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L’ESA progetta Galileo 2.0, Italia all’avanguardia nella ricerca satellitare

La costellazione di satelliti Galileo funzionerà perfettamente grazie anche al lavoro dei ricercatori dell'Università di Pisa, che hanno realizzato il software per controllare il buon funzionamento dei satelliti. Per chi non lo ricordasse stiamo parlando del sistema di navigazione europeo che si porrà quando attivo come alternativa del più noto GPS statunitense.

Galileo

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I ricercatori italiani del laboratorio di elaborazione dei segnali per telecomunicazioni, coordinato dal professore Marco Luise del dipartimento di Ingegneria dell'Informazione, hanno collaborato con l'Agenzia Spaziale Europea (ESA) per lo sviluppo del software – attività ora terminata con successo – e dall'inizio del 2015 hanno iniziato a collezionare ed elaborare i dati provenienti dallo Spazio in collaborazione con il Centro ESTEC dell'ESA.

Per avere qualche dettaglio in più sul ruolo dell'Italia in questo ambizioso progetto abbiamo intervistato il professore Marco Luise, che ci ha spiegato che "grazie al software sviluppato nell'ateneo toscano si potranno tenere costantemente sotto controllo i segnali emessi dai satelliti Galileo monitorandone in tempo reale l'accuratezza e la stabilità, parametri fondamentali per garantire la precisione dei navigatori satellitari. La visualizzazione dei dati avviene mediante appositi diagrammi che misurano i parametri di 'qualità' dei satelliti in modo da segnalare precocemente eventuali malfunzionamenti".

Luise ci spiega che il suo laboratorio ha iniziato a lavorare al progetto Galileo dieci anni fa, e in realtà quella che si è appena conclusa – rispetto alle sue attività ordinarie – è una delle attività più semplici in cui lui e i colleghi sono coinvolti. Riguarda una funzione importantissima che è quella del monitoraggio della vita dei satelliti, che è alta ingegneria “routinaria” più che di ricerca.

Da destra: il professore Marco Luise e Carmine Vitiello

Da destra: il professore Marco Luise e Carmine Vitiello, dottorando del dipartimento di Ingegneria dell'Informazione

Quello a cui stanno lavorando adesso Luise e i suoi collaboratori  però è un progetto ben più complesso e futuribile, ossia Galileo second generation (G2G), e cioè a come saranno i satelliti Galileo fra dieci anni. Stiamo parlando della generazione successiva di Galileo rispetto a quella che è ancora in piena fase di implementazione. La ricerca però funziona così, non a caso all'Università di Pisa Luise e i colleghi hanno iniziato a lavorare a Galileo "1.0" più di dieci anni fa.

"L'attività più interessante per noi – oltre all'aggiornamento del software di controllo che già abbiamo – è quella di ricerca su Galileo second generation" spiega Luise. Prima di tutto questo nuovo progetto svilupperà ancora di più la sfida della precisione di navigazione già intrapresa con l'attuale Galileo. Si ragionerà in termini di decine di centimetri di precisione e non di metri. In questo caso si aumenterà il numero di satelliti visibili dal navigatore: oltre ai satelliti Galileo (27 più 3 di backup) se ne aggiungeranno altri che permetteranno di ottenere maggiore precisione in situazioni difficili come i canyon urbani (le strade in mezzo ad altissimi grattacieli, come a Manhattan) dove la porzione di cielo visibile è limitata e risulta difficile triangolare i dati di quattro satelliti. In questi casi il livello di precisione scende, ma aggiungendo dei satelliti si avranno più probabilità di avere sempre a portata un numero sufficiente di dati.

"Una delle caratteristiche che giustifica maggiormente la second generation sarà la capacità di far funzionare i navigatori indoor, ossia in ambienti chiusi, cosa che a tutt'oggi non c'è e che probabilmente non ci sarà nemmeno con Galileo prima versione" svela Luise.

"Si farà un tentativo di far funzionare il segnale GPS di Galileo all'interno degli edifici una volta che la costellazione sarà completata, ma probabilmente non ci si riuscirà o ci si riuscirà solo parzialmente. Già i i navigatori attuali – specialmente quelli degli smartphone – hanno due modalità di funzionamento. Una è quella autonoma in cui si vedono solo  i satelliti Galileo o GPS, poi c'è la modalità assistita (A-GPS) che è quella in cui i dati sul posizionamento dei satelliti arrivano via Internet. In questo modo è più facile 'cercare' i satelliti e forse con Galileo si riuscirà a trovarli e sfruttarli anche in ambienti chiusi – in questo momento nessuno lo sa con certezza". Con Galileo second generation questa funzione dovrà essere ben più affinata, e sarà la sfida più difficile.

La strada in teoria più facile sarebbe quella di mandare in orbita satelliti più grandi e più potenti, ma si avrebbe un forte impatto sul peso e quindi sui costi di lancio. La sfida è trovare un modo per ottenere lo stesso risultato senza la forza bruta, ma lavorando sui segnali radio:è questa la ricerca in cui sono impiegati Luise e i colleghi.

Il progetto Galileo second generation prenderà forma almeno a una decina di anni a partire da oggi, e per il momento non ha senso dare una tempistica precisa alla luce delle vicissitudini del progetto Galileo prima versione. Però grazie alle informazioni che ci ha dato il professore Luise abbiamo un panorama del futuro molto interessante. Ci vuole solo un po' di pazienza.