Il Festival della Scienza Ad/Ventura continua senza sosta con i suoi appuntamenti. La giornata del 28 gennaio si è aperta con il convegno “Dal caos all’immagine”, che ha visto protagonista il giovane Francesco Valente. Personalità poliedrica, mente brillante, ex allievo del Polo Liceale Raffaele Mattioli, ha da poco ottenuto la Laurea Magistrale in Ingegneria spaziale e astronautica presso l’Università “La Sapienza” di Roma.
Discostandosi dalla definizione tecnica e scientifica di caos, Valente ci presenta questa parola con un’accezione un po’ diversa: caos come disordine ordinato. Un ossimoro che descrive perfettamente il concetto da lui esposto, ovvero un sistema le cui leggi che lo definiscono sono ignote e complesse e che quindi appare, a prima vista, come caotico. L’immagine catturata da un radar prima della sua elaborazione rappresenta pienamente quest’idea. L’obiettivo dell’incontro è quello di farci conoscere il funzionamento di un radar e ridare ordine all’immagine.
Partendo dal nome stesso dello strumento, possiamo capire i suoi principi di funzionamento. Radar infatti è l’acronimo di “radio detection and ranging”. “Radio” definisce lo spettro elettromagnetico di riferimento, “detection” si riferisce alla sua capacità di rilevamento, “ranging” a quella di calcolo della distanza del bersaglio. Inoltre, a differenza di un sensore ottico, o più banalmente del nostro occhio, il radar non ha bisogno di una fonte di “illuminazione” esterna, in quanto è esso stesso ad emettere gli impulsi che gli permettono di rilevare i bersagli. 
Abbiamo capito il funzionamento di base di un radar, ma come si possono distinguere le risposte provenienti da differenti bersagli? Caratteristica necessaria per garantire la migliore resa possibile di un radar è la distinzione dei vari bersagli: essa deve avvenire contemporaneamente lungo la linea verticale (o range) e quella orizzontale (o Azimot).
Lungo la verticale, il radar è in grado di rilevare diverse distanze dipendentemente dall’impulso lanciato. La distanza minima che due oggetti devono avere per essere distinti è detta risoluzione. Minore è la durata dell’impulso, maggiore è la risoluzione. L’eco dell’impulso, ovvero la sua riflessione a partire dal bersaglio, deve però sopravvivere all’attenuazione subita durante il viaggio, che potrebbe portarlo a essere confuso col rumore. Una durata breve non lo permetterebbe, una durata lunga nuocerebbe alla risoluzione, la soluzione è l’invio di un tipo di segnale specifico, ovvero il chirp, che avrà bisogno di una successiva elaborazione per essere visto.
Lungo l’orizzontale, invece, viene sfruttato l’effetto Doppler tramite i radar ad apertura sintetica. Questi radar sono in movimento rispetto al bersaglio e, per questo, percepiscono l’eco dell’impulso in maniera differente rispetto alla posizione in cui si trovano, il segnale ricevuto sarà ancora una volta un chirp.
Ecco che, facendo analizzare l’immagine caotica iniziale da un elaboratore che tiene conto dei principi fisici e tecnici sopra descritti, otterremo un’immagine nitida e sensata.
Attraverso una comunicazione semplice e una logica intuitiva, Valente ci ha mostrato come sia possibile ordinare il caos, come un sistema disordinato possa essere compreso, ricordandoci che questa è la sfida contro cui ogni scienziato combatte costantemente.
Paride D’Ascenzo
