Il Sistema Cospas-Sarsat 

Il COSPAS-SARSAT è un Sistema Satellitare Internazionale progettato per assistere le operazioni di ricerca e soccorso, ideato da CANADA, FRANCIA, USA e RUSSIA. Al Sistema si sono associati numerosi altri Paesi del Mondo. Il Sistema si prefigge di fornire rapidamente dati di localizzazione di vettori in pericolo alle squadre impegnate nelle operazioni SAR (Ricerca e Soccorso). 

Un rapido intervento delle squadre SAR aumenta la percentuale di sopravvivenza delle persone coinvolte, inoltre, la localizzazione di un incidente riduce sia i costi delle operazioni sia i rischi a cui sono esposte le squadre impiegate per le operazioni di ricerca e soccorso. Per conseguire queste finalità, il sistema utilizza tre componenti: i Trasmettitori di Emergenza, i Satelliti e le Stazioni Riceventi Terrestri. I trasmettitori, denominati Beacon, operano su due frequenze: 406 MHz (digitale) e 121.5 MHz (analogica, utilizzata per la ricerca radiogoniometrica). 

I Beacon, in base all'utilizzo, sono suddivisi in EPIRB, ELT o PLB e trasmettono il segnale sulla frequenza digitale a 406 MHz. Il segnale è ricevuto dai satelliti LEO e GEO, rispettivamente satelliti ad orbita polare bassa e satelliti geostazionari, equipaggiati con apparecchiature che provvedono a rilanciare la trasmissione alle stazioni terrestri denominate LUT (Terminali di Uso Locale). Le LUT elaborano il segnale ricavandone i dati di localizzazione (Coordinate Geografiche) che trasmettono agli MCC (Centro di Controllo Missioni) associati. Il Centro di Controllo Missioni ritrasmette la localizzazione ad altri MCC o agli SPOC (Punti di Contatto per la Ricerca ed il Soccorso) della propria area di servizio o agli RCC (Centro Coordinamento di Soccorso) per le successive azioni di soccorso.

Video presentazione del sistema COSPAS-SARSAT

SISTEMA LEOSAR (Satelliti ad Orbita Polare Bassa)

Il COSPAS-SARSAT ha dimostrato che la ricezione e la localizzazione dei segnali dei trasmettitori satellitari a 406 MHz possono essere facilitate dal monitoraggio globale effettuato da satelliti posizionati alle basse altitudini e con orbite quasi polari. La copertura completa della Terra, comprese le Regioni Polari, può essere acquisita utilizzando dei beacon di emergenza operanti sulla frequenza digitale a 406 MHz. Con i beacon di vecchia generazione, operanti sulla frequenza analogica a 121,5 MHz, la copertura del Sistema non era globale, poiché la ricezione del segnale di allerta dipendeva dalla reciproca visibilità del satellite, beacon e stazione terrestre ricevente. La cessazione dell’elaborazione satellitare delle frequenze analogiche a 121,5/243 MHz è terminata il 1° Febbraio 2009. Il Cospas-Sarsat ha deciso di terminare l’elaborazione delle frequenze analogiche in risposta alle linee guida fornite dall’Organizzazione Internazionale dell’Aviazione Civile (ICAO) e dalla Organizzazione Marittima Internazionale (IMO). Tali Organizzazioni, responsabili in materia di sicurezza aeronautica e marittima, hanno riconosciuto le limitazioni dei trasmettitori a 121,5/243 MHz e le superiori capacità della frequenza digitale a 406 MHz. 

L’uso del Cospas-Sarsat da parte delle Organizzazioni SAR è cominciato il 9 Settembre 1982 allorquando si verificò un crash aeronautico in Canada in cui tre persone furono soccorse. Da allora il Sistema è stato utilizzato in migliaia di eventi SAR contribuendo al salvataggio di migliaia di vite umana in tutto il mondo. La decisione di utilizzare Satelliti in Orbita Polare Bassa deriva da due considerazioni: la relativa altezza dei Satelliti richiede una limitata potenza di trasmissione del segnale beacon, mentre l'Orbita quasi Polare consente la copertura dell'intero pianeta. Un singolo Satellite, orbitando attorno al Globo e passante per i Poli, alla fine vede l'intera superficie della Terra. Il percorso del Satellite rimane fisso, mentre la Terra ruota al di sotto di esso: è, quindi, sufficiente soltanto la metà della rotazione della Terra (cioè 12 ore) affinché qualsiasi punto passi sotto il percorso del Satellite. Con un secondo Satellite, avente un piano ortogonale rispetto al primo, è richiesto soltanto un quarto di rotazione terrestre ovvero 6 ore al massimo. Infatti il COSPAS-SARSAT è stato progettato per avere una costellazione minima di quattro Satelliti, il che comporta un tempo di attesa, alle medie latitudini, di meno di 1 ora; aumentando il numero dei Satelliti orbitanti su idonei piani d'orbita, si riduce ulteriormente il tempo di attesa. 

La Russia fornisce satelliti COSPAS collocati in orbita quasi polare a circa 1.000 Km di altezza ed equipaggiati con strumentazioni SAR a 406 MHz. Gli USA forniscono satelliti SARSAT ubicati in orbite quasi polari in sincronismo solare a circa 850 Km di altezza ed equipaggiati, anch’essi, con strumentazioni SAR a 406 MHz rispettivamente forniti dal Canada e dalla Francia. Ogni satellite compie un' orbita completa della Terra intorno ai poli in circa 100 minuti, viaggiando ad una velocità di 7 Km al secondo. Il satellite vede una fascia di terra di ampiezza superiore a 4.000 Km mentre ruota intorno al globo terrestre, fornendo un istantaneo campo di visibilità delle dimensioni di circa un continente. Visto dalla terra, il satellite attraversa il cielo in circa 10-15 minuti, a seconda del massimo angolo di elevazione del satellite nel particolare passaggio. 

Il segmento spaziale COSPAS-SARSAT

SISTEMA GEOSAR

Il sistema GEOSAR a 406 MHz consiste nell'uso di ripetitori a 406 MHz installati a bordo dei diversi satelliti geostazionari e delle stazioni terrestri associate chiamate GEOLUT. Le GEOLUT hanno la capacità di ricevere le trasmissioni dai Beacon a 406 MHz rilanciate dai satelliti geostazionari. I satelliti Geostazionari orbitano ad una altitudine di 36.000 Km, con un periodo d'orbita di 24 ore e con un movimento relativo rispetto al globo terrestre, ad una latitudine approssimativamente di 0 gradi. Un satellite geostazionario fornisce una copertura terrestre GEOSAR di circa un terzo del globo terrestre, tranne le regioni polari. Pertanto tre satelliti geostazionari, adeguatamente posizionati, possono fornire una continua copertura di tutte le aree del globo tra 70° e Nord e 70° Sud di latitudine. Poiché un satellite geostazionario rimane apparentemente fisso rispetto alla terra, non esiste effetto Doppler sulla frequenza ricevuta per cui la tecnica Doppler non potrà essere utilizzata per localizzare i Beacon di pericolo. 

SISTEMA LEOSAR-GEOSAR

L' uso dei satelliti a orbita Polare Bassa non permette una copertura continua. Da ciò deriva il possibile ritardo nella ricezione degli allarmi. I tempi di attesa per la ricezione del segnale da parte del Sistema LEOSAR sono maggiori nelle regioni equatoriali rispetto alle latitudini più elevate. I satelliti Geostazionari forniscono una copertura globale con una capacità immediata di ricezione del segnale di allarme. Valutando le caratteristiche specifiche del Sistema LEOSAR e del Sistema GEOSAR, in termini di copertura, i due Sistemi sono chiaramente complementari. La rapidità nella ricezione del segnale da parte dei satelliti GEOSAR può essere utilizzata dalle forze SAR anche quando il messaggio Beacon non contiene i dati informativi della posizione. La GEOLUT riceverà il codice esadecimale del trasmettitore che, se registrato all' interno della Banca Dati, fornirà le informazioni del vettore trasmittente. Tali informazioni possono essere utili per determinare se trattasi di falso allarme senza alcun dispendio di risorse umane e di mezzi. I segnali dei Beacon a 406 MHz provenienti dai Sistemi LEOSAR e GEOSAR possono essere contemporaneamente utilizzati per migliorare la posizione Doppler e quindi la precisione della localizzazione.