9 Maggio 2024

L’umidità del suolo nel mirino della NASA

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C’è anche il monitoraggio dell’umidità del suolo tra gli obiettivi delle ultime missioni della NASA. Per l’Agenzia Spaziale americana si tratta di un nuovo contributo allo studio e alla tutela del suolo con l’impiego dei dati satellitari

di Matteo Cavallito

 

La NASA ha lanciato di recente due missioni di monitoraggio a distanza del suolo e dell’atmosfera con l’obiettivo di individuare tracce di acqua e segnali di attività vulcanica. Lo segnala la stessa Agenzia spaziale americana in una nota. Un ricevitore, denominato Signals of Opportunity P-Band Investigation (SNoOPI), si propone in particolare di misurare l’umidità del suolo nella zona delle radici sfruttando i segnali radio prodotti dai satelliti commerciali. Un altro strumento, l’Hyperspectral Thermal Imager (HyTI), misura invece le tracce di gas legate alle attività dei vulcani.

Entrambi i rilevatori sono stati lanciati il 21 marzo dalla Stazione Spaziale di Cape Canaveral a bordo di una navicella che, nelle scorse settimane, li ha successivamente rilasciati in orbita.

Misurare l’umidità del suolo dallo spazio

L’idea, spiega James Garrison, professore di aeronautica e astronautica alla Purdue University e principale operatore del progetto di ricerca, è quella di raccogliere i segnali radio prodotti da molti satelliti commerciali per le telecomunicazioni e di riutilizzarli per applicazioni scientifiche.

“Osservando ciò che accade quando i segnali satellitari si riflettono sulla superficie della Terra e confrontandoli con il segnale che non si è riflesso, possiamo ricavare importanti proprietà“, ha precisato Garrison.

I segnali radio analizzati da SNoOPI, in particolare, sono in grado di penetrare nella superficie terrestre fino a 30 cm circa di profondità. Questa caratteristica li rende strumenti ideali per studiare l’umidità del suolo nella zona delle radici. “Monitorando la quantità d’acqua presente nel terreno, si ottiene una buona comprensione della crescita delle colture e una migliore gestione dell’irrigazione“, aggiunge il docente.

L’importanza delle basse frequenze

Quella lanciata nelle ultime settimane non è l’unica missione di monitoraggio del suolo condotta dalla NASA. L’iniziativa Soil Moisture Active Passive, o SMAP, ad esempio, sta raccogliendo tuttora dati sull’umidità impiegando un’altra frequenza radio – la banda L, più alta  – per mappare la presenza di acqua nei primi cinque centimetri di suolo sulla superficie terrestre. SMAP, tuttavia, non è in grado di rilevare l’umidità a livello delle radici e incontra alcune difficoltà nel monitoraggio delle aree boschive e montuose.

Il sistema SNoOPI, da parte sua, si avvale di frequenze più basse, il che gli permette di effettuare le rilevazioni quattro volte più in profondità nel suolo o nel manto nevoso, Riutilizzando i segnali di telecomunicazione già esistenti, inoltre non ha bisogno di un trasmettitore né di una grande antenna. Se il meccanismo dovesse rivelarsi efficace, spiega la stessa Agenzia spaziale, si potrebbero quindi “lanciare fino a nove piccoli satelliti lungo un’orbita polare per costruire mappe delle zone radicali utilizzabili da meteorologi, gestori delle risorse idriche, agricoltori e operatori degli impianti elettrici”.

Un aiuto dai dati satellitari

Le iniziative SMAP e SNoOPI, a loro volta, non rappresentano casi isolati. Già in passato, ad esempio, la NASA si è impegnata nell’accumulo di dati sul livello di erosione dei terreni agricoli della Corn Belt o “fascia del mais”, nel cuore degli USA centro-occidentali. Attraverso un’attività di monitoraggio, nello specifico, i satelliti dell’agenzia spaziale hanno raccolto informazioni utili per guidare gli agricoltori nella scelta delle migliori pratiche di rigenerazione.

Sempre la NASA è partner dal 2021 di un’iniziativa per frenare la deforestazione lanciata dalla FAO e dal World Resources Institute (WRI) con il sostegno dell’Agenzia per lo Sviluppo Internazionale degli Stati Uniti (USAID) e la collaborazione di diversi partner tra cui Google. L’operazione, denominata Forest Data Partnership, si basa sul programma NASA-USAID SEVIR e punta, ha spiegato la FAO, “a creare un ecosistema di dati geospaziali e informazioni coerenti relative al rischio forestale e al ripristino”. Con l’obiettivo di “comprendere e prevenire la deforestazione e ripristinare le terre degradate”.