I ricercatori dell'Università di Bath hanno acquisito nuove conoscenze sui meccanismi dell'aurora boreale, fornendo l'opportunità di sviluppare una migliore tecnologia satellitare in grado di annullare le interruzioni causate da questo fenomeno naturale.

Precedenti ricerche hanno dimostrato che le luci naturali dell'aurora boreale - note anche come o aurore boreali - interferiscono con i segnali dei sistemi globali di navigazione satellitare (GNSS) su cui si fa molto affidamento nelle industrie dei trasporti e dell'aviazione civile.

La presenza di turbolenza al plasma all'interno dell'aurora boreale era tradizionalmente ritenuta responsabile delle imprecisioni del GNSS. Però, quest'ultima ricerca ha scoperto che la turbolenza non esiste, suggerendo nuovo, meccanismi sconosciuti sono in realtà responsabili di interruzioni sui segnali GNSS.

Turbolenza dimostrata non esistere

Questa è la prima volta che viene dimostrato che la turbolenza non si verifica all'interno dell'aurora boreale e questa nuova conoscenza consentirà nuove soluzioni tecnologiche per superare queste interruzioni.

Il team di ricerca del Dipartimento di Ingegneria Elettronica ed Elettrica dell'Università di Bath, in collaborazione con l'Associazione Scientifica Europea Incoherent Scatter (EISCAT), ha osservato l'aurora boreale a Tromsø, Norvegia settentrionale, dove hanno osservato e analizzato l'aurora boreale contemporaneamente utilizzando un radar e un ricevitore GNSS posizionato insieme.

I segnali GNSS sono stati utilizzati per identificare come l'aurora boreale interferisce con i segnali GPS. L'analisi radar ha fornito un'istantanea visiva della composizione di questo famoso e spettacolare fenomeno.

Il GNSS viene utilizzato per individuare la posizione geografica del ricevitore di un utente in qualsiasi parte del mondo. Numerosi sistemi sono in uso in tutto il mondo, tra cui il ben noto Global Positioning System (GPS) degli Stati Uniti, il Global Orbiting Navigation Satellite System (GLONASS) della Federazione Russa e il Galileo europeo.

Ciascuno dei sistemi GNSS impiega una costellazione di satelliti in orbita attorno alla Terra ad un'altitudine di 20, 000 km di satelliti, lavorando in combinazione con una rete di stazioni di terra. Originariamente sviluppato dal governo degli Stati Uniti per la navigazione militare, i sistemi di navigazione satellitare sono ormai ampiamente utilizzati da chiunque disponga di un dispositivo GNSS, come un navigatore satellitare per auto, telefono cellulare o unità di navigazione portatile, che può ricevere i segnali radio trasmessi dai satelliti.

L'aurora boreale si verifica ai poli magnetici nord e sud, e sono il risultato di collisioni tra particelle gassose nell'atmosfera terrestre con particelle cariche rilasciate dall'atmosfera solare.

Informare nuovo, tecnologia più robusta

I ricercatori ritengono che questa maggiore comprensione dell'aurora boreale informerà la creazione di nuovi tipi di tecnologia GNSS che sono robusti contro i disturbi dell'aurora boreale, e contribuire a influenzare le normative GNSS utilizzate in settori come l'aviazione civile, gestione del territorio, tecnologia dei droni, comunicazioni mobili, trasporti e veicoli autonomi.

Ricercatore capo e docente presso il Dipartimento di Ingegneria Elettronica ed Elettrica dell'Università di Bath, Dottor Biagio Forte, ha dichiarato:"Con la crescente dipendenza dal GNSS con l'introduzione pianificata di reti 5G e veicoli autonomi che dipendono fortemente dal GNSS, la necessità di sistemi di navigazione satellitare precisi e affidabili in tutto il mondo non è mai stata così critica.

"Il potenziale impatto di segnali GNSS imprecisi potrebbe essere grave. Anche se le interruzioni nei telefoni cellulari potrebbero non essere pericolose per la vita, l'inaffidabilità dei sistemi di navigazione satellitare in veicoli autonomi o droni che trasportano carichi utili potrebbe causare gravi danni sia all'uomo che all'ambiente.

"Questa nuova comprensione dei meccanismi che influenzano le interruzioni del GNSS porterà a una nuova tecnologia che consentirà una navigazione satellitare sicura e affidabile".