RedazioneAlle Canarie, gli ingegneri di IACTec dell’Istituto di Astrofisica de Canarias (IAC) hanno progettato la prima camera infrarossa spaziale capace di fornire immagini nitide senza refrigerazione. Questa innovazione ha reso possibile il dispiegamento in orbita delle camere DRAGO dal 2021 e la sua unicità è stata riconosciuta a livello internazionale dall’Ufficio Europeo dei Brevetti. Un risultato che spinge l’osservazione della Terra verso soluzioni più compatte, efficienti e a basso costo.
Perché la prima camera infrarossa spaziale è diversa
Il team di IACTec ha sviluppato un metodo capace di calibrare le immagini in modo da compensare le brusche variazioni di temperatura che avvengono in orbita. Come spiega Carlos Colondro, ingegnere elettronico della divisione Spazio del centro e responsabile del progetto: “I satelliti a cui si accoppiano queste camere – tre fino a questo momento – descrivono orbite in cui metà del tempo sono al Sole, scottandosi, e l’altra metà del tempo al buio perché la Terra li blocca, per cui è una zona molto fredda”. Di conseguenza, il sistema deve mantenere la qualità dell’osservazione nonostante condizioni termiche estreme.
Dalle gelide ombre al calore del sole
Queste escursioni termiche si riflettono direttamente sul risultato finale. “L’immagine che prenderebbe il sensore della telecamera avrebbe molti difetti, pattern che non stiamo nemmeno osservando o pixel imperfetti”, osserva Colondro, paragonandole alle foto notturne di uno smartphone “rumorose”. “Queste immagini hanno sempre più grana di una scattata di giorno”, sottolinea. Tradizionalmente, il settore ha risposto con sistemi di refrigerazione integrati nei satelliti per stabilizzare i sensori.
Obiettivo low cost e miniaturizzazione
In questo progetto, però, l’inclusione di sistemi criogenici non era un’opzione, perché l’IAC punta a soluzioni di alta qualità a basso costo, compatibili con piattaforme ridotte. “Volevamo una fotocamera super piccola per un satellite molto piccolo, che pesasse poco, occupasse poco spazio e consumasse poca energia”, afferma Colondro. D’altro canto, ridurre massa, volume e potenza è cruciale per le missioni su piccoli satelliti.
Calibrazione in volo senza refrigerazione
La risposta ingegneristica è stata ripensare l’intero approccio: “abbiamo eliminato il sistema di refrigerazione e abbiamo compensato la mancanza di quel sistema con questo metodo di calibrazione”. In sostanza, l’avanzamento brevettato dall’IAC consiste in “l’applicazione di una serie di operazioni matematiche che si possono applicare a distanza, mentre la camera è in volo”. Questo consente di ottenere immagini infrarosse ad alta risoluzione “anche quando la temperatura sta ballando”.
Un aspetto rilevante è l’impatto sui prodotti di osservazione: l’istituto evidenzia di aver “ottenere dettagli nelle immagini che, altrimenti, sarebbero passati inosservati, allo stesso tempo che si è riusciti a migliorare la precisione di misurazioni concrete ottenute a distanza, come il livello di umidità della vegetazione osservata”.
Applicazioni e sfruttamento economico
La concessione della patente europea apre ora diverse strade per la valorizzazione della tecnologia. Da un lato, come indica Colondro, “si potrebbe estrapolare ad altre telecamere spaziali che si trovino in una situazione simile”. Inoltre, il potenziale è stato testato anche “a terra” in ambiti come la medicina o la sorveglianza vulcanologica.
“Anche se non abbiamo ancora nessuna richiesta concreta, crediamo che questa tecnologia possa avere applicazioni in ambienti industriali, automobilistico e di vigilanza ambientale”, aggiunge l’ingegnere. Successivamente, apre anche alla via imprenditoriale: “Potrebbe essere, perché ha un valore commerciale al di fuori della nostra ricerca”.
Vantaggi tecnici di Drago e osservazioni SWIR
Oltre al salto di qualità nelle immagini, le fotocamere che integrano questa soluzione beneficiano di una riduzione significativa di peso, volume e consumo di potenza. Sono proprio queste caratteristiche a consentire a DRAGO di osservare nell’infrarosso a onde corte (SWIR) da piattaforme satellitari di piccole dimensioni, rafforzando la vocazione senza refrigerazione e l’efficienza per missioni di osservazione della Terra.
In sintesi, la tecnologia messa a punto da IACTec-IAC ha permesso di portare in orbita camere DRAGO dal 2021, garantendo immagini infrarosse stabili e ad alta risoluzione senza ricorrere a sistemi di raffreddamento. La tutela dell’Ufficio Europeo dei Brevetti ne certifica l’unicità e apre la strada a nuove applicazioni, tanto nello spazio quanto a terra, con ricadute tecniche e industriali per l’intero settore.
