È stato lanciato con successo il satellite CSES-02 (China Seismo-Electromagnetic Satellite-02), secondo della serie CSES e frutto della cooperazione tra l’Agenzia Spaziale Italiana (ASI) e la China National Space Administration (CNSA). Alla missione partecipa un’ampia componente scientifica italiana, che opera nell’ambito della collaborazione Limadou, una rete coordinata dall’ASI con l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), l’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), e il contributo dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV), del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR – IFAC) e delle università italiane dell’Aquila, Bologna, Roma Tor Vergata, Torino, Trento e l’Università Telematica Internazionale UniNettuno.
CSES-02 opererà in tandem con il satellite gemello CSES-01, lanciato nel 2018 e ancora operativo. L’obiettivo della missione è l’osservazione e l’analisi di fenomeni ionosferici e magnetosferici legati a eventi geofisici estremi come i terremoti, nonché a fenomeni atmosferici e di Space Weather, come le tempeste geomagnetiche e le particelle solari ad alta energia.
La partecipazione italiana alla missione, guidata da ASI, vede il nostro Paese in prima linea nello sviluppo tecnologico e scientifico. Due degli undici strumenti a bordo del satellite sono stati progettati e realizzati in Italia: HEPD-02 (High-Energy Particle Detector), rivelatore di particelle di alta energia sviluppato dall’INFN in collaborazione con il CNR e il mondo accademico e EFD-02 (Electric Field Detector), realizzato congiuntamente da INFN e INAF per la misura del campo elettrico, entrambi riprogettati per incrementarne le prestazioni e l’informazione scientifica contenuta nei dati. Grazie a questi strumenti, CSES-02 sarà in grado di esplorare nuove frontiere nella comprensione dei fenomeni fisici che avvengono tra litosfera, atmosfera e ionosfera, con particolare attenzione alla ricerca di possibili correlazioni spazio-temporali con eventi sismici intensi. La missione rappresenta un esempio concreto di come la cooperazione scientifica internazionale possa tradursi in progresso tecnologico e nella capacità di affrontare questioni cruciali come il monitoraggio ambientale, la previsione dei rischi naturali e la comprensione dell’interazione Terra-Spazio, grazie all’impegno coordinato di agenzie, enti di ricerca e università.
“Il lancio della missione CSES-02 rappresenta un momento di orgoglio per l’Agenzia Spaziale Italiana che ha guidato la realizzazione di tutti gli strumenti italiani a bordo del satellite, progettati, realizzati e testati nei laboratori degli istituti coinvolti, a dimostrazione della straordinaria capacità del nostro sistema di ricerca”, ha dichiarato Francesco Longo, responsabile dell’unità Osservazione della Terra dell’Agenzia Spaziale Italiana. “I dati della missione saranno a diposizione della comunità tramite il centro dati SSDC dell’ASI, nell’ottica di promuovere ricerche multidisciplinari nell’ambito della geofisica, della fisica della ionosfera e dello Space Weather”.
“Con il lancio di CSES-02 prende forma la prima costellazione satellitare destinata allo studio dallo spazio dei fenomeni geofisici rapidi. L’analisi dei dati raccolti dal gemello CSES-01 ha portato in meno di sette anni alla pubblicazione di più di 200 articoli scientifici di elevata qualità”, ha commentato Roberto Iuppa, responsabile nazionale per l’INFN del progetto. “Oggi, grazie all’aumentata sensibilità e al minore tempo di rivisitazione, le prospettive scientifiche di questa missione migliorano ulteriormente. L’INFN è stato responsabile dello sviluppo degli strumenti HEPD-02 (High-Energy Particle Detector) ed EFD-02 (Electric Field Detector), due apparati di misura con prestazioni senza precedenti”.
“L’INAF, in collaborazione con l’INFN ed il supporto dell’ASI, ha sviluppato e qualificato lo strumento EFD-02 per la misura del campo elettrico mettendo in campo la storica competenza in esperimenti di fisica del plasma spaziale. EFD-02 arricchisce e completa la notevole concentrazione di strumenti a bordo di CSES conferendo alla missione la possibilità di inediti risultati scientifici interdisciplinari”, ha dichiarato Piero Diego, Primo Tecnologo dell’INAF e Deputy-PI dello strumento EFD-02.
Cos’è CSES e cosa studia
Il 14 giugno 2025 è programmato il lancio del secondo satellite della costellazione CSES (China Seismo-Electromagnetic Satellite), denominato CSES-02.
Questo satellite, frutto della collaborazione tra l’Agenzia Spaziale Cinese (CNSA) e quella Italiana (ASI), opererà insieme a CSES-01, lanciato nel 2018 e tuttora operativo. La missione è volta a studiare fenomeni elettromagnetici, ionosferici e magnetosferici associati ai terremoti cercando possibili correlazioni spazio-temporali con l’insorgere di eventi sismici di forte intensità. La missione studia anche i fenomeni ionosferici legati ad altre attività geofisiche e di Space Weather, come le tempeste geomagnetiche, le particelle solari di alta energia. CSES-02 sarà inserito in un’orbita polare a circa 500 km di quota, analogamente a CSES-01 ma sfasato di 180°. Operando in tandem con il primo satellite ne risulterà un “rivisiting time” più breve (circa 2.5 giorni invece di 5 della singola missione), inoltre CSES-02 sarà operativo a tutte le latitudini; quindi, permetterà una maggiore copertura geografica.
La strumentazione scientifica di CSES-02 condivide la filosofia di CSES-01, ma con alcune novità significative, con un totale di undici strumenti principali a bordo, dedicati a diverse misure fisiche. In particolare l’Italia ha realizzato direttamente due strumenti a bordo: HEPD-02 il rivelatore di particelle ad alta energia e EFD-02 per la misura del campo elettrico.
La partecipazione italiana alle missioni CSES, denominata Collaborazione Limadou, è coordinata dall’ASI (Agenzia Spaziale Italiana) e vede la partecipazione di INFN (coordinatore scientifico), INAF, INGV, CNR e diverse università italiane. Li Madou è il nome in lingua mandarina di Matteo Ricci, il gesuita italiano che nel XVI secolo fu tra i primi a creare un ponte culturale tra Italia e Cina.
Chi partecipa dall’Italia a CSES-02
Di seguito i principali attori e i rispettivi ruoli:
- Agenzia Spaziale Italiana (ASI) – Responsabile del coordinamento con la CNSA cinese. ASI finanzia il progetto tramite accordi e gestisce l’acquisizione, il processamento e la distribuzione dei dati scientifici attraverso il proprio centro SSDC (Space Science Data Center).
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) – Principale partner tecnico-scientifico dell’ASI nel progetto CSES. Cura la progettazione, la realizzazione ed il test di HEPD-02 e, in collaborazione con INAF, del nuovo EFD-02.
- Istituto Nazionale di Astrofisica – tramite IAPS/INAF (Roma) – Ha collaborato con l’INFN allo sviluppo e al test del rivelatore EFD-02, ed è responsabile delle attività di analisi dati e interpretazione scientifica dei dati ionosferici e magnetosferici, forte dell’esperienza astrofisica nelle osservazioni satellitari dei fenomeni solari e astrofisici.
- Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) – Contribuisce con la sua esperienza nel dominio dei fenomeni sismici e geomagnetici. L’INGV partecipa all’analisi dei dati e allo sviluppo di modelli fisici.
- Consiglio Nazionale delle Ricerche – IFAC/CNR – Il CNR ha collaborato nello sviluppo strumentale ed il test di HEPD-02.
- Università e altri enti di ricerca – Diverse università italiane sono parte integrante della collaborazione Limadou, fornendo gruppi di ricerca e competenze specifiche. In particolare, l’Università dell’Aquila, l’Università di Bologna, l’Università di Roma Tor Vergata, l’Università di Torino, e l’Università di Trento partecipano sia allo sviluppo hardware (in sinergia con le sezioni INFN locali) sia all’analisi scientifica dei dati e alla modellizzazione dei fenomeni geofisici osservati. Anche l’Università Telematica Internazionale UNINETTUNO è coinvolta, contribuendo a progetti di analisi dati e formazione specialistica nell’ambito del programma CSES.
Gli strumenti italiani a bordo di CSES-02
L’Italia, attraverso la collaborazione Limadou formata da ASI, INFN, INAF, CNR, INGV insieme a varie università, ha sviluppato qualificato e calibrato in Italia due degli undici strumenti a bordo:
- HEPD-02 rivelatore di particelle di alta energia. Questo strumento è progettato per misurare con grande precisione flussi di particelle, permettendo alla missione di investigare le emissioni e i movimenti delle particelle attorno alla Terra, fornendo un quadro completo dalla bassa all’alta energia.
- EFD-02 per la misura del campo elettrico. Questo strumento di seconda generazione presenta significative migliorie tecniche rispetto ai predecessori, permettendo a CSES-02 di ottenere dati di qualità superiore e di affrontare quesiti scientifici rimasti aperti dopo la prima missione.
I risultati scientifici di CSES-01
CSES-01 ha prodotto risultati scientifici significativi in due principali ambiti: fenomeni geofisici e sismici, e fisica dei raggi cosmici e dello Space Weather. Nel primo ambito, uno dei contributi più rilevanti è stato lo sviluppo di un modello che descrive l’accoppiamento tra litosfera, atmosfera e ionosfera durante eventi sismici. I dati raccolti da CSES-01 hanno confermato che onde acustico-gravitazionali generate da forti terremoti e esplosioni vulcaniche possono propagarsi fino alla ionosfera, causando variazioni nei parametri ionosferici pochi minuti dopo il sisma. Sebbene non siano stati identificati precursori sismici chiari e ripetibili, la missione ha esplorato a fondo tale possibilità, suggerendo che se tali effetti esistono, potrebbero essere molto deboli o rari, richiedendo strumenti più sensibili come HEPD-02 ed EFD-02. Tra gli eventi geofisici osservati, l’eruzione del vulcano sottomarino Hunga Tonga nel gennaio 2022 ha mostrato oscillazioni nel campo elettrico e magnetico a bassa frequenza, confermando la capacità dei satelliti CSES di monitorare perturbazioni atmosferiche e ionosferiche globali causate da eventi estremi.
Nel contesto della fisica dei raggi cosmici e dello Space Weather, CSES-01 ha esteso l’osservazione dei raggi cosmici a bassa energia in orbita bassa, in particolare registrando flussi di protoni cosmici durante il minimo solare (2018-2022), permettendo confronti con modelli di propagazione eliosferica e con dati di altre missioni (come PAMELA e AMS-02). La missione ha inoltre documentato eventi solari estremi, come il Ground Level Enhancement (GLE) del 28 ottobre 2021, fornendo preziose informazioni sulla propagazione delle particelle solari e la loro interazione con il campo magnetico terrestre. CSES-01 ha anche esplorato l’interazione onda-particella nelle fasce di Van Allen, osservando come tempeste geomagnetiche e sorgenti terrestri, come trasmettitori radio a bassa frequenza (VLF), influenzino il contenuto di particelle intrappolate. Un risultato peculiare è stata la rilevazione di fasce di radiazione artificiali indotte da emissioni VLF terrestri e l’identificazione di precipitazioni elettroniche indotte da fulmini su scala globale. Inoltre, CSES-01 ha esplorato l’influenza di fenomeni astrofisici estremi, come lampi gamma, rilevando le perturbazioni ionosferiche associate, dimostrando così la sensibilità della missione anche a eventi di origine astrofisica.
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