Tre generazioni sul ghiaccio

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Tre generazioni sul ghiaccio

Da decenni la tecnologia delle onde corte di Rohde & Schwarz assicura le comunicazioni tra le stazioni italiane di ricerca nell’Antartide e le loro sedi europee

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Updated on giu 26, 2023 🛈
Originally published on ago 26, 2019

Lontano dalla civiltà vi sono solo due opzioni per le comunicazioni a lunga distanza: il satellite o la radio a onde corte. I moderni telefoni satellitari sono circa delle stesse dimensioni di un telefono cellulare. Rappresentano la sola opzione per supportare il lavoro in mobilità nelle aree più remote.

Tuttavia, per il funzionamento da una postazione fissa dotata di alimentazione elettrica, esiste un’alternativa praticabile: la radio a onde corte. I benefici includono zero costi di connessione, libertà dalle infrastrutture e disponibilità 24 ore su 24.

Naturalmente, in un ambiente ostile lontano dalla civiltà, non è una cattiva idea utilizzare entrambe le opzioni per avere disponibile un backup. Questa è esattamente la politica adottata nelle due stazioni antartiche gestite dal governo italiano. Quando esiste la copertura satellitare (il che non succede a tutte le ore del giorno nelle regioni polari), si utilizza l’opzione satellitare. Altrimenti, esiste la radio a onde corte come opzione di riserva, basata su una tecnologia di Rohde & Schwarz.

Dopo 30 anni, semplicemente affidabile come il primo giorno: il ricetrasmettitore R&S®XK859C1 da 1 kW della stazione di ricerca Mario Zucchelli.

ENEA fa affidamento su una strumentazione professionale

Già nel 1988 l’Agenzia nazionale italiana per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile (ENEA) ha equipaggiato la stazione di ricerca antartica Mario Zucchelli ubicata nella Baia Terra Nova (Mare di Ross) con una tecnologia a onde corte di Rohde & Schwarz. ENEA ha acquistato un ricetrasmettitore R&S®XK859C1 da 1 kW, un ricetrasmettitore R&S®XK852C1 da 150 W e un ricevitore R&S®EK890, i prodotti di punta in quel momento.

In base all’esperienza positiva con questa tecnologia, la stazione di Concordia, gestita congiuntamente con la Francia, analogamente 14 anni dopo è stata equipaggiata con le apparecchiature a onde corte di Rohde & Schwarz. Inizialmente in funzione solo durante i mesi estivi, la stazione era dotata di un ricetrasmettitore R&S®XK852C1 e R&S®XK2100L (ciascuno da 150 W). All’inizio del 2019 è stato aggiunto un ricetrasmettitore da 1 kW della famiglia M3SR®Series4100.

Le radio a onde corte della famiglia M3SR®Series4100 si trovano anche nella sala radio di una nave o in una stazione costiera, dove possono effettuare comunicazioni su lungo raggio da nave a nave e da nave a terra.

La radio a onde corte offre indipendenza

Anche i prodotti radio amatoriali sono stati provati durante questo periodo di tempo, ma sono caduti vittime delle condizioni climatiche locali, dove la temperatura media è di –54,5 °C. Invece, la tecnologia radio Rohde & Schwarz, sviluppata per l’esercito e la marina militare in linea con i severi standard MIL, non soccombe così facilmente ai pericoli ambientali.

Sebbene la radio a onde corte abbia ancora una sorta di fascino romantico, la tecnologia radio all’avanguardia oggi disponibile funziona con caratteristiche e prestazioni di tutt'altro livello. Ciò che una volta richiedeva una significativa esperienza da parte dell’operatore radio, in quanto le prestazioni delle onde corte dipendono fortemente dalle condizioni atmosferiche, è ora gestito dal processore radio per assicurare automaticamente un collegamento radio ottimale.

Le forme d’onda digitali per la trasmissione di voce e dati possono anche essere adattate al mezzo. Solo la velocità di trasmissione è soggetta a limiti fisici associati alla ridotta larghezza di banda disponibile. L'utilizzo di forme d’onda avanzate consentono di ottenere una velocità di circa 20 kbit/s. Le onde corte sono il solo mezzo che è possibile utilizzare per realizzare collegamenti mondiali da punto a punto senza ripetitori.

La stazione di ricerca italo-francese Concordia è presidiata tutto l’anno dal 2005.

Previsioni climatiche affidabili più urgenti che mai

La stazione di ricerca Concordia si trova a 3.233 m sul livello del mare sull’Altopiano Antartico, in un sito noto come Cupola Concordia (Cupola C). La stazione è gestita congiuntamente dai programmi di ricerca polari francesi e italiani. Assieme alla stazione russa Vostok e alla stazione americana al Polo Sud Amundsen-Scott, è la terza stazione di ricerca antartica costantemente presidiata.

Negli anni ‘90 la Cupola C è stata selezionata dal Progetto europeo per il carotaggio del ghiaccio in Antartide (European Project for Ice Coring in Antarctica, EPICA) nell’ambito degli sforzi per trovare il ghiaccio più antico sulla Terra. L’obiettivo era di ricostruire la storia climatica della Terra e migliorare la previsione dei futuri sviluppi climatici.

Un carota di ghiaccio da una profondità di 2.775 m (progetto EPICA).

Alla ricerca di ghiaccio antico

Le trivellazioni eseguite dal 1996 fino alla fine del 2004 hanno raggiunto una profondità di 3.270 m, che era solo a pochi metri dal substrato roccioso. Il più antico campione di ghiaccio che sia stato ottenuto risale a circa 800.000 anni fa.

Tuttavia, in base all’analisi degli archivi geologici, sappiamo che prima della cosiddetta transizione del medio Pleistocene (cioè immediatamente prima su una scala temporale geologica), ere fredde (glaciali) e calde (interglaciali) si alternavano ogni 40.000 anni. In seguito, il periodo di alternanza è aumentato fino a circa 100.000 anni.

La ragione di questo cambiamento non è nota; perciò rappresenta un argomento di ricerca attuale per gli scienziati della Concordia, fra cui rappresentanti dell’Istituto Alfred Wegener per la ricerca polare e marina di Bremerhaven. I campioni di roccia non offrono indizi, in quanto non contengono gas residui. Di conseguenza, è necessario guardare più a fondo nel ghiaccio in termini cronologici.

Veicoli trasversali nel loro viaggio dalla stazione Concordia al sito di trivellazione Piccola Cupola C. BAS, Robert Mulvaney.

Localizzazione dell’area di ricerca

Trovare punti di trivellazione adeguati era l'obiettivo fondamentale della fase precedente per la missione di follow-up EPICA "Beyond EPICA – Oldest Ice (BE-OI)” (Oltre EPICA - Il ghiaccio più antico). I ricercatori ora sperano di trovare ciò che cercano. Ad appena 40 km dalla stazione è stata identificata un’area con un diametro di 3 km. Le trivellazioni non inizieranno prima del 2021 e saranno inizialmente limitate a una profondità di 100 m per verificare la bontà della tecnologia.

Tuttavia, entro il 2024/2025, l’obiettivo è di penetrare la calotta glaciale nel sito scelto per la trivellazione, che ha una profondità di 2.750 m. L'operazione sarà seguita dal processo di valutazione, che richiederà un altro anno di lavoro. Oltre agli europei con il loro progetto BE-OI nelle vicinanze della Cupola C, anche altri team lavorano per superare il limite del milione di anni, tra cui i giapponesi alla Cupola Fuji e i cinesi alla Cupola A. La Partnership internazionale per le scienze di carotaggio del ghiaccio (IPICS) è stata formata per incoraggiare la competizione amichevole in questa corsa.

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