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Lanciato MSG-4, il nuovo satellite meteorologico per l'Europa

Lanciato MSG-4, il nuovo satellite meteorologico per l'Europa

Suggestiva immagine Terra-Satellite meteoIl sistema Meteosat è una costellazione di satelliti artificiali meteorologici geostazionari gestita da EUMETSAT (European Organisation for the Exploitation of Meteorological Satellites) e a metà Luglio 2015 l'agenzia spaziale europea (ESA) ha lanciato con successo in orbita un nuovo satellite meteorologico.

L'ultimo della serie Meteosat Second Generation è decollato su un vettore Ariane 5 dallo spaceport europeo nella Guyana francese. Trascorsi 40 minuti dal lancio si è separato dal razzo e nei giorni successivi è stato condotto nella orbita geostazionaria, a 36 mila chilometri sopra l'equatore.

Gli strumenti di MSG-4 saranno utilizzati per fornire una copertura in Europa e in Africa ogni 15 minuti e una scansione più rapida in Europa ogni cinque minuti. Il sistema sarà anche in grado di segnalare tempestivamente eventi meteorologici estremi. Intanto una terza generazione di satelliti Meteosat dovrebbe entrare in servizio alla fine del decennio.

Un'orbita geostazionaria (in inglese: Geostationary Earth Orbit o GEO) è un'orbita circolare ed equatoriale, situata come detto ad una altezza tale che il periodo di rivoluzione di un satellite che la percorre coincide con il periodo di rotazione della Terra. È un caso particolare di orbita geosincrona e viene definita geostazionaria perché per un osservatore a terra, il satellite appare fermo in cielo, sospeso sempre al di sopra del medesimo punto dell'equatore, muovendosi alla stessa velocità angolare della Terra.


Per pianeti diversi dalla Terra, tale orbita è anche detta isosincrona, ma non per tutti è possibile che vi sia un'orbita stazionaria, in quanto la loro velocità di rotazione può essere tale da richiedere che il satellite stia in un'orbita troppo vicina oppure troppo lontana per essere stabile.

Non è difficile dimostrare la "famosa" quota dei (circa) 36 mila km. Il satellite deve infatti percorrere l'orbita in un tempo uguale al giorno siderale, che è T = 23 h 56 min 4,09 s = 86164,09 secondi.

Il raggio di tale orbita può essere determinato mediante la seconda legge della dinamica, la quale ci dice che una forza (F) è uguale alla massa per l'accelerazione. Poniamo m = massa del satellite, r = raggio dell'orbita del satellite. In Fisica si sa che per un'orbita circolare l'accelerazione è pari a r*ω2, dove ω = velocità angolare = 2π/T. Quindi per il satellite la seconda legge della dinamica si scrive F = m*a = m*r*ω2. Ma tale forza dev'essere uguale alla forza di gravità, se vogliamo che il satellite non precipiti sulla Terra e non sfugga via per sempre nello spazio. E così dev'essere anche:

m*r*ω2 = (m*MT*G)/r2

Intanto osserviamo che la massa del satellite compare in entrambi i lati dell'equazione e quindi si elimina (questo vuol dire che non importa quale sia la massa del satellite: il risultato è sempre quello). E si ha: r*ω2 = MT*G/r2. Naturalmente MT è la massa della Terra, mentre G = costante di gravitazione universale. Si ottiene dunque:

r = ((MT*G)/ω2)1/3

Cioè la radice cubica del rapporto tra il prodotto della massa della Terra e G e la velocità angolare al quadrato. Abbiamo tutti i dati e si trova r = 42168 km. Questo è il raggio che deve dunque avere l'orbita del nostro satellite geostazionario. Ma questo raggio è rispetto al centro della Terra e quindi per avere la quota dalla superficie dobbiamo togliere il raggio terrestre (circa 6378 km) e si ha 42168 - 6378 = 35790 km.