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Gli scienziati cinesi hanno compiuto un importante passo avanti nel campo dell’imaging ottico, sviluppando una nuova tecnologia laser in grado di catturare immagini ad altissima risoluzione su distanze enormi. Il sistema, realizzato dall’Istituto di Ricerca dell’Informazione Aerospaziale dell’Accademia Cinese delle Scienze, ha dimostrato di poter rilevare dettagli a livello millimetrico da oltre 100 chilometri di distanza.
Il team di ricerca ha condotto un test presso il lago Qinghai, un bacino alpino situato nella Cina nord-occidentale. Utilizzando un sistema lidar a apertura sintetica avanzato – una tecnologia di imaging basata sul laser con un ampio campo visivo – i ricercatori hanno ottenuto una nitidezza eccezionale nelle loro immagini. Il dispositivo, posizionato sulla sponda settentrionale del lago, ha preso di mira una serie di prismi riflettenti collocati a 101,8 chilometri di distanza. La prova ha beneficiato di condizioni atmosferiche ottimali, con cieli sereni, copertura nuvolosa minima e vento stabile.
Il sistema è stato in grado di rilevare dettagli fino a 1,7 millimetri e misurare le distanze con una precisione di 15,6 millimetri. Queste prestazioni sono 100 volte superiori rispetto alle attuali fotocamere spia e ai telescopi che si basano su lenti tradizionali. Per raggiungere questo risultato, gli scienziati hanno implementato diverse innovazioni tecnologiche. Dividendo il fascio laser attraverso una matrice di micro-lenti 4×4, hanno espanso l’apertura ottica del sistema da 17,2 a 68,8 millimetri, superando il consueto compromesso tra dimensioni dell’apertura e campo visivo.
Il team ha inoltre utilizzato un modulo laser specializzato per inviare segnali con frequenze superiori a 10 gigahertz, fornendo una fine risoluzione della portata e consentendo misurazioni precise della distanza. Allo stesso tempo, è stato mantenuto uno spettro cromatico ristretto per migliorare la risoluzione azimutale, che aumenta il rilevamento dei dettagli orizzontali.
Il laser da 103 watt è significativamente più potente rispetto ai sistemi lidar standard ed è supportato da un’elaborazione digitale in tempo reale per gestire enormi quantità di dati. A differenza del tradizionale radar ad apertura sintetica basato su microonde, questo sistema opera su lunghezze d’onda ottiche, producendo immagini molto più nitide.
I progressi della Cina nell’imaging a lungo raggio superano i risultati ottenuti in passato dalle principali aziende del settore della difesa. Nel 2011, la Lockheed Martin aveva raggiunto una risoluzione azimutale di 2 centimetri da 1,6 chilometri di distanza, mentre i ricercatori cinesi avevano successivamente registrato una risoluzione di 5 centimetri a 6,9 chilometri. Ora, la Cina è riuscita a effettuare imaging da 100 chilometri di distanza, un parametro fondamentale considerando l’interferenza atmosferica a quella altitudine.
Nonostante il progresso, rimangono delle sfide da affrontare.
La qualità dell’imaging laser dipende fortemente dalle condizioni meteorologiche, e il tracciamento di oggetti in movimento su distanze così lunghe richiede una precisione meccanica estrema. Questi ostacoli dovranno essere superati prima che la tecnologia possa essere impiegata per applicazioni pratiche nell’osservazione spaziale o nell’intelligence militare. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista scientifica Chinese Journal of Lasers.
