Nell’ambito della 35° campagna antartica promossa dal Programma Nazionale di Ricerche in Antartide (Pnra), che si concluderà a breve, è stata portata a termine con successo l’installazione del radar ionosferico denominato Dome C North (Dcn) presso la stazione di ricerca italo-francese Concordia in Antartide. Il radar Dcn e il suo gemello Dome C East (Dce), che è operativo a Concordia dal 2013, fanno parte della rete di radar HF (high frequency o alta frequenza) del progetto internazionale Super Dual Auroral Radar Network (SuperDARN), dedicata allo studio del moto del plasma e degli effetti dei fenomeni di meteorologia spaziale nella ionosfera dalle medie latitudini fino alle cappe polari degli emisferi Nord e Sud.
Meteorologia spaziale: la missione
L’installazione di Dcn è stata realizzata grazie al finanziamento del Pnra, nell’ambito del progetto “SuperDarn: radar ionosferici Hf Dce e Dcn a Concordia”, che è coordinato dall’Istituto Nazionale di Astrofisica con la collaborazione di un’unità operativa a guida del Dipartimento Scienze del Sistema Terra e Tecnologie per l’Ambiente del Consiglio Nazionale delle Ricerche (Cnr-Dta).
Il radar Dcn e il suo gemello Dome C East (Dce) sono i radar HF localizzati alle più alte latitudini geomagnetiche e alla più alta altitudine sul livello del mare ed osservano di continuo, lungo i rispettivi campi di vista, il moto del plasma ionosferico ed i fenomeni dovuti ai processi di meteorologia spaziale in una porzione della ionosfera polare dell’emisfero Sud di circa 10 milioni di km².
Maria Federica Marcucci, ricercatrice presso Inaf-Iaps Roma, nonché responsabile della conduzione dei due radar, spiega: “Sono molto contenta che il radar DCN sia entrato in funzione. Insieme a DCE si trova in una posizione strategica per l’osservazione dei fenomeni legati all’interazione del vento solare con la magnetosfera e la ionosfera terrestri. Il radar DCN va a completare la copertura nell’emisfero Sud della rete internazionale SuperDarn, un progetto che dimostra ancora una volta come la collaborazione fra nazioni sia fondamentale per la realizzazione di grandi infrastrutture osservative. Desidero dunque ringraziare molto il team che ha operato a Concordia con grande dedizione e professionalità. Tengo anche a sottolineare che la realizzazione di Dce e Dcn è stata possibile, prima di tutto, grazie all’intuizione scientifica e al grande impegno di due nostri colleghi, troppo prematuramente scomparsi, Ermanno Amata dell’Inaf e Jean-Paul Villain dell’Lpce”.
Meteorologia spaziale: la magnetosfera
Dcn e Dce sono le più estese e complesse installazioni presenti a Concordia. I due radar sono localizzati a circa 2 km dalla base ed ogni radar è composto da 24 antenne filari tese fra le 18 torri della schiera ricetrasmittente principale e le 6 torri della schiera ricevente interferometrica (per l’individuazione dell’altezza dalla quale proviene il segnale retrodiffuso).
I due radar osservano i fenomeni causati dall’interazione fra il vento solare, il plasma che dal sole si espande in tutto lo spazio interplanetario, ed il campo magnetico terrestre. Quest’ultimo genera una sorta di bolla magnetica, denominata magnetosfera, che protegge la Terra e la sua atmosfera dall’esposizione diretta al vento solare.
A seguito di una serie di processi fisici che avvengono ai confini della magnetosfera, parte del vento solare e della sua energia arrivano nello spazio più vicino alla Terra e sono talvolta all’origine di una serie di perturbazioni che si verificano durante quelle che vengono chiamate tempeste magnetiche. Le aurore polari sono la manifestazione visibile di tali perturbazioni, che tuttavia possono anche provocare una serie di fenomeni che hanno ripercussioni dirette sullo svolgimento delle attività umane come, per esempio, malfunzionamenti dei satelliti in orbita intorno alla Terra, danni ai sistemi di distribuzione della corrente elettrica e disturbi nelle comunicazioni radio.
Simona Longo, tecnologo a guida del team Cnr-Dta, sottolinea: “La messa in funzione di questo secondo radar si è svolta secondo i piani e si è conclusa con successo grazie allo straordinario impegno e spirito di collaborazione e fratellanza di tutto il team di SuperDarn, che ha lavorato in condizioni difficili dal punto di vista umano lontano dalla base in un ambiente estremo con temperature che hanno raggiunto -50°C. La stazione Concordia, chiamata anche Marte Bianco per le sue caratteristiche ambientali, si trova infatti sul plateau antartico ad una quota di 3233 metri sul livello del mare, dove la scarsità di ossigeno dovuta all’altitudine e alla ridotta densità dell’aria, rende il lavoro del personale particolarmente difficile e faticoso. Proprio per questo l’Esa ha scelto la Base Concordia come luogo ideale per studiare le conseguenze dell’ipossia e del lungo isolamento sul sistema immunitario umano”.
Meteorologia spaziale: i due radar
Portare a termine l’installazione di questo tipo di strumenti in un ambiente dalle estreme condizioni ambientali come quello di Concordia ha richiesto uno sforzo collaborativo notevole. Il team che ha installato DCN ha visto la partecipazione di David Biondi dell’Inaf, di Alessandro Cirioni, Angelo De Simone, Angelo Olivieri, Andrea Satta, Enrico Simeoli del Cnr e dell’esperto di radartecnica Jan Wiid. Per l’installazione del radar è stato poi fondamentale il supporto del personale tecnico e di coordinamento italo-francese della stazione di ricerca Concordia e più in generale di una serie di persone del Programma Nazionale di Ricerche in Antartide, dell’Ente Nazionale per l’Energia e l’Ambiente (Enea) e de l’Institut polaire français Paul-Emile Victor (Ipev).
La costruzione dei due radar, che sono considerati osservatori Permanenti nell’ambito del Pnra e la cui conduzione è affidata all’Inaf, è iniziata nell’ambito di una collaborazione italo-francese, ed è stata finanziata, per quanto riguarda l’Italia dal Pnra e dall’Inaf e per quanto riguarda la Francia dall’IPEV e dall’Insu.
