Le Costellazioni Multiorbitali nelle Comunicazioni Satellitari Governative

Le comunicazioni satellitari (SATCOM – Satellite Communications) rappresentano un segmento sempre più centrale per abilitare non solo la pianificazione e condotta delle operazioni militari, ma per supportare la decisiva trasmissione di dati ed informazioni necessaria al funzionamento dei più ampi apparati di sicurezza nazionale. Il dipanarsi di dinamiche di competizione strategica pervasive e cross regionali amplifica ulteriormente questa esigenza, ampliando i requisiti di copertura su scala globale e rendendo discriminanti, ai sensi dell’efficacia ed efficienza dell’azione dei Sistemi Paese, l’affidabilità e performance delle architetture SATCOM. Sotto il profilo strettamente militare, la digitalizzazione di mezzi, materiali e sistemi d’arma, incluso con specifico riferimento al sempre più rilevante impiego di droni aerei, terrestri e marittimi comporta parallelamente la disponibilità sia di una maggiore ampiezza di banda, sia di una minore latenza, con la possibilità di trasmettere e ricevere quantità significative di dati a grande distanza in tempo quasi reale. La crescente dipendenza dal dominio spaziale rende inoltre l’architettura SATCOM in orbita un bersaglio altamente pagante per competitors ed avversari, vulnerabile ad azioni cinetiche e non cinetiche, spazianti dal ricorso ad un sempre più diffuso ed ampio spettro di armi antisatellite (ASAT – Anti-Satellite), passando per operazioni di guerra elettronica (EW – Electronic Warfare), fino ad attacchi cibernetici. Le crescenti minacce ai singoli assetti in orbita delineano dunque l’opportunità di architetture stratificate e ridondanti al fine di garantire la resilienza delle conseguenti capacità di comando, controllo e comunicazione (C3 – Command, Control and Communications).

Il conflitto tra Federazione Russa ed Ucraina ha sottolineato appieno tutti questi aspetti, con l’aggressione militare russa del 24 Febbraio 2022 coordinata con un’articolata operazione nel dominio cibernetico mirata a disarticolare le SATCOM delle Forze Armate ucraine, hackerando il network incentrato sul satellite in orbita geostazionaria (GEO – Geostationary Earth Orbit) KA-SAT, operato dalla compagnia statunitense Viasat. L’attacco ha avuto un effetto tutt’altro che marginale sull’efficacia operativa dei reparti di Kiev, compensato speditivamente con il ricorso nell’immediato a reti locali e successivamente superato grazie alla concessione volontaria di servizi SATCOM da parte di SpaceX, la società statunitense proprietaria della mega-costellazione in orbita bassa (LEO – Low Earth Orbit) Starlink. La transizione nella fornitura di queste capacità ad un accordo mediato e garantito dal Dipartimento della Difesa statunitense ha poi permesso un consolidamento ed un’espansione del servizio, abilitando non solo la pianificazione e condotta delle operazioni militari ucraine lungo un fronte diversificato di oltre 1.000 chilometri, nonché nel cruciale teatro del Mar Nero, ma ha anche permesso la sperimentazione e l’impiego diffuso di droni per azioni a lungo raggio. L’accesso ad un’architettura SATCOM resiliente ha dunque rappresentato un perno determinante sia per la sopravvivenza ed efficacia del potenziale di combattimento ucraino (combat power), sia per l’adozione di tattiche asimmetriche che hanno generato rilevanti dilemmi alle formazioni russe, contribuendo in modo decisivo a contestare e contendere la superiorità militare delle forze di Mosca.

In linea generale, il segmento spaziale delle SATCOM può articolarsi in satelliti dedicati posti in tre distinte orbite, garantendo caratteristiche e prestazioni diversificate. Le piattaforme in GEO si collocano su un piano equatoriale rispetto alla Terra, ad un’altitudine di circa 35.800 chilometri, e sono solidali al suo moto, rimanendo sostanzialmente fisse al di sopra dello stesso punto sul Globo. Questi satelliti hanno pertanto un periodo orbitale di 24 ore ed un analogo tempo di visibilità, offrendo una copertura a 120 gradi con eccezione per le latitudini elevate. Tre assetti in GEO risultano pertanto sufficienti per una copertura SATCOM pressoché totale del Pianeta, senza tuttavia garantire ridondanza di servizio in caso di malfunzionamento di origine dolosa o meno di uno degli stessi. I ritardi di propagazione di andata e ritorno tra il satellite ed un terminale a Terra sono tuttavia prossimi ai 250 millisecondi e l’ampiezza di banda è generalmente limitata, con la maggioranza dei satelliti in GEO operanti nelle bande SHF ed UHF, mentre i più moderni possono offrire servizi anche nella banda Ka. A quote tra gli 8.000 ed i 12.000 chilometri si collocano invece le orbite medie (MEO – Medium Earth Orbit), nelle quali sono necessarie costellazioni di almeno sei satelliti per una copertura globale. I satelliti in MEO hanno un periodo orbitale compreso tra le 5 e le 12 ore, con un tempo in visibilità per singolo assetto tra le 2 e le 4 ore. I ritardi nelle comunicazioni variano invece tra gli 85 ed i 100 millisecondi. Le piattaforme operanti in LEO orbitano infine tra i 500 ed i 2.000 chilometri di altitudine, hanno un periodo orbitale di soli 90 minuti ed un tempo in visibilità di 15 minuti. Questo comporta come una copertura totale della Terra richieda costellazioni minime di centinaia di satelliti, mentre il ritardo nelle trasmissioni si riduce in genere tra i 5 ed i 40 millisecondi.

Le ridondanze e prestazioni offerte da costellazioni in MEO e LEO, abilitanti ad una maggiore resilienza ed efficacia delle SATCOM, sono alla base di una serie di programmi dedicati. Uno di questi è IRIS2, acronimo di Infrastructure for Resilience, Interconnectivity and Security by Satellite, un’iniziativa della Commissione Europea che prevede la messa in orbita al prima entro il 2030 di 290 satelliti in MEO e LEO. La configurazione industriale del programma, attinente progettazione, sviluppo e lancio degli assetti, è attualmente in definizione, coinvolgendo un consorzio denominato SpaceRISE e composto dalla lussemburghese SES, dalla francese Eutelsat e dalla spagnola Hispasat, supportato in qualità di subcontractors da Thales Alenia Space, OHB, Airbus Defence and Space, Telespazio, Deutsche Telekom, Orange, Hisdesat e Thales SIX. IRIS2 dovrebbe rappresentare il pilastro della cosiddetta Secure Connectivity europea e si integra con un’altra iniziativa, denominata GovSatCom, mirante alla condivisione delle architetture SATCOM tra i Paesi Membri.

Al netto dei programmi prospettici, le costellazioni in LEO con satelliti attivi sono meno di una decina e sono sostanzialmente operate da compagnie private, le quali hanno rappresentato uno dei principali vettori di sviluppo del segmento nel contesto di una più ampia competizione per le opportunità commerciali offerte dalla Space Economy. Solamente quattro, tuttavia, hanno lanciato almeno una decina di satelliti e soltanto tre hanno costellazioni funzionanti con più di dieci assetti spaziali. Il progetto Kuiper di Amazon, che prevede 3.236 satelliti in LEO con lanci a partire dal 2025, ha ad esempio sinora messo in orbita soltanto due prototipi. Nel dettaglio, la terza costellazione in ordine di dimensioni è NEXT, della società statunitense Iridium Communications, che a partire dal 2017 ha lanciato, grazie a vettori di SpaceX, 80 satelliti, di cui 66 attualmente operativi e 14 di riserva che completano la costellazione pianificata dall’azienda. La seconda è invece OneWeb, realizzata dalla francese Eutelsat con la britannica OneWeb con la messa in orbita dal 2019 di 640 assetti spaziali, di cui 632 costituiscono la costellazione. La stessa garantisce servizi SATCOM con velocità di150 megabit al secondo in download e 20 megabit al secondo in upload, mantenendo una latenza inferiore ai 70 millisecondi. Starlink, di SpaceX, primeggia infine con una costellazione dieci volte superiore, che a Gennaio 2025 include 6.912 satelliti in LEO, di cui 6.874 attivi, mentre il lancio di ulteriori 12.000 è già stato pianificato nell’ottica di perseguire l’ambizioso obiettivo di 42.000 satelliti totali in orizzonte 2040. In grado di garantire una copertura globale, Starlink offre velocità in download tra i 40 ed i 220 megabit al secondo, in upload tra gli 8 ed i 25 megabit al secondo ed ha una latenza tra i 20 ed i 60 millisecondi.
L’offerta capacitiva presentata da società come SpaceX risulta pertanto sensibilmente attrattiva per il soddisfacimento delle esigenze SATCOM in un orizzonte pluriennale, in attesa della concretizzazione di importanti iniziative istituzionali attinenti alle costellazioni satellitari in LEO. Ridondanza, resilienza e performance di servizi come Starlink risultano infatti particolarmente idonei a supportare non solo l’operatività multi-dominio delle Forze Armate, ma l’intera azione dei più ampi apparati di sicurezza nazionale a vantaggio degli interi Sistemi Paese. La dipendenza da società private per un servizio critico non rappresenta infatti una novità nel contesto euro-atlantico, tantomeno nel dominio spaziale in cui la partnership pubblico-privata risulta da tempo consolidata. In aggiunta, l’affidabilità della prestazione è usualmente contro-garantita nel settore aerospazio e difesa dall’implementazione di accordi Government-to-Government (G2G), come verificatosi nel caso di Starlink nel conflitto russo-ucraino. La localizzazione e gestione del segmento di terra, così come della componente fisico-logica, ossia i server, in accordo con le valutazioni di opportunità del beneficiario del servizio rappresenta infine un ulteriore livello di protezione implementabile e funzionale ad assicurare il controllo, ovvero la ownership, dei flussi informativi trasmessi via SATCOM.