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CubeSat ‘bucolici’

Crediti: NASA

Ottimizzare i raccolti e nel contempo ridurre l’impronta ecologica, favorendo la diffusione di sistemi agricoli sostenibili: due obiettivi che possono essere raggiunti grazie alle applicazioni derivanti della tecnologia spaziale, come dimostra un recente studio curato dall’Università dell’Illinois e pubblicato su uno dei periodici dell’Ieee (Institute of Electrical and Electronic Engineers).

La ricerca, che si basa sui satelliti CubeSat, è illustrata nell’articolo “Detecting In-Season Crop Nitrogen Stress of Corn for Field Trials Using Uav- and CubeSat-Based Multispectral Sensing”, disponbile su Ieee Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing.

I piccoli satelliti, infatti, si sono dimostrati particolarmente versatili nel monitoraggio delle colture, in particolare nella rilevazione dello stress derivante dall’eccessivo utilizzo di fertilizzanti a base di azoto sulle coltivazioni di mais. Dosare opportunamente questo tipo di sostanze è sempre stato cruciale per gli agricoltori e quindi il supporto dei CubeSat può fare la differenza in una procedura molto delicata: i piccoli satelliti possono individuare lo stress da azoto ad inizio stagione, in modo che i coltivatori siano in grado di pianificare la somministrazione dei fertilizzanti in quantità adeguata, senza dover aspettare il momento del raccolto per rendersi conto se hanno esagerato o meno.

I CubeSat si sono rivelati lo strumento ideale per quest’attività, risultando più efficaci rispetto ai satelliti e ai droni; i primi, infatti, non possono sempre garantire un passaggio costante sulla stessa zona della Terra, mentre i secondi sono in grado di controllare solo aree molto circoscritte. Invece, i CubeSat possono ‘far visita’ ad una medesima località in brevi intervalli di tempo e inquadrarla con una risoluzione fino a 3 metri; in questo modo, lo stress da azoto delle colture può essere tenuto sotto controllo pressoché in tempo reale.

Il team della ricerca ha testato le capacità dei CubeSat sul campo, utilizzando un’area coltivata sperimentale in Illinois dove le piante si trovavano in differenti condizioni rispetto alla somministrazione di fertilizzanti; le prove sono state effettuate nel 2017 e hanno assunto come parametro il contenuto di clorofilla nel mais, un indicatore utile per verificare l’eventuale stress da azoto.

L’utilizzo dei piccoli satelliti consente, quindi, di determinare quali piante necessitino effettivamente di essere concimate, razionalizzando le procedure agricole e contenendo l’impatto ambientale. Il largo impiego di fertilizzanti a base di azoto si deve al loro basso costo, che induce i contadini ad usarli in maniera eccessiva per favorire il raccolto. I test effettuati con i CubeSat sono stati ripetuti anche con i droni, che si sono rivelati anch’essi efficaci – fermo restando che non possono agire su aree molto estese. Gli autori del saggio ritengono che queste applicazioni, oltre ad avere un impatto positivo sull’ambiente, diano un significativo apporto anche nella modellistica relativa agli ecosistemi.

Uno dei CubeSat utilizzati per lo studio (Crediti: Planet Labs Inc.)

Valeria Guarnieri: Nata in tempo utile per vivere sin dall'inizio il fenomeno Star Wars, lavora in ASI dal 2000 e dal 2011 si occupa di comunicazione web presso l'Unità Multimedia dell'ente. Dedica la maggior parte del tempo libero alla montagna, suo grande amore.