Esistono sottili strati di plasma nella ionosfera capaci di riflettere i segnali radio nella direzione sbagliata e contribuire agli errori del GPS. Si chiamano Sporadic E e contengono anche metalli lasciati dalle meteore che vaporizzano entrando nell’atmosfera. Una missione NASA li ha attraversati contemporaneamente in cinque punti, mostrando che non sono strati lisci e uniformi come si pensava, ma strutture irregolari modellate dalla turbolenza atmosferica.
Cosa sono gli strati Sporadic E
Gli Sporadic E, spesso abbreviati in Es, sono sottili concentrazioni di particelle ionizzate che si formano nella regione E della ionosfera, a circa 100 chilometri di quota. Non sono nuvole nel senso meteorologico del termine e non possono essere viste a occhio nudo.
Una parte degli ioni metallici presenti in questi strati arriva da meteore e polvere cosmica. Quando piccoli frammenti entrano nell’atmosfera e si disintegrano, lasciano tracce di elementi come ferro e magnesio. In determinate condizioni questi ioni possono concentrarsi in fogli molto densi di plasma.
Il nome “sporadic” deriva dal loro comportamento: compaiono e si dissolvono in modo variabile. Oggi sappiamo che esiste anche una stagionalità, con una maggiore frequenza locale durante l’estate, ma prevederne struttura e intensità resta complesso.
Perché possono disturbare radio, radar e GPS
Il punto centrale è che uno strato Sporadic E può comportarsi come uno specchio per alcune onde radio. Un segnale che dovrebbe attraversare la ionosfera può invece essere riflesso verso il suolo in una zona inattesa.
La NASA spiega nei risultati pubblicati il 2 settembre 2026 che questo comportamento può far ricevere comunicazioni provenienti da molto lontano come se fossero locali. Per utenti della radio marittima o del controllo del traffico aereo significa la possibilità di sovrapposizioni e propagazioni anomale; nei radar oltre l’orizzonte possono comparire anche falsi bersagli, i cosiddetti “ghost”.
Il GPS è un caso leggermente diverso. I segnali dei satelliti devono attraversare la ionosfera prima di arrivare allo smartphone o al navigatore. Le variazioni del plasma modificano la propagazione del segnale e introducono un errore nella stima della distanza. Gli Sporadic E possono contribuire a questa incertezza, ma non significa che ogni errore del GPS sia causato da questi strati: l’intera ionosfera è una delle principali fonti di errore per il posizionamento satellitare.
| Tecnologia | Possibile effetto degli Sporadic E |
|---|---|
| Radio a lunga distanza | Segnali riflessi verso zone inattese |
| Comunicazioni aeronautiche e marine | Ricezione di trasmissioni lontane come se fossero vicine |
| Radar oltre l’orizzonte | Possibili falsi ritorni o segnali deformati |
| GPS/GNSS | Contributo all’errore introdotto dal plasma ionosferico |
Cosa ha scoperto il razzo NASA SpEED Demon
La notizia di oggi nasce da dati raccolti qualche anno fa, ma analizzati in un nuovo studio. Il razzo sonda SpEED Demon, acronimo di Sporadic E Electrodynamics Demonstration, fu lanciato dalla Wallops Flight Facility della NASA il 24 agosto 2022. L’obiettivo iniziale era anche tecnologico: verificare se fosse possibile misurare lo stesso strato di plasma simultaneamente in più punti.
Il sistema ha funzionato. Entrato nello Sporadic E, il payload principale ha espulso quattro piccole sonde che si sono separate tra loro continuando a trasmettere dati verso Terra. Insieme al corpo principale del razzo, gli strumenti hanno quindi osservato lo stesso fenomeno in cinque posizioni nello stesso momento.
È un salto importante rispetto alla tecnica tradizionale. Un singolo razzo attraversa lo strato lungo una sola traiettoria e restituisce una sorta di sezione verticale. Cinque punti simultanei permettono invece di capire se una variazione osservata appartiene all’intero strato oppure soltanto a una piccola zona.
Lo strato non era piatto: sembrava una struttura arrotolata
Il risultato più interessante riguarda la forma. Gli scienziati si aspettavano uno strato relativamente sottile e ben definito. Le misure hanno invece mostrato una distribuzione irregolare, frammentata e influenzata dai venti neutri dell’alta atmosfera.
Durante la discesa, il profilo misurato si è persino separato in due picchi. Il team ritiene che la configurazione sia compatibile con onde di Kelvin-Helmholtz, instabilità generate quando strati di fluido scorrono a velocità differenti e producono strutture simili a onde che si arricciano.
È però importante non trasformare l’ipotesi in certezza. Il volo non misurava direttamente tutti i venti locali e i campi elettrici necessari a dimostrare il meccanismo. Gli autori considerano quindi l’interpretazione plausibile, non definitivamente confermata.
Perché è così difficile studiare queste “nuvole” invisibili
Gli Sporadic E si trovano in una zona scomoda da raggiungere. A circa 100 chilometri di quota sono troppo in alto per palloni meteorologici e troppo in basso per essere attraversati normalmente dai satelliti. Inoltre possono formarsi e sparire in tempi relativamente brevi.
I razzi sonda sono particolarmente adatti perché possono essere lanciati quando radar e strumenti da Terra indicano che lo strato giusto si sta formando. Volano per pochi minuti, attraversano direttamente la regione e poi ricadono.
La ionosfera è già al centro di molte ricerche perché la sua struttura può cambiare anche in assenza di grandi tempeste solari. Su Tech abbiamo visto, per esempio, le strutture a forma di X e C osservate nella ionosfera, un altro caso in cui il plasma sopra le nostre teste assume configurazioni inattese.
Sono la stessa cosa delle interferenze causate dalle tempeste solari?
No. Gli Sporadic E e le perturbazioni provocate dall’attività solare appartengono allo stesso grande ambiente ionosferico, ma non sono lo stesso fenomeno. Le tempeste geomagnetiche possono alterare su vasta scala la densità e la distribuzione del plasma dopo intense emissioni del Sole; gli Sporadic E sono invece strati metallici sottili che possono formarsi anche in condizioni molto meno estreme.
Entrambi possono però interferire con tecnologie che dipendono dalla propagazione delle onde radio. Per capire l’altra faccia del problema abbiamo già spiegato come le tempeste solari possono influenzare comunicazioni, reti e navigazione.
Cosa cambia con le nuove misure NASA
Il risultato non offre ancora un sistema capace di prevedere con precisione ogni disturbo radio o correggere automaticamente il GPS. Il passo avanti è precedente: capire la struttura tridimensionale e la dinamica di questi strati.
La tecnica multipunto è già stata riutilizzata in missioni successive, comprese osservazioni legate alle eclissi del 2023 e 2024. Nel giugno 2025 la missione SEED ha applicato un approccio simile alle Sporadic E a basse latitudini dalle Isole Marshall, dove i meccanismi di formazione sono ancora più difficili da spiegare.
Se i modelli riusciranno a descrivere meglio quando questi “specchi radio” si formano, come si deformano e quando si dissolvono, diventerà più semplice prevedere condizioni di propagazione anomale. È il collegamento pratico che rende questa ricerca più di una curiosità sull’alta atmosfera: comprendere un sottile strato di plasma a 100 chilometri di quota significa anche rendere più affidabili sistemi di comunicazione e navigazione usati sulla Terra ogni giorno.
