Le osservazioni satellitari in formazione tandem rappresentano uno degli strumenti più efficaci per studiare la dinamica dei ghiacciai. Due satelliti analizzano la stessa area della Terra a distanza di poche ore o di un solo giorno, consentendo agli scienziati di confrontare le immagini radar e misurare con estrema precisione il movimento del ghiaccio, le deformazioni della superficie e lo spostamento della cosiddetta grounding line, cioè il confine dove il ghiaccio smette di essere ancorato al suolo e comincia a galleggiare sull’oceano. Si tratta di informazioni fondamentali per comprendere, ad esempio, l’evoluzione delle calotte polari e il loro contributo all’innalzamento del livello dei mari.
Considerati questi vantaggi, l’Agenzia Spaziale Europea ha recentemente ricreato una configurazione orbitale già sperimentata con grande successo trent’anni fa. Durante la fase di messa in servizio del satellite della costellazione Copernicus Sentinel-1D (chiamata commissioning), a maggio scorso, l’Esa ha temporaneamente affiancato in formazione ravvicinata il gemello Sentinel-1C, lanciato a fine 2024. Oltre a permettere la calibrazione incrociata dei due satelliti e la verifica delle loro prestazioni interferometriche, la configurazione ha consentito di ottenere due immagini radar della stessa regione dell’Antartide a distanza di appena un giorno. In parallelo, L’Esa ha impiegato anche il satellite Sentinel-1A , prima della sua recente dismissione, per operare insieme a Sentinel-1C nella configurazione standard con intervallo di rivisitazione di sei giorni, rendendo la mole di dati utili ancora più corposa.
Non è una novità, questo tipo di operazione venne attuata per la prima volta nei primi anni ’90, utilizzando i due satelliti europei più avanzati all’epoca: Ers-1, lanciato nel 1991, ed Ers-2, entrato in servizio nel 1995. Anche in quel caso, una geometria orbitale particolare era stata impostata per consentire due acquisizioni della stessa regione terrestre, con uno scarto temporale di appena 24 ore.
Grazie a questo metodo fu possibile seguire con continuità quei fenomeni naturali che evolvono e mutano rapidamente, aprendo a nuove prospettive di ricerca, soprattutto nello studio delle regioni polari.
La formazione venne mantenuta per circa nove mesi, restituendo agli scienziati una mole di dati ravvicinati nel tempo che non aveva precedenti.
Grazie al successo dell’iniziativa, nel 2008 si procedette a una seconda campagna osservativa simile, utilizzando di nuovo l’Ers-2 insieme al satellite Envisat.
Oggi, con Sentinel-1C e Sentinel-1D, l’approccio viene riproposto per una nuova campagna osservativa, ma sfruttando una nuova generazione di strumenti radar, caratterizzati da prestazioni superiori e da una maggiore precisione nelle misure interferometriche.
Le osservazioni ottenute durante questa recente campagna mostrano chiaramente il valore della tecnica. In Antartide, gli interferogrammi acquisiti sui ghiacciai della piattaforma glaciale Scar Inlet, ciò che resta della Larsen B, e sull’Evans Ice Stream, nell’Antartide occidentale, evidenziano importanti cambiamenti avvenuti negli ultimi trent’anni. Le immagini più recenti rivelano infatti vaste fratture e profonde spaccature che non erano presenti nelle osservazioni del 1995.
Questo indebolimento della piattaforma ha facilitato l’accelerazione e l’assottigliamento dei ghiacciai che la alimentano, aumentando il flusso di ghiaccio verso il mare e quindi favorendo l’arretramento verso l’interno della grounding line. Si tratta di uno degli indicatori più significativi della perdita di stabilità delle masse glaciali.
Le tre scansioni, la prima a sinistra ottenuta con un intervallo di sei giorni e le successive di 24 ore, mostrano i movimenti della Evans Ice Stream (Flusso Glaciale Evans), in Antartide. Si tratta di una fascia relativamente stretta in cui il ghiaccio scorre molto più velocemente rispetto a quello circostante della calotta. Con le immagini radar dai satelliti è stato possibile identificare i rapidi spostamenti mareali e le conseguenti deformazioni in alcuni punti, evidenziati con le frecce (Crediti: Esa, Enveo)
«L’osservazione quasi simultanea dei tre satelliti Sentinel-1 ci ha offerto una rara opportunità di monitorare la dinamica dei ghiacciai e delle calotte polari su diverse scale temporali» , ha spiegato Dirk Geudtner, System Manager di Sentinel-1 dell’Esa. «Ricreando l’intervallo di un giorno tra le osservazioni, Sentinel-1C e Sentinel-1D hanno riproposto le condizioni che resero la missione tandem Ers-1–Ers-2 una svolta nello studio del movimento dei ghiacciai e nella mappatura delle linee di messa a terra».
Secondo Thomas Nagler, amministratore delegato di Enveo e membro del Mission Advisory Group dell’Esa per Sentinel-1 Next Generation e Rose-L, ridurre l’intervallo di rivisitazione da sei giorni a uno solo permette di monitorare con molta maggiore accuratezza le zone di taglio, i ghiacciai in rapido movimento e gli ice stream attraverso le tecniche interferometriche.
Le misure della velocità di scorrimento dei ghiacciai e dei flussi glaciali (ice streams), insieme al monitoraggio della posizione della grounding line, costituiscono indicatori fondamentali di come le calotte glaciali stiano rispondendo al riscaldamento climatico. Combinando queste informazioni, gli scienziati possono stimare le variazioni del bilancio della massa delle calotte, definendo quanta viene trasferita all’oceano e, di conseguenza, migliorare le previsioni sull’innalzamento futuro del livello del mare.
L’esperienza maturata con Sentinel-1 ha definito un nuovo standard per la qualità delle prestazioni interferometriche radar lungo l’intero processo: dall’acquisizione dei dati alla loro elaborazione.
Sulla base di questo modo di procedere, anche Sentinel-1 Next Generation , che proseguirà le attività nell’ambito del programma Copernicus, potrà garantire la continuità delle osservazioni in banda C, offrendo però capacità operative superiori, per rispondere alla crescente esigenza di dati più accurati e dettagliati da parte degli utenti e della comunità scientifica.
Guarda una video scheda che mostra le prime immagini prodotte dal satellite Sentinel-1D con il radar Sar: 👉
Foto in cima all’articolo: ricostruzione artistica di Sentinel-1D mentre opera in orbita. E’ tra i satelliti impiegati nella recente campagna osservativa ‘in tandem’ delle calotte polari
Credit: Esa
