INNOVAZIONE

I fulmini visti dallo spazio: le spettacolari immagini del Lighting Imager

Lo strumento di osservazione della Terra realizzato da Leonardo nello stabilimento di Campi Bisenzio è in grado di “vedere” il rapido bagliore dei fulmini nell’atmosfera terrestre a bordo dei satelliti di Meteosat Third Generation dell’Agenzia Spaziale Europea ed Eumetsat e realizzati da Thales Alenia Space

04 Lug 2023

Paolo Marelli

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Rilevare con estrema precisione i fulmini dallo Spazio e prevenire – tra l’altro – danni e morti da questi fenomeni atmosferici: questo il risultato del Lightning Imager (Li), uno strumento di osservazione della Terra realizzato da Leonardo, nello stabilimento di Campi Bisenzio (Firenze), che da oltre 36.000 km dalla Terra, è in grado di vedere” il rapido bagliore dei fulmini nell’atmosfera terrestre a bordo dei satelliti di Meteosat Third Generation (Mtg-I), dell’Agenzia Spaziale Europea (Esa) ed Eumetsat e realizzati da Thales Alenia Space (joint venture 67%, Thales, 33% Leonardo). 

Uno strumento unico

L’Esa, in collaborazione con l’Organizzazione europea per l’esercizio dei satelliti meteorologici (Eumetsat), ha rilasciato le prime animazioni del Lightning Imager a bordo del primo satellite Meteosat di terza generazione (Meteosat Third Generation), lanciato il 13 dicembre 2022. 

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Primo in Europa e unico al mondo nel suo genere, lo strumento puà cogliere anche un singolo fulmine nel cielo, sia di giorno che di notte. Non solo, la durata del fulmine più breve in grado di identificare è pari a 0.6 millesimi di secondo, cioè 1.000 volte più rapido di un battito di ciglia. Soprannominato “fulminometro”, lo strumento raccoglierà i dati di oltre l’80% dell’emisfero terrestre, in particolare per l’Europa, il Nord Africa, parti del Medio Oriente e del Sud America. 

Quattro telescopi

Il Lightning Imager è composto da 4 telescopi, con 5 lenti ciascuno. Ogni telescopio potrà acquisire fino a 1.000 immagini al secondo. Una delle sfide più grandi per la realizzazione delle ottiche è stata quella di sviluppare un sistema in grado di “vedere” il breve lampo di un fulmine anche in situazioni di luce riflessa. Per esempio, quando nello Spazio il sole riflette direttamente sullo strumento o quando sulla Terra il sole riflette sugli oceani. 

Questo ostacolo è stato superato grazie a un sistema complesso di filtri che oscurano solo la luce di contorno e riconoscono invece quella del fulmine, insieme a un’elettronica di bordo in grado di calibrare la luminosita’ degli scatti e di ”autoregolarsi” in base allo scenario osservato. 

Meteo e traffico aereo

La rilevazione dei fulmini e i relativi dati poi analizzati, forniranno un prezioso supporto allo studio delle previsioni meteo a breve termine, come rilevare tempeste violente nelle fasi iniziali, e aiuteranno a comprendere l’influenza di tali fenomeni verso i cambiamenti climatici nell’atmosfera. 

I dati del Lightning Imager consentiranno ai meteorologi di proporre previsioni di forti temporali più realistiche, in particolare nelle aree remote e negli oceani dove le capacità di rilevamento dei fulmini sono limitate. Simonetta Cheli, direttrice dei programmi di osservazione della Terra dell’Esa, spiega: “Le animazioni mostrano la capacita’ dello strumento di rilevare in modo accurato ed efficiente l’attivita’ dei fulmini sull’intera area del campo visivo delle telecamere, che copre l’84 per cento del disco terrestre. ESA ed Eumetsat, insieme ai partner industriali europei, si impegnano affinche’ i vantaggi di una nuova tecnologia estremamente innovativa possano essere apprezzati dalle comunita’ e dai settori economici in Europa e non solo”.

Allo stesso tempo, il “cacciatore di fulmini” ricoprirà un ruolo fondamentale anche per la sicurezza del traffico aereo, dal momento che i fulmini rappresentano un alto rischio per la strumentazione di bordo dei velivoli. 

Il direttore generale di Eumetsat, Phil Evans, ha precisato che “i forti temporali sono spesso preceduti da bruschi cambiamenti nell’attivitaà dei fulmini. Osservando queste variazioni, i dati del Lightning Imager consentiranno ai meteorologi di fruire di ulteriori dati di previsione di forti temporali”.

Leonardo al lavoro

Leonardo realizzerà un totale di 4 Lightning Imager, uno per ogni satellite “imaging” di Mtg. A seguito del lancio di Mtg-1, Leonardo ha supportato Esa, Eumetsat e Thales Alenia Space durante le fasi di accensione, di test dello strumento in volo e sta attualmente seguendo le fasi di commissioning. 

Intanto, nello stabilimento alle porte di Firenze, sono iniziati i lavori sui successivi tre fulminometri che avranno le stesse caratteristiche del primo e saranno consegnati nel 2024 e nel 2025. 

Guia Pastorini, project engineering manager di Leonardo per il Lightning Imager, spiega che “il Lightning Imager è dotato di quattro sensori, ciascuno dei quali è in grado di catturare 1000 immagini al secondo, giorno e notte, e di rilevare anche un singolo fulmine più veloce di un battito di ciglia. Grazie alla capacità di calcolo a bordo del satellite, i dati vengono processati in modo da mandare sulla Terra solo le informazioni più utili, per il miglioramento delle previsioni meteorologiche”

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