Laser super e micro lenti: ecco la telecamera spia "più potente del mondo"

In Cina gli scienziati hanno compiuto un balzo in avanti nella tecnologia di imaging ottico costruendo quella che è già stata definita la "telecamera spia più potente del mondo". Si tratta di un sistema basato su un potente laser in grado di consentire a Pechino di esaminare i satelliti militari stranieri con una precisione senza pari, di distinguere dettagli sottili come un volto umano dall'orbita terrestre bassa e, dunque, di ridefinire gli standard globali della sorveglianza. Gli artefici del tutto? Un team dell'Istituto di ricerca sulle informazioni aerospaziali dell'Accademia cinese delle scienze, che ha catturato immagini con risoluzione millimetrica da distanze superiori a 100 chilometri, un'impresa precedentemente ritenuta irraggiungibile. La svolta è stata descritta in uno studio pubblicato sulla rivista peer-reviewed Chinese Journal of Lasers.

La nuova telecamera spia cinese

L'intera vicenda è stata raccontata nel dettaglio dal South China Morning Post. Nel corso di una sperimentazione condotta sul lago Qinghai, un vasto specchio d'acqua alpino situato nel remoto nord-ovest della Cina, i ricercatori hanno implementato un sistema lidar ad apertura sintetica all'avanguardia, ovvero un tipo di sistema di imaging basato su laser con un ampio campo visivo. Posizionato sulla sponda settentrionale del lago, il dispositivo ha preso di mira una serie di prismi riflettenti posti a 101,8 chilometri di distanza, in condizioni atmosferiche incontaminate, con elevata visibilità, minima copertura nuvolosa e vento costante.

Ebbene, il dispositivo è stato in grado di individuare rapidamente dettagli di dimensioni pari a 1,7 mm (1/16 di pollice) e di indicare la distanza degli oggetti con una precisione di 15,6 mm. Detto altrimenti, si tratta di un livello di dettaglio 100 volte migliore rispetto a quello che può essere visto con le principali telecamere spia e telescopi che utilizzano lenti.

Per raggiungere questo obiettivo, gli scienziati hanno impiegato diverse innovazioni tecnologiche. Dividendo il raggio laser su una matrice di microlenti 4×4, per esempio, hanno ampliato l'apertura ottica del sistema da 17,2 mm (0,68 pollici) a 68,8 mm (2,71 pollici), superando il solito compromesso tra dimensione dell'apertura e campo visivo. Hanno inoltre utilizzato un modulo laser specializzato per inviare segnali con frequenze superiori a 10 gigahertz. Questo ha fornito una risoluzione di portata fine, consentendo misurazioni precise della distanza. Allo stesso tempo, è stato mantenuto uno spettro di colori ristretto per migliorare la risoluzione dell'azimut, che migliora il rilevamento dei dettagli orizzontali.

Il risultato dell'esperimento

Guidato da Fan Zhongwei, direttore del centro di ingegneria laser dell'istituto della citata dell'Accademia cinese delle scienze, il team ha sfruttato l'esperienza in ottica coerente, fotonica di array ed elaborazione del segnale per perfezionare la tecnologia. "Non si tratta solo di vedere un satellite, ma anche di leggerne i numeri di serie", ha affermato uno scienziato specializzato in imaging di Pechino. Il laser da 103 watt, si legge nei resoconti cinesi, è significativamente più potente dei sistemi lidar standard ed è supportato da elaborazione digitale in tempo reale per gestire grandi quantità di dati.

A differenza del tradizionale radar ad apertura sintetica basato su microonde, questo sistema funziona a lunghezze d'onda ottiche, producendo immagini molto più nitide. I progressi della Cina nell'imaging a distanza estrema superano i risultati passati dei principali appaltatori della difesa.

In ogni caso, nonostante la svolta, restano delle sfide importanti da superare. La qualità dell'imaging laser dipende fortemente dalle condizioni meteorologiche e il tracciamento di bersagli in movimento su distanze così lunghe richiede un'estrema precisione meccanica.