Misurare la ionosfera in Antartide grazie a Galileo

Nell’ambito del progetto DemoGRAPE finanziato dal Programma Nazionale Ricerca in Antartide, il gruppo di ricerca NavSAS sulla navigazione satellitare del Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni (DET), grazie alla spedizione del ricercatore Nicola Linty, ha potuto installare nella zona polare antartica una coppia di stazioni che ricevono il segnale del nuovo sistema di navigazione satellitare europeo Galileo, oltre al GPS, rilevando così la presenza di scintillazioni ionosferiche.

Questi fenomeni si verificano nelle regioni polari a causa dell’interazione dell’atmosfera con particelle cariche provenienti dalle tempeste solari, e possono mettere a rischio l’uso dei sistemi di posizionamento e navigazione e dei relativi servizi. Questo genere di servizi di posizionamento è particolarmente importante in aree polari a causa dell’assenza di altre infrastrutture e dell’ostilità dell’ambiente, per cui vengono utilizzati per la guida di mezzi e persone.

La conoscenza della presenza di questi fenomeni, che minano l’affidabilità delle posizioni ottenute, è dunque fondamentale. Inoltre, la tomografia ionosferica basata sui segnali che provengono dalle costellazioni di satelliti per la navigazione è uno dei metodi per studiare il comportamento degli strati alti dell’atmosfera. Utilizzando i risultati delle osservazioni è possibile infatti elaborare modelli atmosferici affidabili, e comprendere meglio i complessi fenomeni fisici che generano le scintillazioni, non solo in aree polari.

I dati delle stazioni installate vengono utilizzati e studiati anche dall’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV), con il quale il DET collabora ormai da anni in molti progetti nazionali ed europei. Il progetto DemoGRAPE ha consentito di installare le due stazioni di monitoraggio, rispettivamente presso la stazione Antartica sudafricana SANAE IV, e presso quella brasiliana “Comandante Ferraz”.

L’attività è stata svolta anche con il contributo di strumentazione fornita dall’aziendaSeptentrio, che è una delle più importanti aziende europee per i ricevitori satellitari professionali. Grazie anche alla collaborazione con il Politecnico di Torino all’interno di questo progetto, è la prima azienda ad avere dei propri ricevitori in Antartide per monitorare il segnale dei satelliti Galileo. Oltre ai ricevitori commerciali, sono state installate stazioni di monitoraggio in tecnologia software-radio progettate presso il Politecnico, che permettono un’osservazione più accurata del segnale ricevuto e permettono l’uso di algoritmi avanzati per l’elaborazione del segnale.

Il sistema Galileo è entrato ora nella sua fase operativa ed è stato dichiarato utilizzabile da dicembre 2016; il completamento della costellazione è previsto per il 2018.