Un razzo NASA campiona nubi che disturbano la radio in cinque punti

Il 24 agosto 2022, un razzo sonda — un razzo per la ricerca suborbitale — è decollato dal Wallops Flight Facility della NASA in Virginia e ha attraversato una nube metallica invisibile. La missione SpEED Demon ha portato cinque rilevatori contemporaneamente attraverso lo stesso strato E sporadico, offrendo ai ricercatori la prima osservazione simultanea da più punti di un fenomeno capace di deviare i segnali radio in direzioni inattese.

Gli strati E sporadici si formano nella ionosfera, che inizia a circa 40 miglia (60 chilometri) sopra la Terra, quando i gas neutri cominciano a trasformarsi in plasma, cioè gas ionizzato. Parte di questo materiale proviene dalle meteore che bruciano lasciandosi dietro ferro, magnesio e altri metalli. Questi metalli possono raccogliersi in dense distese simili a nubi a circa 60 miglia (100 chilometri) di quota. Quando si forma una distesa, può riflettere le onde radio verso la Terra: le trasmissioni a lunga distanza possono sembrare vicine ai controllori del traffico aereo o agli utenti delle radio marine, mentre i radar possono rilevare falsi bersagli. Secondo l’autore principale dello studio, Henry Valentine, il plasma nella ionosfera è inoltre la principale fonte di errore nel GPS dei telefoni.

Prima di SpEED Demon, un razzo poteva campionare soltanto una stretta traiettoria attraverso uno strato. La nuova missione ha rilasciato quattro dropsonde, sonde espulse che si sono allontanate dal carico principale e l’una dall’altra, trasmettendo ciascuna le proprie misurazioni alle stazioni a terra. Insieme allo strumento principale del razzo, hanno campionato cinque punti nello stesso momento. Un gruppo guidato dalla Embry-Riddle Aeronautical University ha descritto i risultati sul Journal of Geophysical Research: Space Physics.

Le misurazioni hanno rilevato una struttura più complessa di quanto il gruppo si aspettasse. Invece di una distesa uniforme e densa, lo strato appariva irregolare e modellato dai venti turbolenti dell’aria neutra circostante. Durante la discesa si è diviso in due picchi distinti. Lo schema era compatibile con i vortici di Kelvin-Helmholtz, instabilità ondulatorie che si avvolgono su se stesse e che si osservano anche nelle normali nubi, ma il gruppo di Aroh Barjatya evita di definire dimostrata questa causa: il volo non poteva misurare direttamente i venti locali e i campi elettrici.

Che cosa cambia, concretamente? Cinque traiettorie simultanee rivelano movimenti e strutture che una sola traiettoria del razzo potrebbe non cogliere, offrendo ai ricercatori un contesto più ampio per studiare il modo in cui gli strati E sporadici influenzano i segnali radio. La missione era una dimostrazione tecnologica progettata per verificare se la tecnica delle dropsonde avrebbe funzionato. Una strategia simile con più sonde è stata utilizzata per l’eclissi anulare dell’ottobre 2023 e per l’eclissi totale dell’aprile 2024, mentre un discendente diretto ha volato dall’atollo di Kwajalein nel giugno 2025; i lavori relativi a quelle missioni sono in preparazione.