L’Osservazione della Terra dallo spazio, un tempo limitata a poche immagini sgranate, è oggi diventata una scienza sofisticata che permette di monitorare in tempo reale i cambiamenti del nostro pianeta. I satelliti di osservazione terrestre sono oggi in grado di rilevare variazioni di temperatura, misurare l’umidità del suolo e persino calcolare lo spessore del ghiaccio. Queste “sentinelle spaziali” forniscono così dati cruciali per prevedere disastri naturali, ottimizzare l’agricoltura, gestire le risorse idriche e monitorare l’impatto del cambiamento climatico.
In questo articolo, realizzato attraverso la Ricerca dell’Osservatorio Space Economy della POLIMI School of Management, esploreremo cos’è e come effettivamente funziona l’osservazione della Terra, quali tecnologie la rendono possibile e come questi dati stanno ridefinendo la nostra capacità di comprendere e preservare il pianeta che chiamiamo casa.
L’Osservazione della Terra (OT), o Earth Observation (EO), indica l’insieme delle tecnologie di telerilevamento e dei sistemi di misura “in situ” utilizzati per rilevare e monitorare i fenomeni fisici, chimici e biologici del nostro pianeta. Questo include il controllo di elementi come il suolo, le acque (mari, fiumi, laghi) e l’atmosfera.
Quando l’OT avviene tramite satelliti, si parla di osservazione satellitare, che si basa su sensori di telerilevamento installati a bordo di satelliti (come quelli del programma europeo Copernicus, i Sentinel) per raccogliere dati ambientali. Questi dati, una volta elaborati, vengono inseriti in modelli complessi per generare informazioni e servizi. È il caso, ad esempio, di previsioni meteorologiche, simulazioni climatiche o analisi ambientali, che possono essere combinati con misurazioni effettuate direttamente sul campo.
L’Osservazione della Terra si basa sull’utilizzo di satelliti dotati di sensori che rilevano informazioni dal nostro pianeta da diverse prospettive. Questi possono essere Sensori SAR, Sensori ottici o multispettrali e Sensori termici e a microonde passive. Di seguito li analizziamo più nel dettaglio.
I sensori SAR operano indipendentemente da luce e condizioni meteorologiche, rendendoli ideali per monitoraggi continui. Questi radar inviano impulsi di microonde verso la Terra e analizzano il segnale riflesso, permettendo di creare immagini dettagliate della superficie terrestre di giorno e di notte, anche attraverso nuvole e pioggia. Sono particolarmente utili per rilevare deformazioni del terreno, monitorare ghiacciai, mappare inondazioni e identificare cambiamenti nell’uso del suolo.
Questi sensori catturano immagini utilizzando la luce visibile e il vicino infrarosso, producendo fotografie a colori reali o in false colorazioni che evidenziano specifiche caratteristiche. Richiedono luce solare e condizioni atmosferiche limpide per funzionare efficacemente. Possono distinguere diversi tipi di vegetazione, identificare corpi idrici, monitorare lo stato di salute delle colture e rilevare cambiamenti nella copertura terrestre con altissima risoluzione spaziale.
Si tratta di sensori che rilevano le emissioni naturali di calore (radiazione infrarossa termica) dalla superficie terrestre e dall’atmosfera, permettendo di misurare temperature e umidità. Possono funzionare anche in assenza di illuminazione solare, rendendoli preziosi per il monitoraggio notturno. I sensori termici sono essenziali per identificare incendi forestali, vulcani attivi, isole di calore urbano e correnti oceaniche, mentre i sensori a microonde passive sono fondamentali per misurare l’umidità del suolo, il contenuto di vapore acqueo atmosferico e lo spessore del ghiaccio marino.
Le agenzie spaziali internazionali hanno avviato una serie di programmi innovativi per migliorare il monitoraggio e la comprensione del nostro pianeta attraverso l’Osservazione della Terra.
Guardando al contesto europeo, il più rilevante è il già citato programma Copernicus, che è stato pensato e implementato in maniera tale da offrire a vari tipi di utenti l’accesso a dati sul nostro pianeta, attraverso la raccolta di dati di osservazioni satellitari e da sistemi in situ, come le stazioni di terra. Le infrastrutture relative a questo programma consistono in satelliti dedicati (i c.d. satelliti Sentinel) che, in sinergia con satelliti commerciali e pubblici già esistenti, forniscono una quantità importantissima di dati. Questi ultimi vengono poi analizzati ed elaborati da una vasta tipologia di attori, contribuendo all’offerta dei servizi correlati all’Osservazione della Terra.
Guardando invece al contesto nazionale, si menziona il programma COSMO-SkyMed (CSK) di proprietà e gestito dall’Agenzia Spaziale Italiana (ASI), è finanziato dal Ministero dell’Università e della Ricerca e dal Ministero della Difesa italiani. Si tratta di una missione di Osservazione della Terra, con scopi sia civili che militari, basata su una costellazione di satelliti con radar SAR operanti in banda X, che quindi riescono a collezionare dati anche attraverso le nuvole e in assenza di luce solare. Oggi la costellazione può contare su cinque satelliti operativi in orbita.
Infine, un’ulteriore iniziativa promossa dal governo italiano è la creazione di una costellazione nazionale di circa trenta satelliti di piccole e medie dimensioni chiamata IRIDE. Il programma è condotto con il supporto di ASI ed ESA ed è finanziato principalmente tramite i fondi del PNRR (Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza). A gennaio 2025 è iniziato il lancio dei satelliti della costellazione.
L’Osservazione della Terra è da sempre uno dei segmenti dell’economia spaziale che presenta più sinergie con diversi settori industriali, e con il progressivo ingresso di numerosi attori privati gli ambiti applicativi si sono man mano espansi. Oltre all’ambito della difesa, i dati e i servizi ottenuti tramite l’OT sono stati impiegati in sempre più numerosi settori verticali, come la gestione delle emergenze naturali, l’energia, la tutela ambientale, le infrastrutture e il settore finanziario. I benefici derivanti da questi servizi sono molteplici, come ad esempio il monitoraggio di un impianto fotovoltaico per una azienda operante nel settore delle energie rinnovabili, l’analisi della vegetazione di un terreno e della sua riflettività, o il tracciamento merci per analizzare e ottimizzare il trasporto lungo l’intera catena logistica. Altri settori possono beneficiare dei dati satellitari, come il settore delle infrastrutture e delle costruzioni o quello assicurativo, con quest’ultimo che può far leva sull’analisi di dati geospaziali per la valutazione del rischio. Infine, la combinazione di dati satellitari con altre tecnologie digitali, come l’AI, i Big Data e IoT, offre oggi un più ampio ventaglio di applicazioni nei settori più disparati.
Negli ultimi anni il mercato di Osservazione della Terra ha testimoniato una crescita molto importante, con un progressivo aumento di attori privati nel settore, e con la maggior parte delle agenzie spaziali che ha iniziato a adattare la propria strategia in tal senso, per mezzo di nuovi modelli di partenariato e mutando il proprio ruolo.
Guardando il mercato di Osservazione della Terra in Italia, questo prima di tutto presenta un ecosistema in piena linea con le caratteristiche del sistema produttivo nazionale, con una predominanza di piccole e medie imprese: la composizione vede una netta prevalenza di microimprese (68%), seguite da piccole (19%) e medie imprese (10%), mentre le grandi imprese rappresentano solamente il 3% della popolazione, nonostante queste realtà contribuiscano in maniera determinante al valore complessivo del mercato.
Secondo l’Osservatorio Space Economy, il mercato dell’Osservazione della Terra nel 2024 vale 290 milioni di euro, con una crescita rispetto all’anno precedente del 28%, perfettamente in linea con il mercato europeo, che secondo l’ultimo report EARSC valeva 2,27 miliardi di euro nel 2023.
Questi valori risultano importanti nel contesto sia continentale che globale, anche se sicuramente molto influenzati dalle risorse del PNRR. Il 2026, anno entro cui dovranno essere impiegate le risorse del PNRR, rappresenterà un momento cruciale per valutare il reale potenziale del mercato italiano e l’impatto del Piano nel promuovere una domanda privata solida e continuativa, elemento indispensabile per assicurare la sostenibilità del settore nel lungo periodo.
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