Quando di mezzo c’è il Sole: nuove soluzioni per le comunicazioni spaziali
Arrivano dal progetto HELIOS, promosso dall'Agenzia Spaziale Europea e coordinato dall'Università di Bologna, per garantire i collegamenti radio tra la Terra e le sonde spaziali anche in caso di "congiunzione solare"
Un sistema di simulazione avanzato capace di riprodurre in modo accurato i collegamenti radio fra la Terra e una sonda spaziale, quando di mezzo c'è il Sole. Lo hanno realizzato gli studiosi del progetto HELIOS, promosso dall'Agenzia Spaziale Europea e coordinato dall'Università di Bologna. Grazie a questo nuovo strumento, i ricercatori sono riusciti a mettere a punto una serie di soluzioni – presentate ora sulla rivista Radio Science - per migliorare la capacità di comunicazione in queste fasi delicate.
"Quando una sonda spaziale si sposta sul lato opposto del Sole, rispetto alla Terra, inviare e ricevere comunicazioni diventa molto difficile o addirittura impossibile", spiega Paolo Tortora, professore al Dipartimento di Ingegneria Industriale dell'Alma Mater, che ha coordinato il progetto HELIOS. "Per questo abbiamo lavorato per mettere a punto nuove tecnologie capaci di ridurre i problemi di comunicazione e migliorare l'affidabilità del contatto con i veicoli spaziali durante questi periodi critici".
Il momento critico in questione è quello della "congiunzione solare": quando una sonda spaziale che viaggia attraverso il nostro sistema solare appare prossima al Sole, vista dalla Terra. In questi casi il plasma emesso dal Sole e il vento solare possono disturbare in modo rilevante le comunicazioni radio. Di norma, per non rischiare di ricevere dati incompleti o peggio ancora trasmettere comandi errati, durante le congiunzioni solari le sonde vengono messe in una sorta di stato di ibernazione. Ma questi periodi possono durare anche a lungo, da qualche giorno a qualche settimana.
È per cercare di superare questi ostacoli che gli studiosi del progetto HELIOS (Highly rEliable Links durIng sOlar conjunctionS) si sono messi al lavoro. Grazie al nuovo sistema di simulazione avanzato delle trasmissioni tra sonde spaziali e la Terra, i ricercatori hanno indagato in che modo diverse architetture di comunicazione in radiofrequenza possano garantire collegamenti affidabili e robusti durante le fasi di congiunzione solare, anche nelle condizioni più critiche.
"Riuscendo a simulare nel dettaglio come si svolgono i collegamenti tra la Terra e la sonda spaziale e tra la sonda spaziale e la Terra, siamo riusciti a valutare la solidità dei collegamenti in tutte le possibili condizioni, individuando così le principali criticità e le possibili soluzioni", dice Tortora. "Siamo quindi riusciti a mettere a punto diverse opzioni per estendere la disponibilità di un collegamento tra la sonda spaziale e la Terra anche in condizioni che al momento non garantiscono di operare in modo affidabile".
Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Radio Science con il titolo “HELIOS - Highly rEliable Links durIng sOlar conjunctionS”. Per l’Università di Bologna hanno partecipato Aurel Zeqaj e Paolo Tortora del Dipartimento di Ingegneria Industriale, insieme a Enrico Paolini del Dipartimento di Ingegneria dell'Energia Elettrica e dell'Informazione "Guglielmo Marconi".