Reti di comunicazione lunari: un collegamento alla prossima frontiera
Attraverso missioni come Artemis II l'umanità si prepara a un ritorno permanente sulla Luna: mezzi di comunicazione affidabili sono dunque un pilastro essenziale dell'infrastruttura per le future missioni lunari. Un gruppo internazionale, a cui partecipa anche l'UFCOM, sta attualmente gettando le basi per garantire che i futuri astronauti, veicoli di esplorazione e i moduli lunari (lander) dispongano di una solida infrastruttura di telecomunicazione per rimanere in contatto, viaggiare in sicurezza e condividere le loro scoperte con noi che siamo sulla Terra.
Ivica Stevanovic e Benjamin Fuchs, Concessioni e gestione delle frequenze
La creazione di reti lunari è motivata dalla necessità di una comunicazione e di un coordinamento affidabili. Una rete sulla Luna consentirà agli astronauti di comunicare tra loro e con le loro basi, ai veicoli di esplorazione (rover) di trasmettere video ad alta definizione ai lander e di garantire la sincronizzazione necessaria per operazioni scientifiche complesse. Senza questa infrastruttura, l'ambizioso obiettivo di una presenza umana permanente sulla Luna diventa impensabile.
Un nuovo modello per la propagazione delle onde radio oltre la Terra
Le condizioni fisiche sulla Luna sono molto diverse da quelle sulla Terra. Per questo motivo i modelli di propagazione delle onde radio utilizzati per pianificare le reti mobili terrestri (ad es. quelli per calcolare il numero di stazioni base necessario ai nostri smartphone) non sono adatti all'ambiente lunare. Per affrontare questa sfida, una Commissione di studi dell'Unione internazionale delle telecomunicazioni (UIT-R), a cui l'UFCOM contribuisce attivamente, ha sviluppato un modello specializzato descritto in una raccomandazione UIT-R pubblicata nel 2025.
Un ambiente diverso: le sfide del modello di propagazione lunare
La modellazione della propagazione delle onde radio sulla Luna presenta sfide uniche, poiché l'ambiente lunare non ha le caratteristiche familiari della Terra:
- Assenza di atmosfera: sulla Terra, l'atmosfera può rifrangere (curvare o deviare) le onde radio, permettendo loro di propagarsi oltre l'orizzonte. Sulla Luna, l'assenza di atmosfera impedisce questo fenomeno: non appena il ricevitore esce dalla linea di vista del trasmettitore, il segnale viene fortemente attenuato e diventa più difficile da captare.
- Geometria di un piccolo astro: il raggio della Luna è circa quattro volte inferiore a quello della Terra, il che avvicina molto l'orizzonte e riduce notevolmente la portata dei segnali.
- Proprietà uniche della superficie: in assenza di alberi ed edifici (ciò che gli esperti chiamano «clutter») le perdite associate a questi ostacoli, tipiche degli ambienti terrestri, scompaiono. Inoltre, il suolo lunare (noto come regolite) ha particolari proprietà elettromagnetiche che modificano il modo in cui le onde radio vengono riflesse e disperse rispetto al suolo terrestre.
- Rilievo digitale: per essere precisi, i modelli di propagazione delle onde radio devono utilizzare mappe dell'altitudine lunare ad alta risoluzione in modo da considerare i crateri profondi e i picchi elevati che potrebbero bloccare il segnale.
Preservare il silenzio radio: la zona protetta della Luna
La sfida principale è senza dubbio quella di conciliare la necessità di comunicare sulla Luna con la necessità di mantenere una zona di silenzio radio. La zona schermata della Luna, chiamata Shielded Zone of the Moon (SZM) si trova sul lato della Luna opposto alla Terra. È l'unico luogo veramente «silenzioso» in termini radioelettrici vicino alla Terra. La massa della Luna blocca il «rumore» costante delle trasmissioni radio provenienti dalla Terra e dai satelliti che le orbitano attorno, rendendo la SZM un sito di inestimabile valore per la radioastronomia.
Gli scienziati intendono utilizzare questa zona per osservare l'Universo in condizioni uniche. Qui possono:
- captare deboli segnali provenienti dall'età oscura cosmica (un periodo precedente alla formazione delle prime stelle), che sulla Terra sono bloccati dalla ionosfera, la regione dell'atmosfera terrestre che si estende tra 60 a 1000 km d'altitudine;
- rilevare le onde gravitazionali in un ambiente sismicamente stabile a temperature che possono scendere fino a -250°C;
- e cercare possibili segni di intelligenza extraterrestre nel vuoto dello spazio, al riparo dalle perturbazioni meteorologiche.
Se il necessario sviluppo delle reti di comunicazione lunari non viene rigorosamente inquadrato, vi è il rischio che emissioni involontarie disturbino queste osservazioni estremamente sensibili. La conservazione dell'area protetta della Luna è quindi al centro del coordinamento internazionale, in particolare nell'ambito del Regolamento delle radiocomunicazioni dell'UIT-R (art. 22), affinché, sviluppando le comunicazioni lunari, non perdiamo la possibilità di ascoltare l'Universo. Questi temi sono attualmente oggetto di lavoro da parte di una Commissione di studi dell'UIT-R.
L'UFCOM si prepara per la Conferenza mondiale delle radiocomunicazioni (CMR-27), che si terrà dal 18 ottobre al 12 novembre 2027 a Shanghai (Cina) e a cui partecipa attivamente. In occasione di questo vertice mondiale verranno prese decisioni determinanti, sia su questo punto relativo alla Luna, sia su altre importanti questioni legate all'armonizzazione internazionale dello spettro delle frequenze.