INFLUENZA DELL’AURORA POLARE SUI SISTEMI GPS

Navigando a vista (mozzafiato)

Una ricerca dell’Università di Bath raccoglie nuove informazioni sui meccanismi che stanno dietro all’affascinante fenomeno delle Northern Lights e apre nuovi scenari nell’ambito delle tecnologie di posizionamento satellitare. Il commento di Biagio Forte

Aurora boreale. Crediti: J.C. Casado / Gloria Project

È un fenomeno naturale di struggente bellezza, e se siete stati turisti nella notte polare forse avete avuto la fortuna di viverla da protagonisti. Parliamo di aurora boreale, l’affascinante corpo di luci che si agita nel cielo ad alte latitudini quando il vento solare interagisce con il campo magnetico terrestre e la folta coperta di gas che avvolgono il nostro pianeta si accende nel cielo di sfumature verdi e gialle.

Il consiglio degli astrofisici? Godersi il panorama da spettatori: quando si verifica un’eruzione sulla superficie del Sole e una nube di particelle elettricamente cariche s’invola nello spazio in direzione Terra può succedere infatti che, insieme all’aurora, infuri un’invisibile ma vigorosa tempesta solare, capace di incidere sull’efficienza della nostra tecnologia prêt-à-porter e in particolare sui sistemi satellitari globali di navigazione (Gnss), abbondantemente utilizzati da automobilisti e aviatori.

Ma c’è di più: secondo una ricerca dell’Università di Bath, appena pubblicata su Journal of Geophysical Research: Space Physics, i disturbi sui segnali Gnss potrebbero anche essere imputabile a nuovi meccanismi connessi al fenomeno dell’aurora polare, precedentemente sconosciuti.

Nel corso di una serie di rilevamenti congiunti con radar e ricevitori Gps eseguiti a Tromsø, nell’estremo nord della Norvegia, i ricercatori hanno potuto stabilire che non c’è turbolenza nel plasma delle aurore boreali. I segnali per la navigazione satellitare possono infatti propagarsi attraverso le aurore boreali, venendo così disturbati (si tratta del processo conosciuto come scintillazione delle onde radio, lo stesso fenomeno che sta alla base della scoperta delle pulsar).

«Fino a ieri gli scienziati ritenevano che fosse la turbolenza all’origine di questi disturbi», spiega a Media Inaf Biagio Forte dell’Università di Bath (Department of Electronic and Electrical Engineering), primo autore dello studio. «Ma di turbolenza non vi è traccia. Si aprono dunque nuovi scenari riguardo ai meccanismi che stanno alla base delle aurore boreali e a come l’intero sistema del plasma alle latitudini aurorali sia interconnesso con lo spazio circostante».

Facciamo un esempio per capire meglio: «Quando prepariamo il condimento per l’insalata e mescoliamo olio e aceto in un bicchiere, possiamo notare bollicine di varie dimensioni in ordine sparso. Tradizionalmente, si assumeva che bollicine simili a quelle di olio e aceto fossero presenti in concomitanza con le aurore boreali. Il nostro esperimento ha svelato che invece è un po’ come se osservassimo olio e aceto nel nostro bicchiere che non si mescolano».

Sono più d’uno i sistemi di posizionamento satellitare utilizzati nel mondo, dallo statunitense Gps al russo Glonass, fino al nascente Galileo (il sistema di posizionamento globale made in Europe, di cui abbiamo scritto spesso su Media Inaf). Ciascuno di essi si affida a una costellazione di satelliti in orbita attorno alla Terra e disposti a un’altitudine di 20mila chilometri. Originariamente sviluppati dal governo degli Stati Uniti in ambito militare, i sistemi di navigazione satellitare sono ora ampiamente utilizzate da chiunque abbia un dispositivo Gnss, sia esso un navigatore integrato al display del proprio veicolo o uno smartphone di ultima generazione.

«Questo tipo di risultati ci permette di capire quali siano gli effetti reali su ricevitori radio utilizzati dai sistemi di navigazione e telecomunicazione satellitare», sottolinea Forte. «Ora possiamo capire come sia possibile costruire un ricevitore in grado di funzionare alla perfezione anche durante l’aurora polare. Siamo già al lavoro su possibili soluzioni che permettano di ovviare a tali disturbi, salvaguardando così l’utilizzo delle tecnologie».

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