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Comprendere i fenomeni meteorologici spaziali per un’infrastruttura spaziale e terrestre più affidabile e sicura

I disturbi nello strato superiore dell’atmosfera costituiscono una minaccia per i sistemi come i satelliti. Occorre urgentemente un sistema affidabile che individui in tempo reale questi disturbi.

Tecnologie industriali

I disturbi ondosi a livello ionosferico (TID, Travelling ionospheric disturbances), svolgono un ruolo importante nella diffusione di segnali radio nella ionosfera, propagandosi in essa come onde ad un’ampia gamma di velocità e frequenze. I disturbi ondosi provocano interferenze al funzionamento delle infrastrutture aerospaziali e terrestri, in particolare al Servizio europeo di copertura per la navigazione geostazionaria (EGNOS) e alle reti per il posizionamento in tempo reale (NRTK, Network real-time kinematic), nonché alle comunicazioni ad alta frequenza e alle operazioni di ricognizione radio. «I TID si verificano quasi giornalmente», spiega Anna Belehaki, coordinatrice del progetto TechTIDE, finanziato dall’UE. «Individuare e monitorare tali disturbi è molto complicato, e non è stato ancora possibile farlo in modalità di servizio operativo».

Servizi di allerta per sistemi nello spazio e sulla Terra

I partner del progetto hanno sviluppato, testato e convalidato nuove possibili strategie di mitigazione dell’impatto dei TID per le tecnologie direttamente interessate. Lavorando a stretto contatto con gli operatori di tali tecnologie, hanno dimostrato il valore aggiunto delle tecniche di mitigazione proposte per EGNOS, NRTK e operazioni ad alta frequenza. Le metodologie sviluppate sono in grado per la prima volta di rilevare e monitorare i TID in tempo reale in vaste aree del mondo. Queste metodologie di rilevamento sono state implementate online con dati in tempo reale, mentre i risultati sono stati calcolati quasi in tempo reale. Tutti i codici dei software per il rilevamento dei TID sono stati rilasciati in modalità di libero accesso. Il team del progetto TechTIDE ha creato un sistema basato sul web per emettere allerte TID nell’area che si estende dall’Europa al Sudafrica. Tale sistema offre 70 diversi prodotti di supporto agli utenti e gestisce dati e prodotti di 21 diversi fornitori di dati. I prodotti a libero accesso sono disponibili in tempo reale mentre i dati archiviati sono accessibili tramite l’API di TechTIDE. Il sistema valuta i parametri che specificano le caratteristiche dei TID, e fornisce tutte le informazioni aggiuntive necessarie agli utenti per consentire loro di valutare i rischi e di sviluppare tecniche di mitigazione mirate per le proprie applicazioni. In questo modo, gli operatori dei sistemi di comunicazione aerospaziali e terrestri acquisiscono consapevolezza circa le minacce che i TID rappresentano per i loro sistemi, e possono così sviluppare tecnologie di mitigazione supportate dal sistema di allerta in tempo reale di TechTIDE.

Maggiori informazioni sull’effetto dei TID

Confrontando sistematicamente previsioni TID con dati sul degrado delle prestazioni, i partner del progetto sono stati in grado di specificare l’impatto in diverse fasi di cicli solari, stagioni, ore locali e condizioni di accoppiamento vento solare-magnetosfera. Gli sforzi di ricerca da loro compiuti gli hanno consentito di comprendere meglio i fenomeni che causano la formazione di diversi tipi di TID causati da disturbi nel vento solare e nello strato atmosferico inferiore. «Questo risultato, insieme allo sviluppo di innovative tecniche di previsione a breve termine, pone le basi per la creazione di modelli di previsione TID che costituiscono un requisito fondamentale per qualunque servizio meteorologico spaziale ad alta precisione», osserva Belehaki. In collaborazione con potenziali utenti quali l’Agenzia spaziale europea, i partner del progetto hanno testato la funzionalità, l’affidabilità e l’efficienza dei servizi proposti, preparando il terreno per il loro sistematico sfruttamento e funzionamento sostenibile. «TechTIDE ha migliorato le nostre conoscenze sui processi fisici derivanti dalla formazione di TID mediante l’individuazione di fattori scatenanti nel mezzo interplanetario, nella magnetosfera e nell’atmosfera», conclude Belehaki. «I risultati hanno contribuito a chiarire l’impatto dei TID sui sistemi di navigazione spaziali, principalmente EGNOS e NRTK, e sui sistemi terrestri di comunicazione e geolocalizzazione ad alta frequenza».

Parole chiave

TechTIDE, disturbi ondosi, spazio, EGNOS, NRTK, ionosfera, comunicazioni ad alta frequenza, disturbo ondoso ionosferico, infrastruttura terrestre

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