Copernicus CO2M misurerà l’emissioni antropiche dallo spazio

L’Agenzia spaziale europea ESA sta sviluppando un sistema di osservazione spaziale per la quantificazione delle emissioni di anidride carbonica (CO2) di origine antropica. Nell’ambito del programma, la missione CO2M (Copernicus Anthropogenic Carbon Dioxide Monitoring) sarà composta da due satelliti qualificati per operare come una costellazione per 7,5 anni in orbita, rilevando CO2 in atmosfera terrestre. Essi dovrebbero essere lanciati in sequenza nel 2026.

L’obiettivo di Copernicus CO2M

Per la prima volta CO2M è una missione satellitare che mira a misurare in modo specifico la quantità di anidride carbonica dannosa per il clima effettivamente rilasciata nell’atmosfera dalle attività umane. Le emissioni di CO2 sono infatti molto intense su una piccolissima frazione del territorio, in particolare nelle città e nella posizione di centrali elettriche e grandi impianti industriali. Il loro segnale nell’atmosfera genera un eccesso locale sotto forma di pennacchi sull’ambiente circostante. Grazie al campionamento dell’atmosfera con le immagini dei satelliti, si aumenterebbe la probabilità di individuare molti più pennacchi. Una costellazione di immagini satellitari consentirebbe allora una copertura frequente di tutta la superficie terrestre.

Copernicus CO2M: alla fine del 2025

Il progetto CO2M è realizzato da un consorzio industriale guidato da OHB. In qualità di appaltatore principale, OHB System AG è responsabile dei sistemi complessivi e sta sviluppando le piattaforme satellitari. Il valore totale dell’ordine è di 445 milioni di euro. Il principale subappaltatore è Thales Alenia Space come fornitore di carico utile. I satelliti CO2M saranno lanciati a una quota di 735 km dalla fine del 2025, pronti poi per l’uso nel 2026.

Ma in cosa si differenzia rispetto alle misurazioni a terra?

Sebbene le valutazioni a terra abbiano consentito di tracciare i cambiamenti generali nel contenuto di anidride carbonica nell’atmosfera, non è possibile contare sulle emissioni dei singoli paesi o anche delle singole regioni. La missione CO2M colmerà questa lacuna nel materiale di dati disponibile e consentirà di tracciare ed attuare al meglio gli obiettivi stabiliti nell’accordo di Parigi sul clima (fig 1). Copernicus CO2M stimerà un clima globale dei prossimi dieci anni riuscendo a ottenere con più precisione la percentuale di CO2 in atmosfera.

CO2M: da cosa sarà costituito

Thales Alenia Space consegnerà a OHB il carico utile di CO2M basato su un’architettura modulare e un design da costruire attorno a:

• Uno strumento combinato CO2/NO2 (anidride carbonica/biossido di azoto) costituito da uno spettrometro nel vicino infrarosso e nell’infrarosso a onde corte per misurare l’anidride carbonica atmosferica ad alta risoluzione spaziale.
• Un polarimetro Multi-Angle (MAP) basato su 4 telecamere identiche, contenuto in un’unità ottica dedicata.
• Un cloud imager (CLIM), derivato dallo strumento ProbaV collaudato in volo.

Copernicus e l’emendamento degli ultimi giorni

Thales Alenia Space ha siglato un emendamento del contratto per CO2M del valore di 169 milioni di euro con OHB System, primo contraente del progetto. Thales Alenia Space si occuperà dello sviluppo e qualifica dei payload per i due satelliti della missione CO2M, parte del programma europeo Copernicus. La firma di questo emendamento rappresenta il traguardo più importante nella missione CO2M. Infatti apre la strada alla qualifica e sviluppo dei due payload della missione CO2M: il Prototipo del Modello di volo (PFM – Protoflight Model) e il Modello di volo 2 (FM2 – Flight Model 2). I due payload saranno consegnati a metà del 2024 a OHB System per l’integrazione sui due satelliti con una successiva revisione finale nell’ottobre 2025.

Cosa riuscirà a fare CO2M

Il payload CO2M fornirà allo stesso tempo misure quantitative altamente accurate delle concentrazioni di CO2 e NO2 (utilizzando lo strumento CO2/NO2). Inoltre, sarà in grado di fornire misure della densità dell’aerosol, utilizzando lo strumento MAP, e di rilevare una mappatura delle nuvole con lo strumento CLIM. Questo garantirà la correzione degli errori nelle misurazioni della concentrazione di CO2.

Le nuove misurazioni di Copernicus

Le emissioni di CO2 fossile, ovvero le emissioni di CO2 derivanti da attività antropiche, inducono un incremento del carbonio esogeno nel sistema climatico. Con le nuovi dati della missione Copernicus, si ridurranno le attuali incertezze riguardo alle stime delle emissioni di anidride carbonica dalla combustione di combustibili fossili sia su scala nazionale che regionale. Questo servirà all’UE come fonte di informazioni unica per valutare l’efficacia delle misure politiche e per monitorarne l’impatto verso la decarbonizzazione dell’Europa e il raggiungimento degli obiettivi nazionali di riduzione delle emissioni.

Copernicus, l’espansione delle missioni Sentinel

La CO2M rappresenta in realtà una parte di una serie di missioni appartenenti a Sentinels, sviluppati dall’ESA. In aggiunta al monitoraggio della CO2, le altre missioni aiuteranno ad affrontare sfide come l’innalzamento del livello del mare e la diminuzione dei ghiacci polari. Attualmente sei missioni Sentinel Expansion, per affrontare la politica dell’UE, le lacune nelle esigenze degli utenti di Copernicus e per espandere le attuali capacità della componente spaziale.

La grande rivoluzione che introdurrà Copernicus CO2M sarà quella di mettere in pratica il monitoraggio dell’intero pianeta in pochi giorni. Il nuovo obiettivo, in un futuro non molto lontano, resitituirà i dati essenziali necessari per mappare le emissioni di gas serra dallo spazio.