Inseguendo una Tiangong in banda radio

Gli scienziati dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (Inaf) stanno osservando la stazione spaziale cinese Tiangong-1 con i radiotelescopi dell’Inaf-Istituto di Radioastronomia di Bologna, “Croce del Nord”, presso la stazione di Medicina, e dall’Inaf-Osservatorio di Cagliari, sede della grande antenna Srt. Grazie all’utilizzo contemporaneo di questi due strumenti è stato possibile, per la prima volta in Italia, fare un’osservazione radar “multistatica”, ovvero la ricezione ed elaborazione da ricevitori diversi dello stesso segnale riflesso da un detrito spaziale.

Al Sardinia Radio Telescope (Srt) di San Basilio si è effettuato il primo test di osservazione della Tiangong-1 il 28 marzo 2018, tramite la triangolazione di un segnale emesso da un trasmettitore radar, segnale che Srt ha ricevuto “di sponda”, ovvero dopo essere stato riflesso dalla Tiangong-1. Questo test è servito per tarare ed allineare gli strumenti in modo ottimale in vista dell’osservazione del 29 marzo 2018.

Il passaggio della Tiangong-1 ripreso dal radiotelescopio Srt. Crediti: Inaf-P. Soletta, OA Cagliari

Alle 11, 27 minuti e 50 secondi, Tiangong-1 ha lambito la Sardegna ed è risultata visibile da Srt. La velocità della stazione cinese (circa 7 km al secondo) non consentiva un inseguimento dinamico, per cui si è fatto in modo di puntare sul punto più alto sopra l’orizzonte per anticipare il passaggio ed osservarlo per i pochi secondi disponibili. L’operazione è perfettamente riuscita ed i dati ricevuti stanno venendo elaborati proprio in queste ore dagli ingegneri e dai tecnologi dell’Inaf di Cagliari. Nell’immagine a sinistra (di bassa qualità perchè estrapolata da un video) si vede proprio la traccia netta della Tiangong-1 nella schermata del programma di acquisizione.

Tonino Pisanu, membro Inaf dell’Ocis (Organismo di Coordinamento ed Indirizzo per Sst – Space Surveillance and Tracking), nonché responsabile dei Laboratori Tecnologici di sviluppo dell’antenna sarda, spiega com’è andata questa prima osservazione: «durante il test del 28 marzo si sono visti dei movimenti negli spettri dei segnali ricevuti che sembravano collimare con l’orbita e la velocità di Tiangong 1, ma la conferma è arrivata il 29, con un’osservazione davvero eccezionale e con tutti gli strumenti perfettamente coordinati tra loro su tempi e posizioni grazie ad uno splendido lavoro di squadra. Ora abbiamo qualche dato in più da condividere con la comunità scientifica, speriamo in tempi brevissimi».

Insieme ad Srt, il radiotelescopio Croce del Nord, della Stazione Radioastronomica di Medicina, sta seguendo i passaggi quotidiani della Tiangong-1 che sta procedendo nella sua lenta caduta incontrollata, talvolta attraversando la nostra penisola sotto i 44 gradi di latitudine. In particolare la Croce del Nord rileva ed elabora gli echi radar riflessi dalla stazione spaziale cinese. In questa configurazione, il radiotelescopio lavora come parte ricevente di un radar bistatico.

Anche i dati acquisiti a Medicina con il radiotelescopio Croce del Nord sono stati di grande utilità, soprattutto perché la Tiangong-1 è stata invisibile ai radar americani per diverse ore e necessitava capire dove era e se aveva avuto rallentamenti.

Il passaggio della tiangong-1 ripreso dal radiotelescopio dell’Inaf Croce del Nord. Crediti: Inaf – Ira Bologna

Nella figura a lato si vede il passaggio del 29 marzo 2018 all’interno del campo di vista della Croce del Nord. Sull’asse verticale vi è il tempo e su quello orizzontale la frequenza; si nota lo spostamento doppler dovuto alla velocità radiale dell’oggetto rispetto alle due antenne (la trasmittente e la ricevente) e la sua variazione nel tempo.

«Questa misura è solo una tra quelle che il nostro sistema radar è in grado di fornire – spiega Germano Bianchi, coordinatore nazionale del Comitato Tecnico Operativo dell’Ocis. Ad esempio, per mezzo di un innovativo sistema multi-beam (multi-fascio, n.d.r.) sviluppato dai nostri ricercatori, in collaborazione con l’Università di Malta, è ora possibile generare simultaneamente numerosi pixel all’interno del campo di vista dell’antenna. Ciò permette di avere informazioni anche sulla traiettorie dell’oggetto che, attraverso un algoritmo appositamente sviluppato dal Politecnico di Milano, consente di dare una stima dell’orbita della Tiangong-1 in queste fasi critiche».  Sempre nella osservazione della Tiangong-1 del 29 marzo, è stato possibile vedere il suo passaggio sequenziale nei vari beam (l’equivalente in campo radio dei “pixel” di una immagine ottica) del radiotelescopio Croce del Nord.

I dati di Medicina sono condivisi con quelli degli altri sensori nazionali e europei, ottici e radar, che partecipano al progetto Sst. La fusione dei dati ottenuti da questa sofisticata rete di sensori, migliora considerevolmente la conoscenza della traiettoria e l’accuratezza delle stime dell’area di rientro della stazione spaziale cinese.

Fonte: Inseguendo una Tiangong in banda radio