Antonia Gambacorta, da Bari alla NASA: il sensore a microonde fotonico

La fisica barese Antonia Gambacorta, in forza al Goddard Space Flight Center della NASA, firma il rapporto tecnico del dicembre 2025 che riassume dieci voli di prova di un radiometro con oltre 6.000 canali a microonde e indica come portare in orbita uno strumento dello stesso tipo. L’obiettivo è misurare meglio temperatura e vapore acqueo nello strato più basso dell’atmosfera, lo strato limite planetario, a contatto con la superficie.

Dieci voli per provare CoSMIR-H

Lo strumento provato si chiama CoSMIR-H. È un radiometro già in uso al Goddard, CoSMIR, trasformato in sensore iperspettrale: invece di pochi canali ne ha migliaia, tra 50 e 191 GHz, concentrati attorno alla banda di assorbimento dell’ossigeno vicino a 60 GHz e alla riga del vapore acqueo a 183,3 GHz. Secondo la scheda NASA Gambacorta è responsabile scientifica di CoSMIR-H; a guidare il progetto, stando a un comunicato del Goddard del 2023, è la collega Rachael Kroodsma.

La prova sul campo è arrivata nell’autunno 2024 con la campagna WH2yMSIE, condotta da NASA e NOAA. Hanno volato un ER-2 d’alta quota e un Gulfstream III, carichi di radar, lidar e altri sensori con cui confrontare i dati. Il rapporto conta dieci voli scientifici, quattro su terra e sei su mare, con più di 60 sonde lanciate dall’aereo e 27 radiosonde. Il vantaggio cercato riguarda i casi con nubi o precipitazioni, dove i sensori a infrarossi hanno limiti.

I problemi trovati nei dati

Il giudizio sulle prestazioni, definite generalmente buone, viene dal gruppo che ha costruito lo strumento e non da un ente terzo. Lo stesso rapporto elenca però i difetti emersi:

• un rumore a bassa frequenza consistente nei canali a 183 GHz, ridotto con due passaggi di filtraggio;
• errori sistematici legati all’angolo di scansione, più marcati nei canali bassi a 50 GHz;
• anomalie nel modello di trasferimento radiativo CRTM tra 50 e 60 GHz, che toccano anche altri strumenti e sono state segnalate agli sviluppatori.

C’è poi un ostacolo pratico: migliaia di canali pesano troppo sui modelli meteorologici. Il gruppo ha sviluppato un metodo che raggruppa i canali correlati, da 2.048 a 466 nella banda a 50 GHz e da 4.096 a 614 in quella a 183 GHz. Se questo si traduca in previsioni migliori non è ancora dimostrato: il rapporto rinvia la verifica a simulazioni future sull’impatto nelle previsioni.

Dal laboratorio all’orbita: HyMPI e AURORA

Il passo successivo riguarda l’elettronica di bordo, un capitolo del più ampio tema dei satelliti innovativi. Per un sensore spaziale il rapporto punta su circuiti fotonici integrati e chip dedicati, che consentono misure simultanee su una banda larga. HyMPI, di cui Gambacorta è principal investigator con fondi dell’Instrument Incubator Program della NASA, converte il segnale a microonde in segnale ottico e lo divide in dieci sottobande da 4 GHz, coprendo 40 GHz tra 160 e 200 GHz. Il rapporto la presenta come la prima dimostrazione in laboratorio di circuiti fotonici applicati a questo tipo di misura.

Nel rapporto HyMPI è a livello di maturità tecnologica 4. AURORA Pathfinder, finanziato nel 2024 sempre con Gambacorta come principal investigator, deve portarlo a 6, la soglia che dimostra la prontezza al volo spaziale. Il rapporto annunciava una prova all’aperto sul tetto di un edificio del Goddard per settembre 2025, con la Howard University: non abbiamo trovato risultati pubblicati, né una data di lancio per AURORA.

Da Bari al Maryland

Telenorba la definisce ricercatrice barese. Si è laureata in Fisica all’Università di Bari, poi ha conseguito master e dottorato in fisica dell’atmosfera alla University of Maryland Baltimore County, nel 2005 e nel 2008. Dal luglio 2020 è Research Physical Scientist nel laboratorio Clima e Radiazione del Goddard e project scientist delle missioni JPSS e NEON. La scheda NASA registra per il 2026 due riconoscimenti di gruppo, uno per il team di CoSMIR-H e uno per quello di HyMPI.