Nel sottosuolo marziano sono stati trovati laghi di acqua salata: scopriamo cos’è il radar

Un radar italiano ha rilevato la presenza di acqua salata sotto il polo sud marziano. Vediamo come funziona questa tecnologia.

La sonda Mars Express con le antenne radar completamente estese, fonte:ESA

In un recente articolo del Corriere della Sera che potete trovare qui si parla di come un team di ricercatori dell’ESA abbia scoperto, grazie ad un radar italiano, diversi laghi di acqua salata sotto la superficie del pianeta rosso.

La fisica dietro il funzionamento del radar

Il radar (dall’inglese ‘radio detection and ranging’) è un sistema che permette di ottenere la posizione di oggetti in un determinato sistema di riferimento. Esso è in grado di funzionare grazie a, come si intuisce dal nome, onde elettromagnetiche nello spettro delle onde radio o microonde. Ogni onda elettromagnetica può rilevare oggetti che siano più grandi della sua lunghezza d’onda. Le onde radio usate nei radar, avendo una lunghezza d’onda compresa fra i 10 e i 100 mm, sono in grado di non avere troppe interferenze dovute all’atmosfera e al contempo di rilevare ogni oggetto di interesse. Alcune antenne radar devono ruotare perché mandano un’onda radio in una direzione precisa per rilevare oggetti. Quindi, dopo un lasso di tempo sufficientemente grande possono cambiare direzione e inviare un nuovo impulso. Le onde colpendo gli oggetti vengono riflesse secondo il meccanismo di ‘backscattering’. L’onda di ritorno si riconosce perché è quasi identica a quella di partenza se non per attenuazione dovuta all’atmosfera e all’urto con gli oggetti e ad un possibile cambio di frequenza nel caso di oggetti in moto radiale rispetto all’antenna trasmettitrice.

Tipica antenna radar per rilevare aerei, fonte: wikimedia commons

Fattori che limitano il funzionamento della tecnologia radar

Abbiamo detto che le onde radio sono in grado di sopportare abbastanza bene i disturbi atmosferici. Purtroppo però più la distanza fra antenna e oggetto aumenta, più i dati risultano inutilizzabili a causa della dispersione dell’onda. Inoltre l’onda tende a sollevarsi sull’orizzonte a mano a mano che viaggia verso esso a causa della curvatura della Terra. Va anche considerato come i componenti delle antenne sono elettronici e quindi introducono nel segnale il cosiddetto ‘rumore‘. Adesso, se il segnale di andata sovrasta molto il rumore, quello di ritorno diminuisce di potenza velocemente all’aumento della distanza, rendendo il rumore un fattore abbastanza importante. A livello militare per combattere radar nemici esistono diverse possibilità. Fra queste si possono evidenziare la costruzione di mezzi ‘stealth‘ che riflettono poco le onde e non nella direzione di arrivo e l’utilizzo di trasmettitori atti a sovraccaricare di segnale gli apparecchi nemici.

Altre tecnologie paragonabili al radar in ambiti diversi

Non sempre il radar è la tecnologia più adatta per l’individuazione di oggetti. Una delle tecnologie più paragonabili al radar è senz’altro il sonar. Questo funziona sfruttando onde sonore che quindi non possono viaggiare se non in un mezzo come l’aria o l’acqua. In atmosfera la velocità del suono non permette paragoni con quella della luce. Invece nei sottomarini i sonar hanno performance migliori poiché l’acqua permette la trasmissione molto più rapida di onde sonore. Contemporaneamente fa disperdere molto velocemente le onde elettromagnetiche. Nell’ambito della tecnologia più quotidiana sta invece prendendo piede il lidar, una tecnologia che sfrutta luce con lunghezze d’onda minori, nello spettro del laser (600-1000 mm). Esso è stato prima utilizzato in aspirapolveri autonome allo scopo di mappare le stanze delle case. Inoltre da poco un sensore lidar dovrebbe permettere agli ultimi modelli dei tablet Apple di ottenere performance nella realtà aumentata molto migliori.

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