HydroGNSS: ascoltare l’acqua per studiare il clima

I satelliti HydroGNSS dell’Agenzia spaziale europea (ESA) sono stati lanciati con successo il 28 novembre 2025 per studiare il ciclo dell’acqua sulla Terra utilizzando una tecnica satellitare innovativa.

A soli tre mesi dalla messa in orbita, i due satelliti gemelli HydroGNSS dell’ESA stanno già dimostrando le loro capacità operative, fornendo i primi dati scientifici direttamente dal proprio punto di osservazione nello spazio.
La missione HydroGNSS rappresenta un importante banco di prova per un nuovo modo di osservare il nostro pianeta. Invece di emettere segnali propri, i satelliti sfruttano quelli già trasmessi dai sistemi di navigazione satellitare come GPS e Galileo, analizzando come questi vengono riflessi dalla superficie terrestre. Questa tecnica, nota come riflettometria GNSS, consente di “leggere” le caratteristiche del suolo, delle acque e della vegetazione. Funzionano come “ascoltatori” intelligenti che catturano i segnali a microonde in banda L costantemente trasmessi dai satelliti GPS e Galileo.

Una missione New Space

HydroGNSS è la prima missione Scout dell’ESA, sviluppata nell’ambito del programma FutureEO per l’osservazione della Terra. Le missioni Scout seguono l’approccio New Space: satelliti compatti, costi contenuti e tempi di sviluppo rapidi, senza rinunciare all’innovazione tecnologica.
L’obiettivo principale di HydroGNSS è lo studio del ciclo dell’acqua, un elemento chiave per comprendere i cambiamenti climatici in atto.

Come funzionano le mappe Doppler di ritardo

Il cuore scientifico della missione è la produzione delle cosiddette mappe Doppler di ritardo. Queste mappe mostrano come un segnale GNSS cambia dopo essere rimbalzato sulla superficie terrestre, combinando:

• il ritardo temporale del segnale riflesso;
• la variazione di frequenza Doppler, dovuta al movimento relativo tra satellite e superficie.

Una superficie liscia, come acqua calma o ghiaccio compatto, genera un riflesso intenso e concentrato. Al contrario, superfici irregolari, come l’acqua del mare increspata dalle onde o terreni rugosi, producono riflessioni più diffuse e deboli. Un effetto simile a quello della luce solare che si riflette sul mare: un punto brillante con mare calmo, una scia scintillante quando ci sono onde.

Cosa si può misurare dallo spazio

Analizzando forma e intensità di queste riflessioni, gli scienziati possono ricavare informazioni fondamentali, tra cui:

• umidità del suolo;
• presenza di inondazioni e zone umide;
• cicli di gelo e disgelo;
• biomassa forestale;
• velocità del vento sugli oceani;
• estensione del ghiaccio marino.

HydroGNSS introduce inoltre un elemento innovativo: le misurazioni vengono effettuate a doppia frequenza e doppia polarizzazione, aumentando la quantità e la qualità delle informazioni disponibili.

I primi risultati in orbita

Sebbene i satelliti siano ancora nella fase di messa in servizio, i primi dati preliminari raccolti sono già promettenti. Il team di Surrey Satellite Technology Ltd (SSTL), responsabile industriale della missione, sta completando le attività di calibrazione e validazione in collaborazione con numerosi partner scientifici europei, tra cui università e centri di ricerca italiani.
Le prime mappe Doppler, acquisite sopra l’Africa centrale, mostrano chiaramente differenze tra segnali riflessi da superfici con caratteristiche diverse, confermando il corretto funzionamento degli strumenti di bordo.

Verso la fase operativa

Secondo i responsabili del progetto, questi risultati iniziali dimostrano che HydroGNSS procede secondo i piani e si prepara a entrare nella sua fase operativa completa. Una volta a regime, la missione fornirà nuovi dati cruciali per comprendere meglio la distribuzione dell’acqua sulla Terra e i processi che regolano il clima globale.

HydroGNSS si candida così a diventare un tassello importante nel futuro dell’osservazione terrestre europea, mostrando come tecnologie innovative e satelliti di piccole dimensioni possano offrire un grande contributo alla scienza del clima.

Fonte: ESA