Sono passati sei anni dall’installazione e dalla messa in opera della stazione radio amatoriale Meteor-Scatter RALmet. Lo strumento è dedicato al monitoraggio continuo dei segnali riflessi dalle tracce ionizzate generate dai meteoroidi che, provenienti a grande velocità dallo spazio esterno, impattano con l’atmosfera terrestre. La frequenza operativa 1430.050 MHz (banda VHF) corrisponde con quella del tramettitore radar francese GRAVES che, in una configurazione di radar bi-statico, “illumina” il cielo. Dettagli sul progetto sono reperibili qui. Tutti i componenti della stazione, ad eccezione del computer di acquisizione e del software di cattura degli eventi (SpectrumLab opportunamente configurato, eccellente programma sviluppato da Wolfgang Büscher DL4YH) sono stati progettati, costruiti ed ottimizzati per questo scopo: dall’antenna, al ricevitore, al software di post-elaborazione dei dati sviluppato per l’analisi statistica e per la presentazione delle osservazioni.
A gennaio 2015 è iniziata la costruzione della stazione, installata nella primavera del 2015. Fino a dicembre 2017 si sono organizzate numerose osservazioni di prova per verificare il corretto funzionamento della strumentazione e degli algoritmi di analisi dei dati, ottimizzandone le prestazioni e caratterizzando l’ambiente elettromagnetico del sito operativo (classificazione dei disturbi naturali e artificiali che possono interferire con l’algoritmo di rivelazione dei radio-echi meteorici). Frequenti sono state le interruzioni per riparare, correggere, ottimizzare l’hardware e il software in modo da garantire adeguata stabilità ad un sistema destinato a lavorare continuamente 24 ore su 24, ogni giorno dell’anno in un’ambiente non presidiato da operatori. Un’imponente raccolta di spettrogrammi, analizzati e catalogati singolarmente, è stata necessaria e utile per individuare e classificare le caratteristiche delle riflessioni radio dovute ai meteoroidi, distinguendo fra varie tipologie di eventi e, sopratto, fra segnali naturali e radio-echi dovuti ad aerei, satelliti artificiali ed interferenze varie, sempre presenti in banda VHF.
Come ho più volte sottolineato, il progetto RALmet è finalizzato allo studio statistico del flusso meteorico annuale, con relativo confronto di dati a lungo termine, piuttosto che all’analisi dei singoli eventi (spettrogrammi), comunque interessanti e sempre catalogati. Utilizzando una sola stazione non è possibile stimare la direzione di provenienza dell’oggetto responsabile della traccia radio, quindi il radiante dei meteoroidi appartenti ad uno stesso sciame durante i periodi di maggior flusso. Nè, d’altra parte, è possibile associare con sicurezza ogni evento radio con la corrispondente meteora “ottica”, essendo differenti i vincoli geometrici delle due tecniche osservative (geometria del radar bi-statico nel caso delle osservazioni radio). Il nostro lavoro è complementare a quello visuale e, per molti aspetti, indipendente ed unico: le osservazioni radio sono operative a qualsiasi ora del giorno, non sono sensibili alle condizioni meteorologiche, coprono grandi aree di cielo e possono rivelare oggetti molto piccoli, con massa dell’ordine dei microgrammi. Tali peculiarità, tipiche della tecnica radio Meteor-Scatter, sono molto adatte ad un monitoraggio continuo di dati statisticamente significativo, finalizzato alla sorveglianza degli sciami e delle loro variazioni nel corso degli anni. In definitiva, anche un lavoro dilettantistico, se ben organizzato, può fornire risultati interessanti e scientificamente utili, di supporto alle tecniche osservative tradizionali.
Una sintesi delle osservazioni dal 2018 a oggi
Da gennaio 2018 sono iniziate le osservazioni regolari. E’ interessante vedere come si è sviluppato il flusso meteorico registrato dalla nostra stazione durante gli ultimi tre anni: i primi due grafici mostrano le frequenze orarie giornaliere 2018 e 2019 corrette rispetto al fondo sporadico, mentre l’ultimo confronta i dati 2020 fino ad oggi acquisiti con quelli degli anni precedenti (per l’anno corrente sono riportati i conteggi totali e la frequenza oraria delle radiometeore corretta rispetto al background sporadico). La sottrazione del flusso sporadico di fondo (quando non sono attivi gli sciami) dal conteggio totale delle radiometeore evidenzia l’attività associata agli sciami, semplificando l’individuazione dei flussi minori. L’andamento annuale del flusso sporadico, operazione molto delicata che influenza sensibilmente il risultato (la sua implementazione è molto discussa in letteratura), è stato determinato calcolando la mediana dei conteggi orari degli ultimi 15 giorni (traccia blu nel grafico 2020). I grafici evidenziano anche i giorni (contati dall’inizio dell’anno) associati ai massimi dei principali sciami.
Si notano le variazioni nell’intensità (numero di eventi per ora) del flusso meteorico negli ultimi 3 anni, soprattutto durante i periodi di occorrenza dei principali sciami. L’attività meteorica annuale è intensa durante i mesi estivi, con un massimo coindente con lo sciame delle Perseidi, caratterizzato da oggetti più massicci (di maggiore durata) rispetto a quelli degli altri sciami, pur non essendo i più numerosi. In effetti, la maggiore frequenza oraria di picco si è registrata nel 2018 con le Geminidi di dicembre, nel 2019 e nel 2020 con le Quadrantidi di gennaio. Tuttavia, come si vede dai seguenti grafici che riportano la somma delle durate dei radio-echi meteorici catturati ogni giorno, gli oggetti che hanno generato le tracce più persistenti sono concentrati durante i giorni di maggiore attività delle Perseidi: è proprio in questo periodo che l’orbita terrestre attraversa una concentrazione massiva di detriti meteorici.
Queste considerazioni sono ulteriormente confermate dall’andamento dell’indice di massa giornaliero associato al flusso (dati reperibili in questa pagina) e dalle informazioni deducibili dai seguenti grafici che illustrano come varia durante l’anno la durata media giornaliera dei radio-echi: durante il massimo delle Perseidi 2019 la durata media di un radio-eco si è avvicinata a 2.5 secondi.
Concludo confrontando i conteggi orari (non corretti rispetto al background sporadico) relativi all’utimo sciame meteorico dell’anno, le Geminidi. I seguenti grafici mostrano le variazioni del flusso durante il periodo di massima attività, rispettivamente nel 2018, 2019 e 2020. Si nota come, almeno secondo le nostre misure, l’attività più importante si sia verificata nel 2018, con un progressivo calo fino al 2020. Studiando l’evoluzione del profilo temporale del flusso nel corso degli anni si possono derivare importanti informazioni sulla struttura e sulla distribuzione spaziale dei detriti intercettati dall’orbita terrestre.
Il seguente spettrogramma mostra una delle tracce di maggiore durata (quindi generata da un oggetto particolarmente massiccio) fra quelle catturate dalla nostra stazione durante il 2020. Il segnale è stato registrato l’8 luglio alle 04:30 UTC circa. I parametri del segnale sono stati registrati dal programma di post-elaborazione che analizza ogni file di dati giornaliero.
