Monitoraggio rapido delle infrastrutture tramite l’osservazione della Terra
La fornitura efficiente e affidabile di servizi quali l’energia, le comunicazioni e i trasporti è essenziale per la sicurezza e l’economia dell’Europa. Tuttavia, il monitoraggio dell’integrità delle infrastrutture che possono estendersi per centinaia o addirittura migliaia di chilometri, come le linee elettriche, le ferrovie e le strade, rimane una sfida. La tecnologia satellitare offre uno strumento per garantire il monitoraggio continuo e ad ampia copertura auspicato, e tali dati potrebbero inoltre costituire una preziosa risorsa a sostegno dell’innovazione nel mercato a valle. Tuttavia i progressi sono stati limitati dalla complessità, dal tempo necessario per ottenere dati utilizzabili e dall’efficacia operativa dei satelliti durante la notte e in condizioni avverse. Queste erano alcune delle sfide che il progetto IIMEO(si apre in una nuova finestra) si proponeva di affrontare. «Volevamo sviluppare un sistema automatizzato in grado di rilevare i malfunzionamenti delle infrastrutture su vaste aree e quasi in tempo reale, indipendentemente dalle condizioni meteorologiche e di illuminazione locali», spiega Felix Wenk, ingegnere di sistema presso OHB Digital Connect(si apre in una nuova finestra), sede del progetto in Germania. Il team del progetto desiderava inoltre consentire agli utilizzatori finali di richiedere facilmente osservazioni relative ad aree specifiche. «Abbiamo utilizzato gli operatori ferroviari come caso di studio pilota: se un binario è bloccato, tutto il traffico ne risente», afferma Wenk. «Allo stesso tempo, volevamo anche garantire che la tecnologia potesse essere applicata ad altri casi d’uso finali.»
Una vista multispettrale dall’alto
Il sistema IIMEO combina tre elementi: un modulo satellitare, una piattaforma a terra e servizi per gli utenti. Per quanto riguarda il satellite, il team del progetto ha combinato l’uso di telecamere con quello di un radar ad apertura sintetica, così da consentire osservazioni sia di giorno che di notte, anche in presenza di nuvolosità. Sono stati sviluppati sistemi di elaborazione delle immagini e algoritmi integrati a bordo per combinare le informazioni provenienti da entrambe le fonti, così da rilevare automaticamente le anomalie e segnalarle in modo rapido ed efficiente alle autorità competenti. Il prototipo è stato sottoposto a prove in volo a bordo di un piccolo velivolo che ha sorvolato il tracciato della Küstenbahn Ostfriesland, nella Germania settentrionale. Avvalendosi di una ferrovia museale che effettua servizi turistici a cadenza sporadica, al team è stato concesso di posizionare ostacoli temporanei sui binari per simulare potenziali interruzioni del servizio. Nello studio, gli operatori ferroviari hanno inviato richieste di osservazione da una piattaforma a terra, che sono state trasmesse al satellite in orbita. Sono state quindi elaborate le visualizzazioni dei dati relativi al tratto di binario, che sono state presentate sotto forma di mappa digitale.
Garantire un monitoraggio rapido e accurato
Il buon esito del test ha dimostrato che la combinazione della tecnologia delle telecamere e dei radar con l’elaborazione automatizzata a bordo è in grado di garantire un monitoraggio rapido e accurato, con l’obiettivo del team di fornire i risultati entro un’ora dalla richiesta. I prossimi passi prevedono l’estensione di questa tecnologia ad altri ambiti di applicazione, quali ad esempio le strade. «La piattaforma a terra che abbiamo sviluppato potrebbe potenzialmente essere utilizzata anche per altri progetti di osservazione della Terra, e non solo per le infrastrutture», aggiunge Andreas Weihusen, anch’egli ingegnere di sistema presso OHB. Wenk afferma che la tecnologia di elaborazione delle immagini a bordo sviluppata nell’ambito di IIMEO è già stata utilizzata in un altro progetto che richiedeva immagini georeferenziate acquisite da un aereo. In prospettiva, IIMEO ha dimostrato che le tecnologie di osservazione della Terra possono consentire il monitoraggio continuo delle infrastrutture su larga scala. Ciò consentirà agli utenti finali di ottenere una maggiore efficienza operativa e darà impulso al modello di business «satellite-as-a-service» in Europa. Weihusen immagina un futuro in cui un grande integratore di sistemi potrà fornire una costellazione di satelliti, mentre le PMI si occuperanno di integrare le relative tecnologie di monitoraggio e analisi dei dati.
