Visioni dell’innovazione: la scienza in paradiso

Questa è un’introduzione all’articolo sull’innovazione di novembre 2023, “Utilizzo della riflettometria di fase GNSS su Haleakala a Maui”

Abbiamo tutti visto le notizie della terribile devastazione e della perdita di vite umane nella città di Lahaina a Maui a causa di un enorme incendio lo scorso agosto. Queste terribili notizie sono in netto contrasto con i felici ricordi delle visite alle Hawaii e alle sue meravigliose isole. Ricordavo in particolare la mia visita di diversi anni fa a Maui. Mia moglie ed io abbiamo viaggiato per tutta Maui, ma abbiamo apprezzato soprattutto il viaggio fino alla cima del Monte Haleakala.

Con un’altezza di poco più di 3.000 metri, l’Haleakala è un grande vulcano a scudo attivo (anche se attualmente dormiente) che costituisce circa il 75% dell’isola di Maui. Appena sotto la sua sommità c’è un centro visitatori con pannelli informativi che descrivono la geologia del vulcano e le piante e gli animali che si possono trovare sui suoi fianchi. Ad esempio, sulla strada verso la cima, puoi vedere il nene in via di estinzione, le oche hawaiane e la pianta della spada d’argento in via di estinzione, che fiorisce solo una volta nella sua vita. La vista dell’alba e del tramonto dalla vetta è molto bella.

A poche centinaia di metri dal centro visitatori si trova il sito dell’Osservatorio ad alta quota di Haleakala, un complesso informalmente noto come “Città della scienza”. Il sito ospita vari telescopi ottici e altri strumenti, tra cui, tra gli altri, il Daniel K. Il telescopio solare Inouye di 4 metri di apertura (il più grande telescopio solare del mondo), la stazione telemetrica laser satellitare e il complesso di osservazione spaziale di Maui, che consiste in una raccolta di telescopi gestiti dal Dipartimento della Difesa per tracciare i satelliti.

Sul posto è presente anche un innovativo sistema per monitorare la superficie oceanica molto al di sotto utilizzando la fase dei segnali GNSS. Non solo riceve normali segnali in linea di vista dai satelliti, ma questo sistema riceve anche segnali riflessi dalla superficie dell’oceano, una tecnica chiamata riflettometria GNSS o GNSS-R. GNSS-R può essere considerato un radar binario fisso, in cui i trasmettitori (satelliti GNSS) e il ricevitore sono separati da una grande distanza. Il ricevitore può trovarsi sulla superficie della Terra, su un aereo o su un satellite in orbita terrestre bassa. I segnali riflessi contengono informazioni sulla superficie da cui vengono riflessi. A seconda della posizione del ricevitore e con un’adeguata elaborazione dei dati, parametri quali elevazione e variazione della superficie terrestre, livello dell’acqua e altezza delle maree, stato del mare (altezza delle onde, velocità e direzione del vento), contenuto di umidità del suolo e persino profondità della neve possono essere misurato. Estratto.

Nel corso degli anni, in questa rubrica sono stati pubblicati numerosi articoli sul GNSS-R utilizzando diverse piattaforme di ricezione (aprile 1999; ottobre 2007; ottobre 2009; settembre 2010; settembre 2014 e ottobre 2019). Nella rubrica “Innovazione” di questo trimestre, abbiamo un articolo scritto da alcuni membri del team che ha costruito e gestisce il sistema GNSS-R in cima all’Haleakala. Spiegano come funziona il sistema e alcune delle osservazioni e dei risultati preliminari ottenuti. Più scienza in paradiso!