L’inquietante impatto delle tempeste solari sugli aerei: spostati di centinaia di km nei dati
Alla fine di novembre è balzata agli onori della cronaca internazionale la notizia del richiamo di migliaia di aerei A320 di Airbus – tra i più diffusi al mondo – dopo la scoperta di una brusca manovra automatica di un velivolo, indotta dagli effetti di una tempesta solare lo scorso 30 ottobre. È noto da tempo che le particelle della radiazione solare possono interferire con i dati elettronici dei velivoli, determinando potenziali anomalie come quella occorsa all'Airbus A320 della compagnia aerea JetBlue, l'evento che ha innescato i richiami per un aggiornamento software o sostituzione di un pezzo.
Un nuovo studio pubblicato sulla rivista scientifica specializzata Space Weather indica che le tempeste geomagnetiche possono avere un impatto preoccupante sulla gestione del traffico aereo, degradando sensibilmente i dati trasmessi dai velivoli per il monitoraggio. Ad esempio vengono influenzati quelli relativi al sistema satellitare Global Navigation Satellite System (GNSS) che ne indica il posizionamento. Gli aerei, durante una forte tempesta solare, possono addirittura risultare spostati – per un breve periodo di tempo – di centinaia di chilometri rispetto alla reale posizione, con potenziali e significativi rischi per la sorveglianza e la sicurezza dei voli. "Analizzando oltre 700 milioni di messaggi ADS-B provenienti da oltre 18.000 velivoli, i ricercatori hanno riscontrato un netto aumento delle lacune nei dati e degli improvvisi "salti" di posizione, con alcuni aerei che apparivano brevemente a centinaia di chilometri dalla loro posizione reale", ha spiegato l'astrofisico Tony Phillips di spaceweather.com.
A determinare l'inquietante impatto delle tempeste geomagnetiche sui dati trasmessi dagli aerei e sui sistemi di navigazione satellitare (come il GPS) sono stati i due scienziati Erik Schmölter e Jens Berdermann, entrambi dell'Istituto di Fisica Solare-Terrestre del Centro aerospaziale tedesco di Neustrelitz, che hanno analizzato centinaia di milioni di dati ADS-B (Automatic Dependent Surveillance-Broadcast) della rete OpenSky. I ricercatori si sono concentrati su quelli raccolti durante fortissima tempesta geomagnetica (classe G4) che ha colpito la Terra tra il 10 e il 13 maggio 2024. Fu un evento talmente forte da rendere ben visibile l'aurora e fenomeni aurorali annessi (come i SAR) anche nei cieli d'Italia.
I dati ADS-B, come suggerisce il nome, sono trasmessi automaticamente dai velivoli e giocano un ruolo fondamentale nella sorveglianza del traffico aereo. Tra le peculiarità vi è il fatto che sono trasmessi in chiaro via radio e chiunque può riceverli; è grazie ad essi che esistono siti di tracciamento in cui è possibile seguire praticamente in tempo reale il viaggio degli aerei di linea. Tra le informazioni trasmesse dai velivoli, oltre all'identificativo ICAO, figurano anche quota, posizione GPS, stato del transponder, rotta, velocità e altre. La rete OpenSky è una piattaforma che raccoglie questi dati, lasciando a studiosi e curiosi un ricchissimo database da consultare e analizzare.
È proprio dall'analisi di centinaia di milioni di questi dati – provenienti da 18.000 aerei – raccolti nei giorni critici della tempesta geomagnetica del 2024 che sono state registrate le significative anomalie, come cambi di rotta, segnali intermittenti e posizionamenti sballati. In parole semplici, le particelle "parassite" della radiazione solare hanno deteriorato sensibilmente i dati ADS-B, innescando di conseguenza errori e vuoti importanti, benché temporanei. “I risultati mostrano che la tempesta ha causato problemi di posizionamento, con conseguenti lacune temporanee nei dati o errori. Questo, a sua volta, può rendere più difficile per i piloti navigare in modo sicuro ed efficiente”, hanno affermato Schmölter e Berdermann nello studio. In alcuni casi gli aerei sono stati spostati dalla loro posizione reale di centinaia di chilometri, con tutto ciò che ne può conseguire per la navigazione, la sicurezza e la gestione del traffico aereo. Immaginate ad esempio un velivolo che viene temporaneamente posizionato in rotta di collisione con un altro, anche se realmente si trova al sicuro e lontanissimo.
Le anomalie nei dati ADS-B sono state innescate da due forti espulsioni di massa coronale, accompagnate da vari brillamenti di classe M e e quattro di classe X in pochi giorni. La perturbazione della ionosfera che ne è scaturita ha deteriorato i segnali trasmessi dagli aerei e le prestazioni del posizionamento dei velivoli nel sistema GNSS (l'analisi ha riguardato i dati di un centinaio di stazioni). Gli effetti della tempesta solare hanno determinato un incremento nella frequenza degli errori del 2,55 percento, non altissimo, ma statisticamente significativo per il potenziale impatto sulla sicurezza dei voli.
Non a caso il dottor Tony Phillips sottolinea che lo studio suggerisce che “volare durante una tempesta geomagnetica estrema potrebbe non essere una buona idea”. Questi fenomeni fortunatamente hanno un certa prevedibilità, alla luce delle espulsioni di massa coronale che li precedono, pertanto si potrebbero introdurre delle misure ulteriori per scongiurare potenziali rischi, soprattutto negli spazi aerei ad alta densità come quelli in Europa. “Nel complesso, la ricerca evidenzia l'importanza del monitoraggio della meteorologia spaziale e il suo potenziale impatto su infrastrutture critiche come i sistemi di controllo del traffico aereo”, hanno chiosato gli autori dello studio. I dettagli della ricerca “The Impact of the 2024 Mother's Day Storm on Aircraft Surveillance Across Europe” sono stati pubblicati sulla rivista specializzata Space Weather.
