Negli ultimi decenni i sistemi radar sono stati ampiamente utilizzati per l'esplorazione del sottosuolo in ambito sia spaziale che terrestre. L'impego di sistemi radar di tipo GPR a bassa frequenza (onde decametriche) ha il vantaggio di permettere indagini a grandi profondità, tuttavia le complicazioni pratiche dovute alle dimensioni delle antenne che risultano essere ingombranti, di difficile realizzazione e trasporto, ne hanno limitato l'utilizzo. Qui di seguito proponiamo uno studio per analizzare, testare e ottimizzare antenne compatte ad alta efficienza operanti in banda HF. Per fare ciò si studieranno diversi tipi di antenne sia elettriche che magnetiche, in particolare si analizzerà la possibilità di utilizzare antenne di tipo Loop magnetico con nucleo in aria ed in ferrite e con tuning automatico da implementare su sistemi GPR di tipo Stepped Frequency Continuos Wave (SFCW) .
Rilevanza e potenzialità innovative
Nel caso in cui i risultati dei nostri test fossero confermati da uno scenario positivo, ci sarebbero numerose interessanti ricadute da un punto di vista delle applicazioni. La possibilità di avere una strumentazione radar compatta e leggera, in grado di operare a basse frequenze , aprirebbe scenari di esplorazione sotto superficiale a grandi profondità anche da veicoli comandati da remoto come rover e droni, questo sia in ambito spaziale che terrestre. L'utilizzo delle antenne di tipo loop magnetico potrebbe migliorare notevolmente le profondità di indagine rispetto ai classici radar GPR terrestre e mantenere comunque una risoluzione spaziale accettabile (nell'ordine dei metri). Uno strumento come quello proposto potrebbe essere la chiave per la ricerca di acquiferi sotto superficiali sia in ambito terrestre che spaziale. In ambito terrestre immaginiamo alla ricerca di acqua nei deserti dove spesso sono richieste indagini a grandi profondità (decine o centinai di metri) e le condizioni di irregolarità della superficie rendono l'utilizzo dei sistemi radar classici poco efficienti. Altre possibili applicazioni riguardano l'ambito archeologico, ad esempio la ricerca di grandi strutture come piramidi sepolte. In ambito idrologico il sistema potrebbe essere usato per la batimetria e monitoring di bacini di acqua dolce. Il sistema potrebbe essere impegato in ambito delle ricerche glaciologiche usato per lo studio delle calotte polari terrestri.
In ambito spaziale un sistema radar a bassa frequenza trasportabile da drone o rover potrebbe aprire diversi scenari interessanti come per esempio l'esplorazione della crosta e delle calotte polari di Marte ad alta risoluzione per il mapping di possibili acquiferi , lo studio della struttura delle lune ghiacciate di Giove e la ricerca di acquiferi sotto superficiali, l'esplorazione dei mari di Titano e dell'oceano di acqua liquida al suo interno [10].