I satelliti NOAA svolgono dal 1960 un servizio continuo di monitoraggio e di rilevamento dei parametri atmosferici. Questi percorrono un orbita polare eliosincrona ed appartengono alla NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) che è l'ente statunitense civile per la meteorologia e l'oceanografia.
Nell'Aprile del 1960 fu lanciato in orbita il primo satellite meteorologico TIROS 1, le immagini, poco dettagliate, venivano registrate a bordo per mezzo di telecamere ottiche per poi essere inviate a terra su comando dei centri di controllo. Fino al 1964 seguirono i satelliti della serie NIMBUS e dal 1966 al 1970 si aggiunse la serie ESSA costruiti allo scopo di sperimentare nuove tecnologie per fornire immagini più nitide e dettagliate trasmesse in tempo reale. Malgrado le prime difficoltà tecniche, il progetto diede ottimi risultati.
Alla fine degli anni '60 ci si rendeva sempre più conto che la tecnologia satellitare, oltre a scopi osservativi, poteva essere applicata anche per ottenere altre informazioni della superficie terrestre quali temperatura, piovosità, etc., utili ad integrare i pochi dati disponibili per i modelli matematici di previsione. Con la messa in orbita di ITOS 1 nel Gennaio del 1970 le telecamere utilizzate fino ad allora vennero sostituite con radiometri a scansione, molto più precisi ed affidabili, che potevano riprendere la superficie terrestre anche durante la notte ed a varie lunghezze d'onda, ovvero nel visibile e all'infrarosso. Al satelliti successivo ad ITOS 1 si pensò di dare il nome di NOAA 2, dalla sigla del servizio meteorologico civile americano; nel corso degli anni, fino ad arrivare ai giorni nostri, si susseguirono poi vari NOAA.
Verso la fine degli anni settanta, con la messa in orbita di NOAA 6, si pensò di dividere il sistema di trasmissione delle immagini in due sistemi: uno analogico a bassa risoluzione (APT) e uno digitale con risoluzione piena (HRPT).
I sistemi APT ed HRPT sono ancora attivi, in futuro però tutti e due verranno eliminati per lasciare il posto a nuovi standard sviluppati tutti con tecnologia digitale. La trasmissione numerica infatti, se da un lato può significare maggiori costi per gli utenti per l'installazione di apparecchiature più sofisticate, dall'altro comporta un miglioramento del servizio da parte del satellite. Si possono inviare una quantità di informazioni maggiore rispetto ai metodi di trasmissione tradizionali ed è esente da deterioramento del segnale e disturbi.
Oltre ai sistemi di diffusione delle immagini, vi è un terzo sistema digitale chiamato DSB, è lo scandaglio atmosferico del satellite che ha il compito di misurare la temperatura alle varie quote, al fine di esplorare le parti alte dell'atmosfera non raggiungibili dai palloni sonda.
Con il lancio dei nuovi satelliti nel 2009 verrà soppresso assieme al sistema di diffusione analogico delle immagini per essere integrato con nuovi sistemi.

I satelliti artificiali polari (a bassa quota) invece che essere posizionati sul piano dell'equatore (come quelli geostazionari), possiedono una inclinazione di circa 90 gradi rispetto ad esso, in modo da sorvolare ad istanti precisi i due poli terrestri. L'orbita è poi ellittica invece che circolare. L'orbita polare è privilegiata dai satelliti a valenza scientifica che richiedono una maggiore vicinanza al pianeta per poter offrire misurazioni accurate dei parametri analizzati. Questi satelliti vengono utilizzati soprattutto quando c'è l'esigenza di coprire in un certo tempo tutti i punti della superficie terrestre. Infatti essendo a bassa quota (700-1200 km), devono avere una velocità elevata per poter resistere all'attrazione terrestre e quindi impiegano minor tempo a compiere un giro completo attorno alla terra. Tipicamente ogni orbita completa attorno alla terra richiede 100 minuti e vengono effettuate 14 orbite al giorno. Di solito un satellite di questa classe è programmato in modo da passare sopra una data area (per esempio una stazione ricevente) a tempi regolari. In virtù del movimento combinato della Terra e del satellite occorrono parecchie orbite affinchè quest'ultimo transiti due volte alla portata di una stazione ricevente a terra. Mediamente un satellite polare transita 4-6 volte al giorno alla vista di una stazione ricevente con distanze variabili tra i 700 ed i 3500 km e con un tempo di visibilità di circa 12-15 minuti per ogni passaggio. Grazie alla loro orbita bassa i satelliti polari sono in grado di trasmettere a terra immagini molto dettagliate, il radiometro a scansione esplora la zona sottostante linea dopo linea sfruttando l'avanzamento del satellite per far avanzare l'immagine.

Come mai con le tecnologie a disposizione al giorno d'oggi, non possiamo installare sui satelliti geostazionari delle strumentazioni che possano dare un buon grado di risoluzione anche da 36.000 Km di altezza, evitando così la messa in orbita di costose ed aggiuntive apparecchiature? Il problema è che questa soluzione non è fattibile, in quanto i satelliti geostazionari non riescono ad inquadrare le aree polari del pianeta. Essendo poi queste di fondamentale importanza per numerose scienze quali la meteorologia, la chimica dell'atmosfera e l'oceanografia, ci si può rendere facilmente conto come i satelliti in orbita polare siano indispensabili anche ai giorni nostri.
La dimostrazione della loro ancora attuale necessità è la recente collaborazione fra ESA, EUMETSAT, NOAA e CNES per la realizzazione e la messa in orbita di una nuova famiglia di satelliti polari. I satelliti polari della serie NOAA verranno integrati da una nuova serie di satelliti polari europei di nuova generazione chiamati METOP, abbreviazione di: METEOROLOGICAL OPERATIONAL, i quali avranno a bordo una ricchissima strumentazione.

Attualmente i satelliti polari in orbita e operativi sono:
- NOAA 15 (NOAA K), lanciato il 05/13/1998, operativo dal 12/15/1998, altitudine 807 km, periodo di rotazione 101 minuti
- NOAA 16 (NOAA L), lanciato il 09/21/2000, operativo dal 03/20/2001, altitudine 849 km, periodo di rotazione 102 minuti
- NOAA 17 (NOAA M), lanciato il 06/24/2002, operativo dal 10/15/2002, altitudine 810 km, periodo di rotazione 101 minuti
- NOAA 18 (NOAA N), lanciato il 05/20/2005, operativo dal 08/30/2005, altitudine 854 km, periodo di rotazione 102 minuti
- METOP-A, lanciato il 10/19/2006, operativo dal 05/21/2007, altitudine 817 km, periodo di rotazione 101 minuti

Con schede satellitari per PC a basso costo (es: Technisat SkyStar 2) e il sistema di broadcast EUMETCAST, potete ricevere tutti i dati e le immagini dei NOAA e del METOP in formato digitale DVB tramite il satellite europeo geostazionario di telecomunicazioni EUTELSAT HOTBIRD 6 (lo stesso di SKY Italia), previa autorizzazione rilasciata da EUMETSAT e CNMCA (Centro Nazionale di Meteorologia e Climatologia Aeronautica).

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