Una delle nuove antenne VOGS della NASA. Crediti: MIT Haystack Observatory/Ganesh Rajagopalan
Forse non tutti sanno che è anche grazie alla radioastronomia se oggi conosciamo con estrema precisione la forma e l’orientamento della Terra. Radiotelescopi che osservano congiuntamente da diverse località del pianeta oggetti lontanissimi, come i quasar, sono infatti in grado di restituire informazioni assai accurate sulle loro reciproche posizioni, che permettono addirittura di misurare anche l’entità dello spostamento delle placche continentali, dell’ordine di qualche centimetro l’anno. La tecnica utilizzata già da alcuni decenni prende il nome di Very Long Baseline Interferometry (VLBI), ovvero Interferometria a lunghissima base. La NASA ha recentemente testato con successo questo metodo utilizzando un sistema di antenne di nuova generazione che prendono il nome di VGOS (VLBI Global Observing System), sviluppate per rimpiazzare quelle che compongono l’attuale rete VLBI.
Il 5 febbraio scorso sono state condotte le prime prove di osservazioni simultanee di un quasar dalle tre antenne VGOS della NASA finora operative sul territorio statunitense, ovvero una nel Maryland, una nel Massachusetts e l’ultima entrata in servizio, alle isole Hawaii, ottenendo le prime frange di interferenza, segno che le parabole stavano captando e combinando i segnali raccolti dalla sorgente celeste.
«I risultati dimostrano la l’affidabilità della nuova tecnologia delle antenne a banda larga sviluppate per offrire maggiore precisione nelle misurazioni della forma della Terra su scale estremamente piccole», ha detto Benjamin R. Phillips, alla guida dell’Earth Surface and Interior Focus Area della NASA a Washington, negli stati Uniti.
Le antenne e l’elettronica a larga banda del sistema VGOS dispongono di una maggiore sensibilità e dimensione ridotta rispetto a quelle oggi in uso. Le dimensioni delle loro parabole oscillano tra 12 e 13 metri , contro i 20 – 30 metri di quelle attualmente operative. La compattezza delle nuove antenne permette loro movimenti più rapidi. Questo si traduce in un netto incremento delle osservazioni per ora, che possono arrivare a 100 rispetto alle circa 12 dell’attuale rete VLBI. E, altro fattore non trascurabile, le nuove antenne sono meno costose rispetto alle grandi antenne, rendendole più economiche da implementare e gestire nell’ambito di una rete globale.
Il sistema avanzato di ricezione a banda larga rende possibile realizzare osservazioni in quattro intervalli di frequenza contemporaneamente (tra 2 e 14 GigaHertz), il doppio di quanto raggiungibile oggi. Con quattro bande, possono essere registrate molte più informazioni digitali in un colpo solo, arrivando a flussi di dati che possono raggiungere picchi di 16 gigabit al secondo, in modo che il sistema a banda larga può raggiungere velocità di trasferimento dati di 8 a 16 gigabit al secondo, pari a 160 volte la velocità massima di trasferimento dati per una connessione internet domestica in fibra ottica.
«La realizzazione di questo esperimento che coinvolge le nuove antenne VGOS della NASA dimostra le potenzialità della futura rete geodetica nello studio della rotazione ed orientazione della Terra, per il miglioramento dei sistemi di riferimento (celeste e terrestre) che sono fondamentali per la navigazione, per le missioni spaziali e per studiare il nostro pianeta» commenta Monia Negusini, ricercatrice dell’INAF-ORA a Bologna. «Questo grazie al miglioramento della precisione di un fattore tre o più rispetto alle misure attuali. La comunità del VLBI geodetico sta lavorando nella direzione delle nuove antenne, piccole, compatte, che potranno osservare in modalità continua e su larga banda. Questo prevede uno sforzo tecnologico non indifferente, a cui anche l’INAF partecipa. La possibilità di lavorare in connessione con le antenne già esistenti, come quelle INAF di Medicina e Noto, permetterà di guidare il passaggio nel tempo tra i due tipi di reti, quella esistente e quella che verrà formata nei prossimi anni».