Poprzednia część przybliżała organizację i naziemną infrastrukturę Dowództwa Operacji Kosmicznych Sił Zbrojnych Republiki Włoskiej, którą podczas trzeciego Włosko-Polskiego Forum Aerospace zarysował gen. bryg. Luca Monaco, stojący na czele Dowództwa. Niemniej, kosmos to przede wszystkim różne satelity. I to właśnie te aparaty, ich liczebność i możliwości operacyjne, stanowią o potencjale danego państwa, są miarą jego ambicji i na ogół zaawansowania naukowo-technicznego lokalnego przemysłu.

Ministerstwo Obrony Włoch (wł. Ministro della Difesa, MD) dysponuje satelitami łączności i rozpoznania. Do tej pierwszej grupy należą (lub należały) satelity serii SICRAL i pojedynczy sputnik Athena-Fidus, natomiast do drugiej OptSat-3000 (rozpoznanie optoelektroniczne) i serii COSMO-SkyMed (radiolokacyjne). Są to aparaty wyniesione na orbitę wyłącznie w interesie włoskiego resortu obrony lub w bilateralnej współpracy wojskowej z Francją, a lista ta nie obejmuje różnych systemów wspólnotowych, z których Włochy korzystają, jak satelity nawigacyjne NAVSTAR GPS (w ramach NATO/współpracy ze Stanami Zjednoczonymi) czy Galileo 10 (UE).

Athena-Fidus to rezultat międzyrządowej kosmicznej (czasami niełatwej) współpracy Rzymu i Paryża. Satelitę zamówiono w lutym 2010 r. za 275 mln EUR. Wykonawcą kontraktu została spółka Thales Alenia Space, natomiast zamawiającymi były francuskie agencje DGA (Direction générale de l'Armement – Generalna Dyrekcja ds. Uzbrojenia) i CNES (Center national d'études spatiales – Francuska Agencja Kosmiczna) oraz włoskie Segredifesa (Agencja Uzbrojenia Ministerstwa Obrony) i ASI (Agenzia Spaziale Italiana – Włoska Agencja Kosmiczna). Athena-Fidus zapewnia łączność militarną (korzysta z niej też wojsko Belgii) i służb cywilnych obu państw. Taki zakres użycia odzwierciedla też nazwa aparatu, która zarazem jest angielskojęzycznym akronimem rozwijanym jako Access on THeatres for European Nations Allied forces – French Italian Dual Use Satellite. Athena-Fidus zbudowano na bazie francuskiej platformy (zasadnicza konstrukcyjnie część satelity) Spacebus 4000B2 spółki Thales Alenia Space. Systemy łączności pracują w paśmie Ka (czyli fale milimetrowe EHF – Extremely High Frequency) i składają się z 14 anten (siedem z nich jest ruchomych/sterowanych, z czego pięć jest „francuskich”, a dwie „włoskie”). Maksymalna prędkość transmisji danych wynosi 3 Gbit/s. Athena-Fidus zapewnia łączność także z odbiornikami mobilnymi, w tym na bezzałogowych systemach powietrznych. Zasilanie jest akumulatorowo-fotowoltaiczne, satelita obiega Ziemię po orbicie geostacjonarnej. Satelitę wyniesiono w lutym 2014 r. za pomocą rakiety nośnej Ariane-5 z francuskiego kosmodromu Centre spatial guyanais w Kourou. Athena-Fidus rozpoczęła pracę 14 marca 2014 r. Projektowy resurs w kosmosie ma wynosić 15 lat. Athena-Fidus to konstrukcyjnie stricte wojskowy satelita, tożsamy z francuskimi wojskowymi satelitami łączności serii Syracuse-3 (też taki akronim, fr. SYsteme de RAdio Communications Utilisant un SatellitE) na tej samej platformie Spacebus 4000B3 spółki Alcatel Alenia Space (teraz Thales Alenia Space), stąd Athena-Fidus może współdziałać z satelitami serii Syracuse-3.

Satelita Athena-Fidus podczas przygotowań do wystrzelenia, po prawej widać siedem okrągłych ruchomych/sterowanych anten EHF/Ka. Fot. CNES

Niemniej zasadniczym satelitarnym systemem łączności wojskowej Włoch jest SICRAL (wł. Sistema Italiana de Communicazione Riservente Allarmi), pierwszy włoski narodowy system takiego przeznaczenia. Do tej pory można mówić o trzech generacjach SICRAL-a. Pierwszą MD zamówiło w 1995 r. w konsorcjum SITAB (70% udziałów Alenia Spazio, 20% FiatAvio i 10% Telespazio). Pierwsza generacja składała się z dwóch satelitów – SICRAL-1 wyniesionego na orbitę z Kourou 7 lutego 2001 r. za pomocą rakiety nośnej Ariane-44L H10-3 i SICRAL-1B wystrzelonego 20 kwietnia 2009 r. na pokładzie rakiety nośnej Zenit-3SL z platformy morskiej międzynarodowej spółki Sea Launch. Wraz z pierwszą generacją dostarczono sto naziemnych odbiorników. Oba satelity zbudowała spółka Alenia Aerospace/Thales Alenia na bazie platform GeoBus (Italsat-3000). Resurs satelity SICRAL-1 miał wynosić 10, a SICRAL-1B 14 lat. Zasilanie satelitów było akumulatorowo-fotowoltaiczne, oba sputniki obiegały Ziemię po orbitach geostacjonarnych. Wyposażenie misyjne składało się z systemów łączności zakresu UHF (trzy transpondery), SHF (pięć) i EHF (pasmo Ka, jeden). SICRAL-e-1 były pierwszymi zachodnioeuropejskimi satelitami łączności, w których wdrożono pracę na kilku zakresach częstotliwości jednocześnie, z możliwością ich przełączania na orbitującym satelicie. W 2009 r. polski MON kupił „abonament” na korzystanie z SICRAL-1B przez dekadę za 30 mln EUR.

W 2010 r. przedstawiciele MD i DGA – w ramach obustronnej umowy międzyrządowej – zamówili satelitę SICRAL-2 za 295 mln EUR. Wykonawcami kontraktu zostały Thales Alenia Space i Telespazio. SICRAL-2 zbudowano na bazie platformy Thales Alenia Space Spacebus 4000B2, stąd we Francji ten sputnik nosi oznaczenie Syracuse-3C i działa w ramach konstelacji innych satelitów systemu Syracuse. Oddział Thales Alenia Space Italia był głównym producentem całego satelity, wliczając w to systemy łączności zakresu UHF i SHF, używane przez włoskie wojsko, a oddział Thales Alenia Space France zaprojektował i dostarczył wyposażenie łączności zakresu SHF dla francuskiego wojska. SICRAL-a-2 wyniesiono na orbitę z Kourou za pomocą rakiety nośnej Ariane-5ECA 26 kwietnia 2015 r. SICRAL-2 porusza się po orbicie geostacjonarnej, a jego resurs ma wynosić 15 lat.

Technicznym i operacyjnym rozwinięciem systemu SICRAL-2 ma być system SICRAL-3, składających się z satelitów SICRAL-3A i -3B. 15 czerwca 2022 r. MD zawarło kontrakt ze spółkami Thales Alenia Space i Telespazio. Satelita SICRAL-3A ma trafić na orbitę w 2026 r. Satelity SICRAL-3 będą zbudowane na bazie nowej platformy, tzw. Spacebus Neo spółki Thales Alenia Space. Spacebus Neo ma mieć całkowicie elektryczne zasilanie, odznaczać się wysokim stopniem modułowości i być wyposażony w zupełnie nowy system nawigacji na orbicie, składający się z odbiorników nawigacji satelitarnej (zapewne Galileo i GPS) oraz dodatkowo systemu nawigacji Leonardo A-STR, śledzącego położenie gwiazd. Thales Alenia Space dostarczy wyposażenie łączności nowej generacji, pracujące w zakresie UHF i SHF, przenoszone przez jeden z satelitów, oraz pasma Ka (EHF) przez drugi. Zasilanie satelitów będzie akumulatorowo-fotowoltaiczne. Planowany resurs ma wynieść 15 lat. SICRAL-e-3 będą poruszać się po orbitach geostacjonarnych, a wystrzelone będą z Kourou, najpewniej za pomocą rakiet serii Ariene-5. Prócz włoskiego, także francuski resort obrony będzie korzystać z systemu SICRAL-3.

Wizualizacja satelity SICRAL-1B. Fot. Telespazio

Resurs satelity SICRAL-1B miał upłynąć wraz z końcem br. Dla jego zastąpienia zainicjowano program SICRAL-3. Jego finansowanie ujęto w latach 2020–2025, poczynając od dokumentu planistycznego Documento Programmatico Pluriennale 2020–2022. Łączny koszt programu ma wynieść ok. 390 mln EUR, finansowanie rozpoczęto w 2021 r., a jego zakończenie przypadnie w 2025 r. Tak przynajmniej zakładały plany z połowy 2021 r. Jednakże ostatecznie SICRAL-1B zakończył pracę już w 2022 r., więc włoski resort obrony postanowił zastąpić ubytek interwencyjnym zakupem komercyjnego satelity, który będzie nosić oznaczenie SICRAL-R1, a koszt programu, rozbitego na perspektywy budżetowe 2023–2025 i 2026–2028, ma wynieść 300 mln EUR. Włoskie media podały w listopadzie br. – relacjonując publikację DPP 2023–2025 – że tenże dokument ujmuje zakup SICRAL-a-1R, a cały wieloletni koszt programu nadal wynosi 300 mln EUR.

Rozpoznanie satelitarne zapewnia Rzymowi przede wszystkim system COSMO-SkyMed (ang. COnstellation of small Satellites for Mediterranean basin Observation; obecnie określany jako pierwszej generacji – CSK) o dość złożonej genezie, gdyż jest to system cywilno-wojskowy (podwójnego zastosowania). COSMO-SkyMed powstał na zamówienie ASI i MD, z jednej strony jako system narodowy, ale jednocześnie jako włoski wkład w różne programy międzynarodowe. W wymiarze cywilnym COSMO-SkyMed jest włoską kontrybucją w programie Copernicus, wcześniej zwanym Global Monitoring for Environment and Security (GMES), prowadzonym przez Europejską Agencję Kosmiczną na zlecenie Komisji Unii Europejskiej. Biorąc pod uwagę wyposażenie zadaniowe satelitów COSMO-SkyMed, te są wykorzystywane do zadań kartograficznych, mierzenia zlodowacenia akwenów, liczenia i mierzenia fal na morzach i oceanach, monitoringu areałów upraw, oceny skutków katastrof naturalnych lub zawinionych przez ludzi itp. W wymiarze wojskowym COSMO-SkyMed to włoski wkład we współpracę z Francją na podstawie bilateralnej umowy (tzw. wł. Accordo di Torino) z 2001 r. (ratyfikacja w 2004 r.) o utworzeniu systemu rozpoznania satelitarnego ORFEO (ang. Optical and Radar Federated Earth Observation), składającego się z dwóch francuskich satelitów rozpoznania optoelektronicznego typu Astrium/Alcatel Space Pléiades-HR i czterech włoskich typu COSMO-SkyMed właśnie, każdy wyposażony w stację radiolokacyjną z syntetyczną aperturą (SAR) z aktywnym fazowanym szykiem antenowym, pracującą w centymetrowym paśmie X (λ 3,1 cm, częstotliwość 9,6 GHz).  Antena mierzy 5,7×1,4 m, składa się z 1280 elementów nadawczo-odbiorczych i ma możliwość zmiany położenia w elewacji w zakresie ±15º. COSMO-SkyMed zbudowano z wykorzystaniem platformy Prima spółki Thales Alenia Space, która dostarczyła także wyposażenie, w tym stacje SAR.

Wizualizacja satelity SICRAL-2. Fot. Thales

Ich rozwój rozpoczął się po koniec lat 90. w ramach programu SAR-2000, którego nazwa stała się też oznaczeniem stacji. SAR-2000 dysponuje trzema trybami pracy: szczegółowym punktowym, szczegółowej ciągłej obserwacji i scanSAR, oraz następującą rozdzielczością/powierzchnią zobrazowania: wąskie pole – szczegółowy punktowy 1 m/10×10 km oraz szerokie pole – szczegółowej ciągłej obserwacji tryb HIMAGE (kompromis między wysoką rozdzielczością kątową a rozmiarem skanowanej powierzchni Ziemi) 3 m/40×40 km,  szczegółowej ciągłej obserwacji tryb ping-pong 15 m/30×30 km, szeroki scanSAR 30 m/100×100 km, wielkoobszarowy scanSAR 100 m/200×200 km. W każdym trybie do wyboru jest jedna polaryzacja sygnału z następujących dostępnych (nadawanie-odbieranie): horyzontalno-horyzontalna, wertykalno-wertykalna, horyzontalno-wertykalna i wertykalno-horyzontalna. Wyjątkiem jest ping-pong z podwójną polaryzacją do wyboru spośród ww. Odnośnie tzw. ping-ponga, to SAR-2000 należy do stacji wykorzystujących tzw. interferometrię SAR (ang. InSAR/IFSAR) do zadań topograficznych (tworzenie trójwymiarowego obrazowania powierzchni Ziemi). W trybie InSAR powierzchnia Ziemi jest skanowana za pomocą dwóch oddzielnych syntetycznych apertur (z jednej fizycznej anteny), które oddziela tzw. linia (odległość) bazowa, o różnym kącie padania sygnału radarowego. Różnica w fazie dla każdego punktu obrazowanej powierzchni (do którego odległość jest znana, tak jak odległość bazowa) umożliwia interferometryczne wyznaczenie tak powstałego trójkąta i wyliczenie wysokości każdego wspominanego punktu. Jeżeli doszło do zmiany w ukształtowaniu powierzchni gruntu między poprzednim a kolejnym przejściem satelity nad tym obszarem, spowoduje to zmianę fazy, co będzie odzwierciedlone na przestrzennym zobrazowaniu terenu (tzw. interferogramie). Wiadomo, że satelity CSK mogą pracować w tzw. interferometrycznym tandemie, przechodząc nad sondowanym obszarem w niewielkiej odległości od siebie i z niewielkim interwałem czasowym. Wówczas oba sygnały radarowe, ten wyemitowany przez satelitę-lidera i ten wyemitowany przez satelitę podążającego za liderem, są rejestrowane w sposób zespolony, a interferometryczny obraz SAR powstaje z różnicy fazy sygnału lidera i fazy sygnału „folołersa” tworzących trójkąt. Najpewniej któryś tryb InSAR to ten ping-pong.

Zbliżenie na antenę SAR satelity CSG-1 sfotografowaną w komorze anechoicznej. Fot. Thales

W latach 2004–2005 konstrukcję SAR-2000 zmodernizowano poprzez podzielenie anteny na mniejsze podapertury, dzięki czemu SAR-2000 stał się stacją radiolokacyjną wielowiązkową, a przez to dostępne stały się nowe tryby pracy: wykrywanie i śledzenie wolnych pojazdów lądowych (ang. MTI – Moving Target Indication) z odfiltrowywaniem odbić tła dzięki technice obróbki sygnału STAP (Space-Time Adaptive Processing); InSAR wg azymutu (ang. along-track InSAR, ATI-SAR) do monitorowania prądów i fal morskich; dokładne lokalizowanie i obrazowanie w wysokiej rozdzielczości pojazdów (tzw. ang. Reloc – Relocation of moving targets in high resolution SAR images); obrazowanie multipolaryzacyjne (tzw. polarymetria PolSAR). Przed modernizacją cała antena była podzielona na pięć poziomych oddzielnych sekcji elektrycznych, każda składająca się z ośmiu tzw. płytek, zawierających po 32 elementy nadawczo-odbiorcze. Po modernizacji sekcje stały się oddzielnymi kanałami, a płytki podaperturami. Modernizacja nie wymagała modyfikacji konstrukcji elementów nadawczo-odbiorczych.

Transmisja danych rozpoznawczych satelitów COSMO-SkyMed może odbywać się w czasie rzeczywistym lub z opóźnieniem (w przypadku braku łączności, dane są zapisywane w pamięci pokładowej satelity). Masa satelity to 1,9 t, resurs projektowy wynosił siedem lat, zasilanie było akumulatorowo-fotowoltaiczne. Były to satelity o orbitach heliosynchronicznych, obiegające Ziemię na wysokości 619 km. Kontrakt na dostawę czterech COSMO-SkyMedów ASI podpisała ze spółką Finmeccanica (dziś Leonardo) 21 grudnia 2004 r. Trzy pierwsze satelity kosztowały łącznie 775 mln EUR, a COSMO-SkyMed-4 116 mln. Wszystkie cztery satelity tej serii wystrzelono na pokładzie rakiet nośnych Delta-7420-10C z bazy US Air Force Vandenberg w Kalifornii: COSMO-SkyMed-1 8 czerwca 2007 r., COSMO-SkyMed-2 9 grudnia 2007 r., COSMO-SkyMed-3 25 października 2008 r., COSMO-SkyMed-4 6 listopada 2010 r. Projektowy resurs tych satelitów upływał: CSK-1 czerwiec 2014 r., CSK-2 grudzień 2014 r., CSK-3 październik 2015 r., CSK-4 listopad 2017 r. Jednak konstelacja okazała się bardzo żywotna, więc wydłużono eksploatację CSK-1 do 7 czerwca 2016 r., CSK-2 do 8 grudnia 2016 r., CSK-3 do 25 października 2016 r. Jedynie w przypadku CSK-4 pozostał termin 6 listopada 2017 r. Przynajmniej część z tych dat znów okazała się przedwczesna, gdyż Europejska Agencja Kosmiczna podaje 31 grudnia 2021 r. jako definitywny koniec konstelacji (choć data wygląda na urzędniczą niż techniczną).

Zobrazowanie za pomocą stacji SAR-2000 fragmentu Paryża z Luwrem w centrum kadru. Fot. ASI

Gdy oryginalne CSK wciąż działały, rozpoczęło się zamawianie ich następców. 8 listopada 2016 r. spółka Thales Alenia Space poinformowała o otrzymaniu zamówienia ASI na dwa satelity COSMO-SkyMed Second Generation (CSG), czyli drugiej generacji, o łącznej wartości 77 mln EUR. Według zapowiedzi oba satelity CSG miały znaleźć się na orbicie już w 2018 r. Jednak ze względu na dłuższą żywotność CSK ostatecznie pierwszy (CSG-1) wystrzelono z Kourou za pomocą rakiety nośnej Sojuz-ST-A Friegat-M 18 grudnia 2019 r., a CSG-2 dopiero 31 stycznia 2022 r. z bazy US Air Force Cape Canaveral na Florydzie z użyciem rakiety nośnej Falcon-9 v1.2 Block 5. Po 2016 r. pojawiły się pogłoski, że program CSG okrojono tylko do dwóch satelitów. Jednak z umową na kolejne dwa CSG zwlekano z tych samych przyczyn, z których odłożono wystrzelenie CSG-1/-2. Ostatecznie MD i ASI podpisały stosowną umowę 15 grudnia 2020 r., zamawiając satelity CSG-3 i -4. Wykonawcami ponownie została spółka Thales Alenia Space (tym razem jako lider konsorcjum, w skład którego wchodzi także Telespazio i dodatkowo Leonardo, prócz jego udziałów w Thalesie Alenii).

CSG ma być udoskonaloną wersją rozwojową CSK. CSG wykorzystują udoskonaloną platformę Prima – nadal konstrukcyjnie podzieloną na trzy przedziały – serwisowy, napędowy i ładunkowy (z wyposażeniem misyjnym). Nowy model stacji SAR ma wyższą rozdzielczość zobrazowania, komputer pokładowy ma zdwojoną pojemność pamięci do zapisu danych rozpoznawczych, również prędkość transmisji danych na Ziemię wzrosła dwukrotnie. CSG ma przeprojektowany system zasilania o mocy większej o 40%. Układ napędowy (do manewrowania w kosmosie) ma sześć miniaturowych silników rakietowych i zapas 154 kg hydrazyny. Zasilanie jest akumulatorowo-fotowoltaiczne – przeprojektowany system zapewnia 18,6 kW mocy szczytowej. System nawigacji też jest udoskonalony, działa m.in. w oparciu o wskazania nawigacji satelitarnej i systemu Leonardo A-STR. Masa CSG ma wynosić ok. 2205–2230 kg w zależności od źródła (możliwe, że poszczególne CGS mają różną masę). Resurs projektowy wynosi siedem lat. Orbita i wysokość pozostają bez zmian w stosunku do pierwszej generacji. Według zapowiedzi CSG-3 ma być wyniesiony w 2024 r., w przypadku CSG-4 data jeszcze nie jest pewna. W obu przypadkach ma być użyta rakieta nośna Vega-C, acz w przypadku CSG-2 także mówiono o Vedze. Według włoskich mediów odbiorcą danych z CSG jest także polski MON.

Wyładunek satelity OptSat-3000 dla Włoch po dostarczeniu do Centre spatial guyanais w Kourou. Łatwo ocenić wymiary układu optoelektronicznego. Fot. Arianespace

Przegląd włoskich satelitów wojskowych zamyka OptSat-3000, zamówiony na podstawie umowy międzyrządowej z Izraelem. Włochy kupiły OptSat-3000 w ramach pilnej potrzeby operacyjnej dla zastąpienia anulowanego w 2014 r. programu analogicznego włoskiego satelity OPSIS (ang. OPtical System for Imaging and Surveillance), który ASI zamówiła w lipcu 2012 r. za 13,5 mln EUR, a głównym wykonawcą miała być mediolańska spółka CGS (Carlo Gavazzi Space) – obecnie OHB Italia. Niejako pozostałością po programie OPSIS jest spełniony wymóg interoperacyjności satelity OptSat-3000 z satelitami COSMO-SkyMed. Włochy w ten sposób zapewniły sobie narodowe zdolności rozpoznania optoelektronicznego, gdyż OptSat-3000 to jedyny satelita tej kategorii w dyspozycji włoskiego resortu obrony. I zarazem dotąd jedyny importowany, gdyż jest to komercyjny satelita rozpoznawczy, produkcji izraelskiej państwowej spółki IAI (Israel Aerospace Industries), przy czym optoelektroniczne wyposażenie zadaniowe może być innych producentów (w przypadku satelitów dla Cahalu dostarcza je na pewno Elbit Systems). OptSat-3000 to nazwa handlowa, oznaczenie samej platformy to IMPS-2 i ogólnie przyjmuje się, że OptSat-3000 jest konstrukcyjnie zbliżony do izraelskich satelitów wojskowych Ofek 11 i 16 o identycznym przeznaczeniu. Zatem jeśli MON RP nabywa od włoskiego resortu obrony zdjęcia satelitarne, to zrobił je właśnie OptSat-3000. Notabene, już prawie 10 lat temu IAI oferował Polsce zakup takiego sputnika (oryginalnie wersji OptSat-2000), kiedy MON zaczął przymierzać się do uzyskania krajowych rozpoznawczych „zdolności w kosmosie”. Choć dostawcą OptSat-3000 było IAI, to głównym wykonawcą zamówienia MD była spółka Telespazio. Trzecim (pod)wykonawcą był wspomniany CGS. OptSat-3000 ma masę tylko 368 kg, zasilanie akumulatorowo-fotowoltaiczne, wyposażenie zadaniowe zapewnia wykonywanie zdjęć o rozdzielczości około lub poniżej 40 cm (innymi słowy układ optoelektroniczny może dostrzec pojedynczy obiekt o analogicznych wymiarach). Projektowy resurs na orbicie wynosi siedem lat. OptSat-3000 wyniesiono w kosmos 2 sierpnia 2017 r. za pomocą rakiety nośnej Vega z kosmodromu w Kourou. OptSat-3000 porusza się po orbicie heliosynchronicznej w zakresie wysokości ok. 440–450 km nad Ziemią.