TECNOLOGIA/ Il Gps tuttofare manda in pensione il radar

- Gianluca Lapini

Negli Usa e in Europa si sta lavorando a un sistema Gps adattato al traffico aereo che potrebbe sostituire i tradizionali radar. GIANLUCA LAPINI ce ne illustra i vantaggi

Aeroplano_QuotaR400
Foto Imagoeconomica

Nelle scorse settimane sono stati numerosi i commenti sugli aspri dibattiti in corso in Usa sui tagli al bilancio federale, che minacciano, fra le tante cose, anche l’importante progetto Next Gen Gps, destinato a rivoluzionare le tecniche di controllo del traffico aereo.

I media hanno però dato più rilievo al fatto che il parlamento americano fatica a trovare i 22 miliardi di dollari necessari al completamento, entro il 2020, di tale progetto, che non al progetto stesso. Si tratta peraltro di una iniziativa d’avanguardia, tecnicamente complessa e dalla storia già abbastanza lunga, sulla quale vale la pena riportare qualche dettaglio tecnico in più.

Cominciamo con il richiamare alcuni concetti, forse non abbastanza noti, sulle tecniche di controllo del traffico aereo e sul sistema Gps (Global positioning system). Attualmente, lo spazio aereo nel quale si muovono i velivoli dell’aviazione commerciale è totalmente controllato, sia negli Usa che in Europa, da un complesso sistema di stazioni radar a terra, costituito dai radar cosiddetti “primari”, che sorvegliano ampi spazi individuando la presenza di qualsiasi “bersaglio” mobile, e dai radar “secondari”, che compiono un lavoro analogo, ma presuppongono la “collaborazione” del bersaglio.

Tutti i velivoli commerciali, e anche buona parte di quelli da diporto, sono in effetti obbligati a portare a bordo un dispositivo elettronico chiamato transponder, che capta il segnali dei radar secondari (i quali inviano degli impulsi codificati, tali da farsi facilmente riconoscere, piuttosto che rimanere il più possibile “nascosti”) e risponde a questo segnale con un suo codice identificativo, ed eventualmente con altre informazioni, quali quota e velocità.

Tramite questo codice, i controllori del traffico aereo possono così vedere sui radar la posizione, la quota e la velocità di ciascun aeromobile che si trovi nella loro area di competenza, senza timore che si verifichino equivoci o scambi fra velivoli, e tenere sotto controllo i loro movimenti, indirizzandoli, con opportuni messaggi radio, lungo le rotte prestabilite.

Questo sistema è ben collaudato e funziona egregiamente, ma soffre da anni, e soffrirà sempre di più in futuro, di problemi di saturazione dei flussi di traffico che è in grado di gestire (in Europa, a differenza degli Usa, il problema è esasperato dal fatto che il controllo del traffico aereo è tuttora parzialmente frammentato a livello nazionale). È in gran parte per questo che i voli commerciali sono spesso in ritardo, specie quando sono diretti verso aeroporti molto trafficati.

Quanto al sistema Gps, una sigla familiare a chiunque possieda un navigatore satellitare, ricordiamo che esso si basa su una “costellazione” di satelliti, entrata definitivamente in servizio nel 1995, tramite i quali è possibile individuare con grande precisione la posizione e la quota di qualunque oggetto si muova sulla superficie terrestre o nell’atmosfera. Il sistema Gps (che nei prossimi anni verrà aggiornato e migliorato con il lancio di nuovi satelliti della serie Gps III) viene già sfruttato in aviazione per seguire una rotta o trovare un aeroporto e non è difficile immaginare che potrebbe essere utilizzato anche per guidare gli atterraggi e in generale per il controllo del traffico aereo.

Ma per far ciò, che è proprio l’obbiettivo del Next Gen Gps, è necessario creare un sistema complesso e totalmente nuovo, del quale il miglioramento della costellazione dei satelliti Gps è solo una parte, e nel quale è ovviamente compreso anche il riequipaggiamento con opportune apparecchiature della flotta dei velivoli.

In sostanza, in questo nuovo sistema il ruolo attualmente svolto dai radar nell’individuare la posizione di un velivolo rispetto alla stazione di controllo a terra verrà assunto dal sistema Gps, da una nuova rete di stazioni di terra e da un nuovo tipo di transponder installato sul velivolo. Quest’ultimo apparecchio ritrasmetterà in continuazione la posizione e la quota del velivolo, calcolate con la precisione del metro dal ricevitore Gps di bordo.

La ricezione di tali informazioni, non solo da parte dei centri di controllo del traffico, ma anche dagli altri velivoli in volo o in movimento negli aeroporti, verrà garantita da una rete di circa 800 stazioni rice-trasmittenti automatiche di terra denominate Ads-B (Automatic Dependent Surveillance-Broadcast), sparse per tutto il territorio degli Stati Uniti. Quando questa rete sarà completata (attualmente ci sono già circa 300 stazioni in funzione), a differenza di quel che succede attualmente, sia i controllori di volo che i piloti avranno in ogni istante sostanzialmente le stesse informazioni, conoscendo la propria posizione e quella degli altri velivoli, senza bisogno di ricevere informazioni radio a voce da parte dei controllori. Ciò consentirà di ridurre notevolmente le distanze di sicurezza fra velivoli, che devono attualmente essere mantenute, e incrementerà notevolmente la fluidità del traffico.

Alla rete delle stazioni Ads-B si aggiungeranno inoltre dei sistemi ausiliari di controllo e gestione delle informazioni/comunicazioni, che gradualmente sostituiranno la necessità dei piloti di comunicare a voce con i controllori del traffico, migliorando ulteriormente la capacità del sistema di gestire forti flussi di traffico, e quindi di decongestionare i cieli.

Farà parte di questi sistemi ausiliari anche il Nnew (Next Generation Network Enabled Weather) nel quale decine di migliaia di dati meteo, provenienti da stazioni e sensori a terra e satellitari, verranno fuse in un singolo sistema di gestione delle informazioni sullo stato del tempo, che diverranno disponibili in tempo reale ai velivoli, contribuendo a ridurre le incognite sulle condizioni meteorologiche, che sono attualmente un’altra delle principali cause dei ritardi e della congestione del traffico.

I vantaggi attesi dal Next Gen Gps non sono comunque esclusivamente in termini di fluidità e sicurezza del traffico: risparmi significativi di carburante, e conseguenti benefici ambientali, deriveranno dalla possibilità di accorciare i tempi di volo, sia per le minori attese in decollo e atterraggio, sia per la possibilità di adottare rotte più brevi e dirette, e procedure di salita e discesa meno dispendiose e anche meno rumorose.

Che questi vantaggi siano reali e non solo ipotetici è testimoniato dall’esperienza della Alaska Airlines, che sta da tempo sperimentando il sistema, nelle difficili condizioni che ne caratterizzano l’ambiente di volo. La compagnia ha recentemente dichiarato che lo scorso anno, grazie a quella parte del nuovo sistema che consente di migliorare gli atterraggi guidati, ha evitato di cancellare più di 700 voli sul difficile scalo di Jeneau, infossato fra le montagne dell’Alaska e spesso coperto dalle nebbie.

Eppure, nonostante tutti siano convinti che il Next Gen Gps rappresenterà un grandissimo progresso per il trasporto aereo, è anche dalle compagnie aeree, e non solo dal governo americano, che arrivano problemi per il completamento dell’ambizioso progetto. Le compagnie sostengono, infatti, che il costo a loro carico per la sostituzione degli apparati di bordo (stimato in circa 20 miliardi di dollari da ora al 2025) è eccessivo, specie in un periodo di vacche magre per il trasporto aereo, e in sostanza richiedono degli “incentivi”, specialmente per chi farà da battistrada all’introduzione dei nuovi sistemi.

In effetti, c’è un po’ un paradosso, in quanto è intuitivo che i vantaggi del nuovo sistema andranno più a favore delle ultime compagnie che lo adotteranno, piuttosto che delle prime, le quali investiranno le grosse cifre necessarie a modernizzare le flotte (da 200.000 a 1.000.000 di dollari a velivolo), potendone per diversi anni godere solo parzialmente i vantaggi, non essendo il sistema ancora completo. Lo scorso anno è stato creato un apposito fondo di finanziamento a garanzia federale e il governo ha concesso un incentivo diretto alla compagnia “di lancio” Jet Blue, per installare il sistema su 35 velivoli. Ma poi sono sopravvenute le difficoltà finanziarie; staremo a vedere come andrà a finire.

Per concludere accenniamo al fatto che anche l’Europa non è stata a dormire. Il progetto Sesar (Single European Sky Air traffic management Research) di cui è capofila Eurocontrol (agenzia europea per la sicurezza del traffico aereo) sta lavorando dal 2004 per realizzare un sistema molto simile a quello americano, con un’analoga previsione di tempi di entrata in servizio. Di questa iniziativa, che unificherà finalmente il controllo del traffico aereo dell’intera Europa, fa parte anche il sistema Gps “Galileo”.

Americani ed europei stanno lavorando indipendentemente, ma i due nuovi sistemi dovrebbero essere pienamente compatibili fra loro, almeno secondo quanto è stato sancito in un accordo preliminare del giugno 2010.

© RIPRODUZIONE RISERVATA

I commenti dei lettori