Over the Horizon Radar, le onde corte come sensori

Tra le applicazioni più interessanti - e sicuramente non obsolete - delle radioemissioni in alte frequenze (HF) c'è tutta la problematica del rilevamento radar a distanze superiori rispetto all'orizzonte ottico e dello studio della ionosfera e della propagazione con tecniche di "sounding". Le onde corte in questo caso non servono per comunicare tra due punti: tutto si basa sulla "autoricezione" di un segnale che parte da un punto A e ritorna al punto A sottoforma di eco. La natura e l'intensità di questa eco fornisce delle informazioni sull'oggetto (per esempio un aereo nel caso del radar) o un fenomeno fisico (per esempio uno strato ionosferico).

Lo spunto per queste brevi riflessioni viene dall'immagine di un spettrogramma catturato da un ricevitore SDR (l'SDR-IQ della RFSpace) nelle frequenze della banda radioamatoriale dei 20 metri. Tra le righe verticali corrispondenti ai vari segnali ricevuti nel corso del tempo con il software SpectraVue, si distingue un sottile tratto sghembo in orizzontale. Un frequentatore della mailing list UDXF, dedicata al monitoraggio dei segnali non broadcast civili o militari che siano, si chiede se questa traccia provenga da un radar "over the orizon" o se viceversa si tratti del tipico segnale di una ionosonda, lanciato per analizzarne l'eco su un'ampia finestra di frequenze. In questo caso la risposta giusta è la seconda: la riga che si può vedere è il "chirping" il cinguettio di una ionosonda, che secondo un altro iscritto a UDXF ha un andamento di 100 kHz al secondo tra 2 e 30 MHz (in 280 secondi il segnale passa da 2 a 30 MHz). Un approfondimento sui "chirp sounder" ionosferici e la strumentazione per ricerli si trova su questa pagina del ricchissimo sito di Brooke Clarke. In essa trovate i dettagli anche storici dei "chirp sounder receivers" creati per il monitoraggio di questi segnali. Altri dettagli aggiornati si trovano per esempio sul sito della TCI, un fornitore di apparati di avionica e SIGINT. Va da sé che oggi applicazioni HF di questo tipo si studiano anche con il software del DSP.
Insieme ai segnali delle radiosonde nello spettro delle onde corte - che oltre alle antenne del progetto HAARP comprendono anche quelle dell'analogo esperimento SuperDARN (Super Dual Auroral Radar Network della Johns Hopkins University) si possono ancora ascoltare le "spazzolate" di diversi impianti radar over the orizon in funzione in diverse località del mondo. In chi ascolta emittenti broadcast da lunga data il ricordo va subito alla anni della guerra fredda quando i sovietici avevano inserito nei loro sistemi di sorveglianza antimissilistica dei radar HF come il celeberrimo "woodpecker", il picchio (un nomignolo causato dal suo caratteristico suono martellante). Sul sito "Englishrussia.com" si trovano spettacolari immagini delle antenne del radar OTH attivo una trentina d'anni fa nei pressi di Chernobyl Ma se oggi volessimo ascoltare uno di questi radar non dovremmo fare molta strada. Ce n'è uno in Francia, a Dreux, gestito da ONERA, una compagnia aerospaziale, e chiamato nientepopodimeno che Radar Nostradamus. Anche a Jindalee, in Australia, esiste un analogo trasmettitore. Altri radar OTH sono attivi nella base britannica di Akrotiri, a Cipro, ma ne vengono segnalati anche in Cina (il "firedragon"), o in Spagna, in Iran. I più interessati a monitorarne le attività sono proprio i radioamatori, le cui bande risultano a volte pesantemente interferite.
Una terza categoria di radar HF con emissioni ad ampio spettro ("sweeper") è quella utilizzata per i rilevamenti oceanografici. Il sito Web di CODAR, una società specializzata in apparecchiature destinate a questa classe di ricerche, contiene anche una breve scheda con la storia delle sonde HF costiere utilizzate per misurare l'andamento delle correnti marine e del moto ondoso. I primi a sperimentare questa tecnologia sono stati il DARPA e la NOAA, con la collaborazione della Stanford University e dello Scripps Institution of Oceanography di San Diego. Questa è la scheda di un recente manuale dell'editore Springer, Land-Based Over-the-Horizon Radar Techniques for Monitoring the North-East Atlantic Coastal Zone.
Incuriositi da queste notizie? La newsletter dallo IARU, l'associazione internazionale dei radioamatori, ha raccolto una breve antologia di campioni audio dei maggiori radard over the horizon, la trovate su questa pagina. Ma persino una band elettronica scozzese, i Board of Canada, si sono fatti prendere dalla suggestione dell'argomento e nel 2002 hanno pubblicato un album intitolato Over the Horizon Radar.

Ecco invece qui di seguito tre videate appena confezionate con Perseus da Fabrizio Magrone. Le prime due sono radar OTH (uno intersecato da una ionosonda), la terza contiene il tracciato di un'altra ionosonda:

La Cortina di ferro di Prypiat

Una fotonotizia su Repubblica di oggi rimanda a un sito dedicato ai relitti di artefatti umani, dalle navi agli edifici. Cimiteri di imbarcazioni, fabbriche abbandonate, il sito Artificial Owl è una macabra antologia di cose grandiose e inutili, un monumento alla nostra caducità espressa su scale sempre più larghe. Talmente larghe che alla fine lo sforzo della distruzione supera di gran lunga quello della costruzione. Tra le tante fotografie estratte dal quotidiano in questo impressionante florilegio, ecco le antenne di Prypiat, in Ucraina, non lontano da Chernobyl. Le antenne da cui trasmetteva il radar over the orizon sovietico, il celeberrimo Picchio Russo. Il picchio russo operava nelle frequenze delle onde corte e sparava segnali da diversi megawatt sulle frequenze delle emittenti internazionali e radioamatoriali. Un tac-tac-tac che occupava finestre di spettro amplissime e spesso obliterava le trasmissioni legittime che occupavano quelle frequenze. Doveva servire come sistema di pre-allerta in caso di attacco missilistico. Un lavoro che col senno di poi si sarebbe rivelato del tutto inane. Il Russian Woopecker operò fino al 1989. Poi il silenzio e questa incredibile cortina di acciaio, vera metafora della Cortina di ferro che un po' continua a dividerci.

Onda su onda: radar HF misura le correnti marine

La denominazione ufficiale è radar HF per correntometria superficiale e tanto per cambiare rappresenta una ulteriore fonte di disturbo sulle onde corte. Per la verità sto esagerando, gli apparati radar HF utilizzati per monitorare l'andamento delle correnti marine operano su frequenze intorno ai 25, 26 MHz dove ormai non si sente più quasi nessuno. E' una applicazione delle onde corte scoperta recentemente dai DXer specializzati in stazioni utility, che hanno analizzato i tracciati dei loro spettrogrammi. Che cos'erano quegli impulsi regolari che appaiono come tante rette sghembe su quei tracciati? Per l'appunto si tratta di un radar impulsivo il cui segnale rimbalza sulle creste delle onde (del mare) e la cui eco permette di seguire l'evoluzione delle acque sul piano della superficie. Il fornitore praticamente unico di questi apparati è la californiana CodarOS (Ocean Sensors) con la tecnologia SeaSonde e in Italia esistono già tre impianti a Venezia (Bibione e Punta Sabbioni), Ancona e Napoli.

Il sito del Dipartimento di Scienze per l'Ambiente dell'Università Parthenope offre un'ottima presentazione delle tecniche utilizzate e delle motivazioni di questo tipo di ricerche. Poi c'è il sito del progetto nord-adriatico Nascum, con diverse fotografie e una mappa dinamica delle correnti ricavata dalle osservazioni SeaSonde.

Il radar costiero in HF è un dispositivo rivolto alla determinazione della direzione ed intensità delle correnti marine superficiali in un’area costiera basato sulla trasmissione verso la superficie marina di un segnale elettromagnetico ad alta frequenza e sulla ricezione del segnale riflesso dalla superficie stessa.
Recentemente il Dipartimento di Scienze per l’Ambiente dell’Università “Parthenope” si è dotato di questo sistema innovativo di misura delle correnti marine superficiali nell’ambito delle attività della sezione sulla Vulnerabilità del Sistema Marino Costiero del Centro Regionale di Competenza per l’Analisi e il Monitoraggio del Rischio Ambientale. Il sistema acquisito dal Dipartimento è un Seasonde a 25 MHz prodotto dalla CODAR Ocean Sensors, di Mountain View (California).