GSTT – GMSPAZIO Satellite Tracking Toolkit

In tutto il mondo, gli operatori satellitari controllano lo spazio intorno alla Terra per localizzare, tracciare, identificare e valutare le minacce che incidono sulla sicurezza e sulle prestazioni delle risorse orbitanti. 

Molte aziende stanno cercando di fornire soluzioni software standard nell’ambito della Space Situational Awareness (SSA) e della Space Surveillance And Tracking (SST), a fronte di costi e tempi di realizzazione considerevoli. 

GSTT è stato progettato e realizzato da GMSPAZIO per soddisfare le esigenze degli utenti attraverso uno strumento di facile utilizzo, in grado di gestire attività e richieste potenzialmente complesse, riducendo drasticamente i costi e i tempi di computazione grazie alle sua capacità di: Pianificazione, Programmazione, Acquisizione ed Elaborazione dati. 

L’obiettivo principale di ogni operatore di un centro di controllo spaziale è quello di mantenere una piattaforma satellitare in una posizione sicura, al fine di evitare collisioni e relative manovre di elusione che ne compromettano le prestazioni. Oggigiorno, lo spazio intorno alla Terra diventa sempre più affollato e qualsiasi esigenza di manovrare il satellite richiede accurate misurazioni pre e post manovra per limitare potenziali danni che inciderebbero sull’intero ciclo di vita della missione. 

Diventa quindi necessario avere a disposizione in tempi ridotti misure precise circa la posizione del proprio asset nello spazio e nel tempo. Ottenerle non sempre è facile, a causa delle risorse coinvolte e delle vincolanti esigenze di risparmio energetico a bordo. Per questo motivo, molto spesso, i dati raccolti sono meramente statistici. Questa particolare stima richiede diversi download per avere un numero sufficiente di set di dati per rendere il risultato statisticamente affidabile. 

Senza dati accurati è rischioso procedere oltre o effettuare una qualunque operazione successiva, di conseguenza aumentando i rischi e la probabilità di collisioni impreviste. 

Il secondo obiettivo dell’operatore è la capacità di elaborare i dati misurati per ottenere una previsione precisa di dove si troverà il satellite in un certo momento futuro. Potrebbe sembrare un processo semplice, ma gli scienziati spaziali lavorano da sempre per raffinare o trovare soluzioni adeguate a questa problematica, spendendo parecchie energie e tempo. 

Un’altra esigenza è rappresentata dalla capacità di valutare attentamente i dati di posizione e di prossimità per stimare i tempi di reazione e l’entità delle manovre sull’orbita futura, in modo da ottimizzare le risorse energetiche ed evitare danni indesiderati. 

Ultima, ma non meno importante necessità di un centro di controllo spaziale, è la capacità di scambiare dati in formati standard con fonti esterne per essere reattivi e propositivi nel contesto delle attività SSA/SST. 

GSTT interagisce con prodotti software e hardware di terze parti utilizzando protocolli standard ICT e ASCOM che operano su reti TCP/IP per monitorare siti di misurazione e osservazione locali o in remoto. 

In breve, GSTT offre la possibilità di: 

  • pianificare le attività di misurazione/imaging dei sensori nel tempo 
  • programmare i piani di attività risolvendo automaticamente le attività in conflitto 
  • automatizzare le attività del sensore durante la fase di acquisizione dei dati 
  • immagazzinare i dati in ingresso (dati telerilevati, file orbitali, immagini, ecc.) per mantenere un catalogo degli asset spaziali 
  • elaborare e standardizzare automaticamente i dati ricevuti da fonti interne o esterne 
  • produrre dei dati di misurazione delle posizioni orbitali a partire dai dati grezzi acquisiti dai sensori 
  • propagare i dati di posizione orbitale 
  • valutare le probabilità di collisione tra molteplici asset 
  • predire la data di rientro in atmosfera di un asset orbitante 

GSTT utilizza la suite del software AGI-STK™ di Analytical Graphics, Inc. (USA) per calcolare tutte le informazioni utili a pianificare il tracciamento e le attività di misurazione/osservazione degli oggetti spaziali. 

Le immagini digitali acquisite dai sensori ottici vengono elaborate da GSTT per definirne l’astrometria ed estrarre le posizioni orbitali delle fonti luminose, per poi formattarle nei formati standard previsti. 

Successivamente, attraverso l’automazione di AGI ODTK™, di Analytical Graphics, Inc. (USA), i dati di misurazione vengono elaborati per produrre predizioni orbitali realistiche. ODTK mette a disposizione degli utenti un set di strumenti di determinazione orbitale allo stato dell’arte, quali: Initial Orbit Determination, Least Squares Batch, Extended Kalman Filter and Smoother , High-precision orbit propagator, Time-varying biases, Dynamic atmospheric density correction. 

Per l’analisi del rischio di collisioni, volta a facilitare le decisioni operative del Centro di Controllo Missione, viene utilizzato AGI STK™ CAT – Conjunction Analysis Tool. 

GSTT offre la capacità di automatizzare un sensore fornito opzionalmente o quelli della propria rete di sensori privati o commerciali, mettendo a fattor comune le misurazioni ottenute per localizzare, seguire e prevedere la posizione degli oggetti spaziali. La sua precisione è data dalla combinazione degli strumenti software di GMSPAZIO e dai progressi delle tecnologie di rilevamento commerciali, oggi altamente efficaci, che offrono un’accuratezza senza pari e un alto grado di certezza posizionale che permettono di ottenere le migliori predizioni nel contesto delle manovre di elusione delle collisioni o finalizzate al riposizionamento o allo station keeping. 

GSTT offre quindi agli operatori satellitari affidabili capacità a costi contenuti nell’ambito SSA/SST per il monitoraggio di oggetti nelle varie fasce orbitali (LEO, MEO, GEO, GTO) permettendo l’integrazione e l’elaborazione di dati provenienti da più fonti (radar, osservazioni da telescopio, IR, RF), aumentando quindi la precisione delle stime. 

L’architettura GSTT è stata progettata per offrire un’interfaccia “plug-and-play” ma altamente personalizzabile per fornire uno strumento che permetta agli utenti di essere precisi, reattivi ed efficaci, preservando il tempo destinato ad altre attività operative o di ricerca. 

Le tecnologie AGI sono state scelte come base dei motori di calcolo di GSTT per via della loro longeva presenza e comprovata affidabilità nel mercato aerospaziale, mettendo a disposizione degli utenti finali un set esteso di funzionalità in grado di soddisfare le più complesse esigenze di elaborazione dei dati finalizzati alla modellazione del comportamento degli asset nello spazio e nel tempo.