobre 1985 rispettivamente. Il GEOS 1 fu il primo satellite messo in orbita geostazionaria equatoriale e totalmente dedicato a studi scientifici; a causa di un malfunzionamento in fase di lancio l'orbita che raggiunse gli permise di effettuare misure sulla magnetosfera terrestre per sole 6 ore per ogni orbita, invece delle 12 previste, ad una distanza variabile fra 5 e 7 raggi terrestri. La GEOS 2 raggiunse l'orbita prevista, completando così il lavoro della gemella. |
Rappresenta l'ultimo sforzo del programma spaziale russo, la stazione spaziale ha ospitato continuamente una media di 2-3 cosmonauti per lunghi periodi di tempo; è giunta ad ospitare fino ad un massimo di 6 persone a bordo per un periodo breve (poco più di un mese). Il 21 dicembre 1987 sulla Mir arrivarono gli astronauti Vladimir Titov e Musa Manarov, che con 366 giorni ottennero il record di permanenza nello spazio. Durante la sua vita ha orbitato attorno alla Terra ad un'altezza di circa 300km, su un'orbita stabile. |
Gli obiettivi scientifici raggiunti dalla stazione spaziale si possono suddividere in due grandi aree: gli studi sulle reazioni di piante ed animali (compreso l'uomo) ad una lunga permanenza al di fuori della Terra, in situazione di "microgravità" (risultati fondamentali per le successive esplorazioni spaziali) e le osservazioni della Terra e dello spazio. Grazie al telescopio e agli altri moduli scientifici presenti sulla Mir sono state scoperte nuove galassie, di cui alcune attive, quasars e stelle di neutroni; relativamente alla Terra ne ha studiato l'atmosfera e gli oceani. |
A causa di tale uso la vita della Mir, inizialmente calcolata in 7 anni, è stata prolungata fino ai primi mesi del 2001, quando, il 23 marzo, la MIR è stata fatta "rientrare" nell'atmosfera terrestre. Durante il rientro parte della MIR si è disintegrata a contatto con la nostra atmosfera, parte (circa 40t di frammenti) è caduta nell'oceano Pacifico meridionale, a est della Nuova Zelanda, fornendo un magnifico spettacolo agli osservatori delle isole Fiji. L'energia totale liberata dalla MIR nel suo "rientro" (rientro nell'atmosfera+impatto nell'oceano) è stata di poco superiore ad 1kilotone (1kilotone=4.2 *1012 joule ed è l'energia sviluppata dall'esplosione di 1000t di TNT), in gran parte liberata sottoforma di calore. |
Si tratta di due satelliti ambientali, che si dedicarono allo studio della Terra, del clima e degli oceani. L'ERS 1 fu il primo satellite radar europeo ed anche il primo satellite civile di lunga durata, partì il 17 luglio 1991 con un vettore Ariane 4 da Kourou, nella Guiana francese e concluse la sua missione nel maggio 1996; era destinato soprattutto allo studio dell'inquinamento. L'ERS 2 partì con un razzo Ariane 4 il 21 aprile 1995, operò per i due anni previsti; si dedicò soprattutto alla misurazione dello strato di ozono, compiendo misurazioni della sua distribuzione ogni tre giorni. |
Hanno fatto parte delle missioni NASA per il pianeta Terra, gli europei costruirono gli strumenti di bordo; inizialmente la serie Atlas venne pianificata come un insieme di 10 missioni che avrebbero dovuto studiare studiare le variazioni stagionali del nostro pianeta e il ciclo solare undecennale, ma la serie finì con la terza missione. I lanci vennero effettuati il 24 marzo 1992, l'8 aprile 1992 e il 3 novembre 1994, con lo shuttle Atlantis; ogni missione durò una settimana. |
Si tratta di una serie di satelliti metereologici statunitensi geostazionari, sotto la supervisione della NASA, ma gestiti giornalmente dal NOAA. Questi satelliti hanno studiato i fenomeno atmosferici per circa un quarto di secolo, considerando che la vita media di ogni stellite GOES è stimata di circa 4 anni, e lo stanno facendo ancora, inviando a terra delle immagini ogni 15 minuti se sono sopra gli Stati Uniti, ogni 30 minuti per il resto dell'orbita. I primi due furono GOES-1 e GOES-2, lanciati nel 1968, gli ultimi due messi in orbita sono, al momento, GOES-9 (o GOES-W, lanciato nella primavera del 1994) e GOES-10 (o GOES-E, lanciato nella primavera del 1997). Il progetto prevede che ci siano sempre due satelliti funzionanti che cooperino, per poter avere una copertura della superficie terrestre di circa il 60%. |
Questi satelliti possono acquisire immagini nel visibile, con una risoluzione di 1 km, nell'infrarosso, con una risoluzione di 4 km, effettuare fotografie del vapore acqueo atmosferico, con una risoluzione di 8 km, e misurare con estrema accuratezza le variazioni termometriche atmosferiche e terrestri; ciò ha permesso di segnalare foreste in fiamme e l'innalzamento di temperatura che precede di alcuni giorni una eruzione vulcanica. Si sono inoltre dimostrati molto utili nello scoprire e monitorare gli uragani, nel seguire i cambiamenti climatici; permettono inoltre l'analisi delle particelle solari emesse, per studiare gli effetti dell'attività solare sulle telecomunicazioni terrestri. |
Si tratta di una rete di 24 satelliti posizionati su 6 orbite circolari diverse intorno alla Terra a circa 20200 km di altezza e che completano 1 orbita in 12 ore. Realizzati inizialmente per scopi militari, grazie alla loro capacità di calcolare con precisione millimetrica la posizione di un corpo sulla superficie terrestre, sono poi stati utilizzati per scopi scientifici e commerciali: misura delle distanze fra le placche continentali e rilevamento delle coordinate di imbarcazioni petrolifere. Forniscono la longitudine, la latitudine e l'altezza del corpo, se almeno 4 satelliti ne stanno registrando la posizione, usando la seguente formula per ogni satellite: |
L'energia necessaria viene fornita da una superficie enorme di pannelli solari, che genereranno una potenza di 110kW, di cui 47.5kW utilizzati per gli esperimenti. La gravità presente nei laboratori è di 10-6g e rimane stabile per 30 giorni. Le antenne comunicano con la Terra ad una velocità di 43 Mbps in trasmissione e di 72 kbps in ricezione. L'orbita viene effettuata dalla ISS in circa 90 minuti, ad una velocità di 28000 km/ora, è circolare ad un'altezza di circa 402 km, cioè è una LEO (Low Earth Orbit=Orbita a bassa quota) ed ha una inclinazione rispetto all'equatore di 51.6°; tutto ciò le permette di osservare l'85% della superficie terrestre, dove vive il 95% della popolazione. |
Il laboratorio Raffaello è stato uno dei primi moduli ad essere assemblato alla struttura portante della ISS, mentre il modulo Leonardo è stato agganciato alla fine di aprile del 2001 dall'astronauta italiano Umberto Guidoni. Dal 2 novembre 2000, terminata la fase di assemblaggio dei vari moduli operativi e abitativi indispensabili (trasportati da circa 45 missioni shuttle), la stazione è continuamente abitata da almeno 2 astronauti, che vengono "sostituiti" ogni 6 mesi; nello stesso periodo sono cominciati gli esperimenti scientifici, che coprono quasi tutti i campi. In campo medico: si fanno studi sulla crescita dei cristalli proteici, utili per conoscere meglio le proteine, gli enzimi, i virus e i mattoni fondamentali della vita. Tali ricerche porteranno a studiare nuovi trattamenti per il cancro, il diabete, gli enfisemi ed i disordini immunitari. Effetti della gravità ridotta: vengono effettuate degli studi sulle colture di cellule che crescono in un'ambiente non "distorto" dalla gravità e sulle reazioni del corpo umano alla mancanza (o quasi) di gravità, con conseguenti alterazioni del ritmo cardiaco, indebolimento muscolare e decalcificazione delle ossa. Vengono studiati inoltre gli effetti della mancanza di gravità sulle piante e sugli animali. Se verrà montato un modulo rotante permetterà di simulare condizioni particolari di gravità, da 0 a 12 volte quella terrestre, per raccogliere informazioni utili ai futuri viaggi interplanetari. |
Dal punto di vista tecnologico si effettuano studi sulla combustione in assenza di gravità, in quanto l'assenza di convezione altera il processo di combustione e permette combustioni impossibili sulla Terra. Inoltre la mancaza di gravità permetterà di ottenere migliori leghe metalliche e di studiare la produzione di leghe che sulla Terra risultano difficilmente realizzabili, così come la realizzazione di materiali privi di scorie che troveranno applicazione ad esempio nei chips dei computers. |
Si tratta di 4 satelliti identici, anche per quanto riguarda gli 11 strumenti caricati a bordo di ognuno di essi, dell' ESA, messi in orbita il 16 luglio 2000 e il 9 agosto 2000 con due vettori Soyuz-Fregat dal cosmodromo di Baikonur, in Kazakistan. Si trovano su un'orbita polare ellittica che percorrono in 57 ore, ad una distanza che va da 19 mila km a 119 mila km. Poichè i satelliti sono molto vicini fra loro , anche se la distanza fra essi si può adattare alla scala spaziale del fenomeno da studiare, Cluster si può considerare come un unico strumento. |
La missione doveva durare 27 mesi (fino al dicembre 2005), ma sia per i risultati ottenuti che per le eccellenti condizioni dei singoli satelliti la missione à stata estesa fino al dicembre 2009. La missione consiste nello studiare in tre dimensioni la struttura su piccola scala relativamente alle interazioni spazio-temporali tra il vento solare e il campo magnetico terrestre vicino alla Terra, costruendo una dettagliata mappa tridimensionale di quest'ultimo; inoltre sta effettuando una approfondita analisi delle funzioni di distribuzione degli elettroni e degli ioni del vento solare. |
È un progetto ESA che continua il lavoro iniziato dagli ERS. Tale sonda è stata lanciata la notte del 28 febbraio 2002 con un vettore Ariane 5 da Kourou, Guiana francese e si è posizionato su un'orbita circolare polare attorno alla Terra, sincrona con il Sole, ad un'altezza di 800 km e con una inclinazione di 98.54o. Ogni 100 minuti compie un'orbita, con una velocità di circa 8 km al secondo; il 28 gennaio 2004 ha completato la sua orbita numero 10000! |
Raccoglierà dati sui parametri ambientali terrestri per almeno 5 anni; ma il suo lavoro non consiste solo nel monitorare le calotte polari e gli oceani, ma deve anche studiare le interazioni fra questi e la superficie terrestre; viene anche usato per il controllo e la mappatura del disboscamento del globo. Grazie ai suoi 10 strumenti, che possono lavorare contemporaneamente, è in grado di analizzare i processi biologici oceanici e la chimica dell'atmosfera. Fra tali strumenti ci sono: |
Si tratta di una missione congiunta ESA-Cina e segue lo stesso tipo di analisi della sonda Cluster, con cui lavora in "coppia", relativamente agli effetti del vento solare nelle vicinanze della Terra. Si chiama "double"in quanto costituita da due sonde lanciate rispettivamente il 29 dicembre 2003 (TC-1) e il 25 luglio 2004 (TC-2) con i vettori cinesi Lunga Marcia 2C. Si prevedeva che operassero per 18 mesi, ma la loro missione è stata prolungata fino al dicembre 2009. I loro obiettivi sono di studiare i processi presenti nella magnetosfera nella loro globalità e come questa interagisce alle interferenze interplanetarie. In particolare cercheranno di studiare i meccanismi che generano le tempeste magnetiche, di localizzare dove si originano e di studiare i processi fisici che subiscono le particelle durante tali le tempeste (accelerazione, diffusione, ...). |
Le due sonde si trovano su due orbite quasi perpendicolare:
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Si tratta di una missione che vuole testare alcuni aspetti della relatività generale di Einstein, in particolare deve verificare se la rotazione terrestre provoca una distorsione dello spazio-tempo simile al mulinello di un tornado (frame dragging). Tale effetto è stato osservato nel 1977 dall'equipe italiana dell'Università di Lecce, guidata dal Dottor Ignazio Ciufolini, grazie ai satelliti per geodesia Lageos 1 e Lageos 2; però l'incertezza sui valori ottenuti era oltre il 10%, troppo grande per esserne certi, il Gravity Probe B dovrebbe misurare tale distorsione con una precisione dell'1%. Il satellite è stato lanciato il 20 aprile 2004 con un vettore Delta II da Vandenberg, negli Stati Uniti, e si è posizionato su un'orbita quasi circolare attorno alla Terra (apogeo=645 km, perigeo=641 km), con una inclinazione sull'equatore di 90o ed un periodo orbitale di 97,6 minuti. |
Si è trattato della missione più costosa (700 milioni di dollari) e che ha richiesto la preparazione più lunga della storia della NASA (venne proposta dalla Stanford University nel 1959 e poi sempre rimandata). La missione è durata 18 mesi (si è conclusa nel marzo 2005) ma i primi 4 mesi sono serviti per rendere operativi gli strumentil, nei restanti mesi sono stati raccolti circa 1 Terabyte di dati, per analizzare i quali ci vorrà circa un anno: si pensa che i primi risultati si avranno nel luglio-agosto 2006 e probabilmente verranno resi noti all'inizio del 2007. |
È un progetto totalmente europeo, sarà costituito di 30 satelliti (27 operativi e 3 di riserva) in orbita attorno alla Terra a 24 mila km circa d'altitudine e con una inclinazione di 56o rispetto all'equatore; verranno poi probabilmente affiancati da altri 3-4 satelliti geostazionari. Il sistema coprirà l'intero globo, anche grazie ad una fitta rete di di stazioni di controllo a terra. Tali satelliti osserveranno il nostro pianeta 24 ore su 24 fornendo un sistema di navigazione satellitare ai trasporti su strada, marittimi e aerei, in quanto le posizioni saranno affette da un errore massimo di qualche metro. È un progetto per usi essenzialmente civili, infatti fornirà anche un servizio di rilevazioni di geodesia e di sincronizzazione degli orologi, a bordo di ogni satellite ci sarà un orologio atomico di elevata precisione. |
Il primo satellite è entrato in orbita il 28 dicembre 2005 e i lanci continuerrano fino a tutto il 2007, inizieranno ad operare entro la fine del 2008 e si prevede che funzioneranno a pieno ritmo per 20 anni; verranno offerti sia servizi gratuiti che a pagamento, con prestazioni nettamente migliori. Inizialmente è stato osteggiato dagli americani, ma in seguito ad accordi internazionali nel dicembre 2004 è stato firmato un accordo di collaborazione fra il GPS e Galileo. Tali accordi prevedono anche lo "spegnimento" di Galileo in caso di crisi internazionale. |
Tale missile è stato modificato grazie ai fondi della Planetary Society, una organizzazione privata senza fine di lucro per lo studio dello spazio (è stata a lungo diretta dall'astronomo e scrittore di fantascienza Carl Sagan). Purtroppo la sonda non è riuscita ad entrare in orbita alla distanza da Terra prevista (825 km), in quanto i motori del vettore si sono spenti dopo appena 83 secondi dal lancio; si sospetta che la sonda sia caduta nel mare di Barents o nell'arcipelago artico di Novaia Zemlia. Si trattava di un progetto russo realizzato nell'ambito di un programma internazionale costituito da un vascello spaziale dotato di di 8 vele a forma di petali, per un totale di 600 m2 di superficie, che si sarebbero dispiegate una volta nello spazio e che avrebbero "spinto" la navicellab di 40 kg, dimostrando l'efficacia del vento solare come motore propulsivo. |
Il nucleo centrale della sonda conteneva le 8 vele di mylar alluminate (pellicola in poliestere trasparente, antiaderente e inestensibile che permette la creazione di superfici perfettamente lucide; viene usata nelle maschere per saldatori e negli occhiali per osservare le eclissi solari), lunghe 15 m e spesse 5 micron, impacchettate singolarmente, oltre ai tubi cavi laterali alle vele che una volta gonfiati con l'azoto avrebbero permesso di muovere ogni singolo "spicchio" della vela. |
Naturalmente qui non sono elencati tutti i satelliti che si trovano in orbita attorno alla Terra, sia come rottami che come oggetti funzionanti; basti pensare a tutti i satelliti metereologici (Feng-Yun 1 e 2, GMS, ...), per le telecomunicazioni sia telefoniche che visive (ad esempio il satellite europeo-turco Bird lanciato il 28/09/03 utile anche per la ricetrasmissione di dati tramite Internet) e ai satelliti spia, di cui è impossibile avere notizie, tranne quando i loro frammenti minacciano le nostre teste. |
Sia l'ESA che gli altri enti spaziali mondiali posizioneranno in futuro molti satelliti attorno al nostro pianeta, la maggior parte saranno satelliti di telecomunicazione e metereologici, simili ad Artemis che in orbita a 31 mila km di distanza dal 30 novembre 2001 è stato utilizzato per la prima trasmissione di immagini mediante fascio laser, e MetOp 1 per le metereologia, entrambi dell'Esa.
Le immagini e parte delle informazioni presenti in questo file sono reperibili nei seguenti siti Internet:
nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/lunar
www.esoc.esa.de
envisat.esa.int
liftoff.msfc.nasa.gov/rsa
www3.northstar.k12.us/schools/ryn/spacerace/people
www.ksc.nasa.gov/history/apollo
www.shuttlepresskit.com/ISS_OVR/index.htm
spaceflight.nasa.gov/station
www.nasa.gov/mission_pages/station/main/index.html
ars.asi.it/esa/clusterII/clusterII.html
www.earth.nasa.gov
www.esa.int
sci.esa.int
www.gravityprobeb.com
www.planetary.org/solarsail
Siti in cui è possibile avere una cronologia delle missioni spaziali in tutto il sistema solare:
www.solarviews.com/eng/craft1.htm
www.planetscapes.com/solar/eng/craft2.htm
nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/chrono.html