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Come i laser della NASA svelano lo scioglimento dei ghiacci
Un segnale di ritorno composto da pochi impulsi luminosi, raccolto da quasi 1.000 chilometri di distanza, dimostrò nel 1964 che un satellite poteva essere tracciato con il laser. Il primo risultato confermato arrivò nella notte del 31 ottobre, quando il gruppo del Goddard Space Flight Center guidato da Henry H. Plotkin riuscì a rilevare gli impulsi riflessi da Explorer 22. La NASA rese pubblici i risultati nel novembre dello stesso anno.
Explorer 22, conosciuto anche come Beacon Explorer B, era il primo satellite in orbita equipaggiato con retroriflettori progettati specificamente per il tracciamento laser. Ne trasportava 360, suddivisi in nove pannelli da 40 elementi ciascuno. I retroriflettori a spigolo di cubo rimandavano la luce verso la direzione di provenienza, permettendo alla stazione terrestre di cercare il debole segnale di ritorno.
Il sistema impiegato per l'esperimento, chiamato GODLAS, utilizzava un laser a rubino installato su una montatura derivata da un impianto di tracciamento Nike-Ajax. Gli impulsi venivano diretti verso il satellite, mentre un telescopio raccoglieva la luce riflessa. Un fotomoltiplicatore collegato a un oscilloscopio consentiva infine di identificare il ritorno. Misurando il tempo impiegato dalla luce per compiere il viaggio di andata e ritorno, il team calcolò una distanza di circa 600 miglia, pari a 966 chilometri.
Il margine massimo di errore era di circa tre metri, una precisione 25 volte superiore a quella dei radar a microonde dell'epoca, che potevano sbagliare fino a 75 metri. Da allora il Satellite Laser Ranging ha ridotto l'incertezza fino a raggiungere, nelle reti moderne, valori dell'ordine di pochi millimetri. Le misure permettono di determinare orbite satellitari precise, centro di massa e forma della Terra, oltre alle variazioni del suo campo gravitazionale.
La stessa tecnica produce dati sui movimenti delle placche tettoniche, sul livello dei mari e sui cambiamenti delle masse glaciali. L'International Laser Ranging Service coordina oggi una rete globale di stazioni e distribuisce osservazioni impiegate nella geodesia, nella geofisica e nel monitoraggio del sistema Terra. Il servizio comprende anche il lunar laser ranging, basato sullo stesso principio di misura del tempo di percorrenza della luce.
La rete coinvolge inoltre centri incaricati di trasformare le osservazioni in prodotti operativi. Nella documentazione dedicata alle soluzioni SLR per posizione e parametri di rotazione terrestre, NASA Earthdata include il Centro di Geodesia Spaziale dell'Agenzia Spaziale Italiana tra le strutture che elaborano questi dati. L'esperimento condotto su Explorer 22 è così confluito in un'infrastruttura internazionale utilizzata per misurare con continuità orbite e trasformazioni della Terra.
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