Un esperto spiega: il primo ministro Narendra Modi ha ragione nella sua dichiarazione sul radar? - Luglio 2022
Di recente, c'è stata una polemica su una dichiarazione fatta dal Primo Ministro Narendra Modi, apparentemente facendo un collegamento tra la copertura nuvolosa e l'efficienza del Radar. Ecco alcuni fatti dalla scienza.
Modi stava parlando nel contesto degli attacchi di Balakot dell'aeronautica indiana. (Foto d'archivio) Di recente, c'è stata una polemica su una dichiarazione fatta dal Primo Ministro Narendra Modi, apparentemente facendo un collegamento tra la copertura nuvolosa e l'efficienza del RADAR. Fu criticato per le sue affermazioni che, secondo molti, mancavano di validità scientifica. Gli scienziati di tutto il mondo tendono ad essere critici nei confronti delle politiche del governo e Modi non fa eccezione.
La settimana scorsa Modi, in un'intervista, aveva detto: Il tempo non era buono il giorno dell'attacco aereo. C'era il pensiero che si insinuava nella mente degli esperti che il giorno di sciopero dovesse essere cambiato. Tuttavia, ho suggerito che le nuvole potrebbero effettivamente aiutare i nostri aerei a sfuggire ai radar.
Ecco alcuni dati scientifici:
In termini più semplici, un radar comprende un trasmettitore che invia onde radio lungo direzioni specifiche. I segnali vengono riflessi dal bersaglio che vengono utilizzati per costruire un'immagine del bersaglio. Se il bersaglio si muove a una velocità specifica, c'è uno spostamento nella frequenza del segnale che può essere utilizzato per identificare la velocità del bersaglio. Poiché il segnale ricevuto è appena al di sopra del rumore di fondo, numerosi fattori possono influenzare il sistema radar e pioggia e nuvole possono certamente influenzare il segnale misurato.
Sebbene le onde radio siano trasparenti alle condizioni meteorologiche come nebbia, nuvole e pioggia, il cambiamento delle condizioni meteorologiche può influenzare la dispersione e la propagazione complessiva. Abbiamo visto tutti linee telefoniche che sono fondamentalmente linee di trasmissione utilizzate per trasportare segnali. Lo spazio vuoto può essere rappresentato come un array di linee di trasmissione di celle di campo che ha una variabile fisica chiamata impedenza, che in qualche modo ostruisce il flusso dei segnali. Questa quantità è direttamente governata dall'indice di rifrazione del mezzo. Per il vuoto, il valore dell'indice di rifrazione per le onde radio è 1.
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Tuttavia, per le onde radio che si propagano nell'acqua, i suoi valori aumentavano approssimativamente di un fattore da 3 a 10 a seconda delle frequenze. Mostra semplicemente che la presenza di umidità nell'aria può influenzare la propagazione del segnale nello spazio.
L'attacco aereo ha preso di mira i campi terroristici di Jaish-e-Mohammad a Balakot. Modi stava parlando nel contesto degli attacchi di Balakot dell'aeronautica indiana. Sono disponibili pochissime informazioni sulle gamme di frequenza attualmente utilizzate dall'aeronautica pakistana per il rilevamento basato su radar. Tuttavia, le bande radar in generale operano su ampie gamme di frequenza.
Ad esempio, le bande principali insieme alle loro gamme di frequenza sono L (1-2 GHz), S (2-4 GHz), C (4-8 GHz), X (8-12 GHz), Ku (12-18 GHz). ), K (18-27 GHz), Ka (27-40 GHz), V (40-75 GHz) e W (75-110 GHz) che vengono utilizzati per diverse applicazioni. La banda X (8-12 GHz) viene utilizzata principalmente per applicazioni militari come la guida missilistica. Si chiama banda X in quanto per lungo tempo era una banda segreta molto usata nella seconda guerra mondiale. Un tipico radar di sorveglianza aeroportuale, che rileva la posizione di un aeromobile nell'area del terminal, opera da 2,7 a 2,9 GHz e da 1,03 a 1,09 GHz). Può coprire un'area di 96 Km ad un'altitudine di 25.000 piedi.
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I radar che operano a tali frequenze non sono significativamente influenzati dal cambiamento delle condizioni meteorologiche. Tuttavia, quando le condizioni meteorologiche sono estreme, possono avere difficoltà a rilevare un aereo da caccia che effettua lo zoom a velocità molto elevate.
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Un certo numero di ricercatori ha scritto articoli sul tema dell'attenuazione delle onde radio da pioggia, nebbia e nuvole. Un rapporto dettagliato della Rand Corporation per l'aeronautica statunitense è stato pubblicato nel lontano 1975. Secondo esso, per una nuvola densa, l'attenuazione del segnale potrebbe essere di 0,1 dB/km per il radar in banda X. Implica un'attenuazione del segnale di un fattore 10 se il target è a 50 Km dalla sorgente. L'attenuazione potrebbe aumentare di un fattore 10 in caso di precipitazioni al ritmo di 25 cm/h.
Secondo Meneghini et al. (1986), l'attenuazione del segnale da parte di nubi e precipitazioni è un problema serio associato al funzionamento delle onde millimetriche nell'aria o nello spazio. Lhermitte (1990) ha scritto nel Journal of Atmospheric And Oceanic Technology, che a 15 GHz il coefficiente di attenuazione è di 0,12 dB per mm per ora di intensità della pioggia. Ciò implica che se l'intensità della pioggia è 1 cm/h, l'attenuazione della potenza del segnale può essere nell'intervallo di 1,2 dB o circa il 31%. Per un segnale a 30 GHz, l'attenuazione sotto forti piogge tropicali potrebbe essere nell'intervallo di 30 dB (un fattore di 1.000). Oltre alla pioggia, la diffusione dei fulmini può anche attenuare i segnali radar in brevi periodi, aprendo nuove opportunità per gli aerei da combattimento.
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In effetti, l'attenuazione delle onde radio è ampiamente utilizzata nella misurazione dell'intensità della pioggia e del contenuto di umidità. Al di sotto di 1 GHz, l'attenuazione non è così significativa, ma forti piogge, nuvole ed effetti di fulmini possono ancora avere un impatto sul processo di misurazione. Detto questo, va detto che poiché un pilota di un aeromobile comunica anche con la stazione di terra tramite onde radio, l'attenuazione può anche fungere da collo di bottiglia nel mantenere un collegamento di comunicazione senza soluzione di continuità con la stazione di terra. Questo è il motivo per cui molti incidenti aerei accadono durante il maltempo.
Tuttavia, quando l'obiettivo è ben definito, il rischio può essere scongiurato. In una guerra, devono essere prese molte decisioni rischiose.
Per riassumere, la dichiarazione di Modi ha solide basi scientifiche che possono essere corroborate dalle ricerche esistenti sull'argomento. Il radar in banda X è notevolmente attenuato da piogge, nuvole e nebbia e dalle relative condizioni climatiche. Per le bande inferiori, l'attenuazione è meno significativa, ma nella guerra ad alta velocità, un leggero cambiamento delle condizioni può offrire un'enorme leva.
(L'autore è un Postdoctoral Associate al MIT. Ha conseguito il dottorato all'Università di Cambridge per il suo lavoro sul rilevamento del segnale radio mediante microstrutture. Ha pubblicato articoli nel campo dell'elettromagnetismo e delle antenne su riviste leader come Physical Reviewer Letters, Transactions of the Royal Società e Annalen der Physik.)