SPECIALE RICADUTE TECNOLOGICHE

Il divora-segnali

Il Digital Base Band Converter sviluppato dall’INAF è il miglior dispositivo per trattare i segnali radio con velocità di trasmissione dati elevatissime. Nato per la radioastronomia, può trovare applicazione in ambito medico e nelle telecomunicazioni. Ne parliamo con Gino Tuccari, dell’INAF-IRA.

Solo la radioastronomia può, oggi, collegare strumenti sparsi in tutto il mondo, a migliaia di chilometri di distanza e in tempo reale per ottenere osservazioni contemporanee di oggetti celesti con una risoluzione senza precedenti. Per dare un esempio di quanto accurata sia questa tecnica, basti pensare che il livello di dettaglio della mappa della zona centrale del nucleo galattico attivo denominato PMN J0948+0022, ottenuta da recenti osservazioni simultanee di 9 radiotelescopi in tre continenti guidate da un ricercatore dell’INAF, è la stessa che permetterebbe di individuare un pallone da calcio sulla superficie della Luna. Per fare questo è necessario disporre di sistemi di elaborazione dati velocissimi e collegamenti a grandissima banda su scala mondiale, di capacità pari a quella di migliaia di linee ADSL domestiche.

Una parte importante di questo processo è svolta dai Digital Base Band Converter (DBBC), sistemi di elaborazione per ricevitori digitali a larghissima banda che acquisiscono i segnali radio captati dalle antenne e li convertono in forma digitale per le successive analisi scientifiche. In particolare quello sviluppato dagli astronomi dell’Istituto di Radioastronomia dell’INAF sembra non avere rivali: grazie a tecnologie allo stato dell’arte, riesce infatti a “macinare”, in tempo reale, miliardi di campioni al se­condo. Quanto basta per essere in grado di rimpiazzare il modello di ricevitore radio esistente oggi, e utilizzato ormai da alcuni decenni dalla maggior parte dei radiotele­scopi esistenti.

Per conoscere meglio il DBBC “made in INAF” abbiamo rivolto alcune domande a Gino Tuccari, ricercatore dell’Istituto di Radioastronomia che è il responsabile del progetto.

Tuccari, può presentarci questo dispositivo?

Il DBBC è un dispositivo che, in generale, permette di svolgere elaborazioni elettroniche ad alta velocità. In particolare, il nostro sistema è stato progettato per la ricezione dei segnali radio provenienti da sorgenti extraterrestri, che poi processa, dividendole in tante “fette” con determinati intervalli di frequenze. Una procedura ovviamente ad altissima velocità vista l’enorme mole di dati grezzi che vengono ricevuti ogni secondo.

Ed è proprio grazie a questa nuova generazione di dispositivi che è oggi possibile realizzare osservazioni congiunte in tempo reale con radiotelescopi distanti migliaia di chilometri, vero?

La tecnica VLBI, che significa Very Long Baseline Interferometry, sfrutta da alcuni decenni le osservazioni astronomiche simultanee di radiotelescopi di tutto il mondo. Per ottenere i risultati scientifici è necessario che le registrazioni di tutti gli strumenti coinvolti siano fisicamente trasportate a un elaboratore, detto correlatore. Ovvi sono quindi i problemi e la dilatazione dei tempi di lavoro per ottenere i risultati attesi. Tutto può essere semplificato e velocizzato con una connessione dati diretta tra i radiotelescopi e il correlatore: quello che viene chiamato e-VLBI (dove la ‘e’ sta per electronic) . In questo contesto DBBC si innesta perfettamente, perché svolge le funzioni di connessione su rete dei singoli telescopi e inoltre ne potenzia le capacità in quanto può trattare una mole  di dati ben superiore a quella gestita oggi dai terminali radioastronomici.

DBBC è così performante che ha richiamato le attenzioni anche di altri istituti di ricerca nel mondo. Una bella soddisfazione…

In effetti questo interessamento così vasto ha fatto sì che si potesse pensare anche a uno sfruttamento commerciale dell’oggetto, che è un brevetto europeo INAF. E’ stata così istituita la Hat Lab, una piccola azienda di spin off nata nella seconda metà del 2009 con l’obiettivo di produrre questo strumento. Finora sono stati venduti oltre dieci DBBC, di cui uno andrà a equipaggiare il Sardinia Radio Telescope. Altri sono stati acquisiti dall’Australia, dal Sud Africa, e da vari istituti di ricerca europei.

La capacità di processare in tempo reale grandi quantità di dati che possiede DBBC potrebbe essere sfruttata anche in ambiti diversi dalla radioastronomia?

Hat Lab ha dei contatti con delle ditte leader nel settore della diagnostica medica, che hanno necessità per certi versi simili a quelle nostre nel trattamento dei dati in tempo reale. Oggi non è facile prevedere quali sviluppi ci saranno, anche perché il lavoro che stiamo portando avanti nel settore della radioastronomia è fortunatamente già molto intenso!

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