Sulle ali di ICARUS: tracciamento di animali dallo spazio

 Grazie a un amico, espertissimo radio monitor, ho imparato a conoscere un progetto di telerilevamento focalizzato sullo studio dei flussi migratori di uccelli e altri animali. ICARUS (International Cooperation for Animal Research Using Space) non è altro che un'applicazione IoT (Internet of Things) e si basa sulla ricezione satellitare di minuscole radiosonde - meno di 5 grammi di peso - che i volatili portano sul dorso come uno zainetto. In attesa che il progetto possa disporre di satelliti propri, Icarus ha coinvolto gli astronauti della Stazione Spaziale Internazionale, in particolare i russi (la ground station è infatti basata a Mosca). Nel 2018, durante la lunga passeggiata nello spazio di Sergei Prokopyev e Oleg Artemiev, è stato installato il modulo che si occupa della ricezione dei dati trasmessi dai "tag" e della trasmissione dei segnali di controllo. L'attivazione del servizio è avvenuta un paio d'anni dopo.

La ricezione di questi ultimi è abbastanza agevole: basta sintonizzarsi sui 468,1 MHz durante i numerosi passaggi in cui la ISS è visibile nell'orizzonte radio. Riceveri i tag, invece, non è altrettanto facile, a meno di trovarsi a breve distanza dai pennuti osservati. La radio di bordo, alimentata da un pannello solare di 2 centimetri quadri, lavora a soli 6 mW intorno alla frequenza di 403 MHz, quella delle meteosonde. La modulazione utilizzata, si legge nell'articolo pubblicato da Rohde&Schwarz, che ha sviluppato la tecnologia radio del progetto (qualcosa è disponibile anche in italiano), è una delle tante varianti della modulazione in fase in quadratura (QPSK), con una tecnica di multiplazione, il CDMA, che denuncia le origini "telefoniche cellulari" di questo tipo di comunicazioni. 

Le implicazioni di Icarus non sono così marginali. L'interesse nei confronti del tracciamento di certe specie può per esempio aiutarci a circoscrivere le infezioni da virus "zoonotici", capaci di saltare dagli animali all'uomo. Cosa che prima di Wuhan non sembrava costituire una grande minaccia. Tant'è vero che tra i possibili target di Icarus ci sono anche la famiglie di pipistrelli.  

Radiodispositivi in Siria: spionaggio o meteorologia?

Prima la strana notizia del possibile (ma poco probabile) hackeraggio del drone americano in Iran, adesso, a pochi giorni di distanza ma questa volta dal nord della Siria, arriva, via Facebook, un "citizen report" su misteriosi dispositivi che la popolazone locale avrebbe visto sganciare da un velivolo turco (o americano) forse proveniente dalla base di Incirlik. Tutti ovviamente parlando di complotti, attività di spionaggio, guerriglia. Ma siamo sicuri che non sia tutto

Dal social network le foto di queste scatolette munite di antenna sono finite sui giornali, incluso il Corriere della Sera che parla di "microspie cadute dal cielo" attaccate a "piccoli paracadute". Nei lanci di agenzia ripresi un po' ovunque su Internet si legge che gli apparecchi sarebbero radiosonde meteorologiche, arrivando persino a citare la marca e il modello: Graw DFM-06, un prodotto regolarmente a catalogo del costruttore tedesco - Graw per l'appunto - una società berlinese con 80 di vita. "Si dice", aggiungono le cronache, che queste radiosonde sono state modificate per intercettare le radiocomunicazioni. "Si dice anche" che possono trasmettere la loro posizione col GPS. Quest'ultima non una prerogativa di spioni, le radiosonde modello DFM-06 sono sì equipaggiate con GPS, perché uno dei loro scopi è tracciare i profili dei venti e senza GPS sarebbe dura, quindi non si capisce perché la cosa dovrebbe far pensare immediatamente alla CIA. Su Internet gli appassionati di questo tipo di monitoraggio trovano persino programmi software in grado di decodificare la telemetria di questi strumenti.

Tra le varie illazioni sono state formulate le ipotesi che le radiosonde-"spia" servono a intercettare le comunicazioni delle forze anti-repressione in Siria, o per controllare le attività al confine tra Siria e Turchia, area di intervento dei separatisti kurdi. Normalmente le radiosonde meteo trasmettono e basta, queste invece sarebbero anche in grado di ricevere.

Io però mi chiedo una cosa: anche ammesso che possano ricevere, come farebbero queste sonde a far arrivare a distanza il messaggio? Le modifiche le fanno funzionare come veri e propri pontiradio volanti? Ma che senso avrebbe? Se fossero davvero appese a un semplice paracadute rischierebbero di cadere troppo rapidamente al suolo e il monitoraggio cesserebbe subito, molto meglio sarebbe far girare degli aerei spia per lassi di tempo assai più lunghi. Una volta caduta a terra le possibilità di intercettare la sonda sarebbero le stesse che un eventuale spia averebb nel ricevere il messaggio originario e se i messaggi captati fossero invece registrati a bordo della radiospia, resterebbe il problema di recuperarle a terra. Mi suona strana l'idea di un commando che entra in territorio siriano e comincia a cercare le sonde sparpagliate al suono.

I report mostrano delle fotografie che non permettono di distinguere il "paracadute" utilizzato. E se non fosse un paracadute ma un normale pallone usate per il lancio dalle stazioni meteorologche? Nel mondo ci sono più di 800 siti riconosciuti dalla WMO come stazioni da cui vengono lanciate radiosonde per osservazioni meteorologiche, uno di questi siti è Diyarbakir, nell'oriente turco poco a nord dal confine con la Siria. Non è possibile che i misteriosi oggetti vengano, molto semplicemente, da lì?

FunCube, radiosonde e nanosatelliti

Aldo Moroni, IW2DZX, sta sperimentando intensamente il monitoraggio delle radiosonde meteorologiche e dei nanosatelliti amatoriali, entrambi attivi nella banda dei 400 MHz. Finora ha lavorato con comuni scanner a larga banda, ma l'altro giorno ci siamo incontrati per uno scambio che si sta rivelando decisamente fruttuoso per tutte le cose che sto imparando. Da qualche tempo dispongo di un ricevitore USB FunCube Dongle con cui avevo fatto pochissime prove. Ora il ricevitore miniaturizzato si trova nell'attrezzato shack di Aldo e i primi risultati sono notevoli.

Con l'unico accorgimento di un comune filtro notch che attenua le interferenze dalla banda 88-108, il famoso FCD (messo a punto dai radioamatori satellitari britannici proprio per la ricezione SDR dei nano- o "dado"satelliti) si comporta piuttosto bene con i deboli segnali trasmessi dai payload dei palloni meteo stratosferici lanciati ogni giorno da diverse postazioni europee (in Italia da Linate e Pratica di Mare) ma anche con i downlink satellitari. Mi sembra di capire - Aldo sta ancora lavorando alacremente - che i livelli di sensibilità sono più che discreti per un dispositivo tutto sommato poco costoso e così compatto. Trovate qualche schermata molto eloquente su questo documento pdf appena realizzato dallo stesso Aldo.

Il quale Aldo mi ha anche spiegato brevemente che di radiosonde ce ne sono sostanzialmente due, una tipologia analogica-digitale di tipo tradizionale e una nuova generazione con emissioni digitali. Ho cercato di informarmi meglio e ho visto che molte radiosonde operano in classe di emissione F9D - qualche altra in A9D - una sigla equivalente in pratica a una modulazione in frequenza (o ampiezza per la A9D), in modalità mista analogica e digitale (9) e in telemetria (D). Per modelli più recenti vedo invece citate modulazioni come la PSK o la GFSK digitali (quest'ultima è quella utilizzata per il sistema Bluetooth). Qualche dettaglio si trova su questo documento dello European Communications Office, che però è un po' vecchiotto. Molte altre info più aggiornate le trovate sui siti dei costruttori delle radiosonde, come Vaisala, e sui siti nelle mailing list degli appassionati. Punto di riferimento imprescindibile per il monitoraggio di questi voli meteorologici è il sito multilingue Radiosonde.eu e le due mailing list connesse, una internazionale su Yahoo l'altra italiana su Google Groups.

Che cosa fa una radiosonda? Pensate a una scatoletta rettangolare chiusa in un involucro antiurto, alimentata da una batteria attivata ad acqua (le ho scoperte adesso) e attaccata a un pallone gonfiato e spedito verso la stratosfera. La scatola emette un flusso telemetrico che fornisce valori di altitudine, temperatura, pressione, umidità, posizione relativa, posizione assoluta GPS (ove presente), insomma una certa quantità di dati formattati in base ad alcuni protocolli. Il pallone si alza, impiega circa un paio d'ore a raggiungere una quota di 30 km e poi si rompe e precipita al suolo. La frequenza utilizzata, i 403 MHz, è a portata ottica, quindi la sonda comincia a essere ricevibile (a seconda della vostra posizione) quando si solleva oltre una certa quota e può restare visibile a lungo. Aldo è riuscito a ricevere sonde lanciate da Monaco di Baviera. Per decodificare la telemetria si serve del software Sondemonitor, sviluppato dalla benemerita istituzione COAA. Per la ricezione del segnale, oltre a FunCube Dongle Aldo si serve di un clone del demodulatore WinRad, HDSDR.

Per i satelliti radioamatoriali, Aldo si è attrezzato con HDSDR e WRPlus, i software di decodifica telemetrica del radioamatore tedesco Mike Rupprecht, DK3WN e un piccola antenna groundplane realizzata alla buona con qualche colpo di saldatore intorno a un connettore SO-239. Il software HamRadio Deluxe infine fornisce le necessarie informazioni per il tracking dei dadosatelliti nei cieli sopra la postazione moroniana.