Il cielo dei navigatori - Note
Da Commissione Divulgazione - Unione Astrofili Italiani.
Vecchi metodi, ma sempre più precisi
Nel lungo periodo in cui fu messa a punto la navigazione astronomica, le vecchie tecniche della navigazione antica e medioevale vennero perfezionate. Nel nostro secolo, con l'introduzione della radio e del radar, queste tecniche, pur rimanendo concettualmente immutate, hanno fatto un ulteriore salto di qualità.
La navigazione lungo costa
I vecchi portolani vengono sostituiti dalle carte nautiche che sono più ricche di particolari costieri, ottenute con regole precise di proiezione cartografica e, soprattutto, inserite in un reticolato di coordinate geografiche.
Una carta nautica della costa americana degli anni 30
Nell'800 gli Stati moderni affidano ad appositi istituti nazionali il compito di rilevare, redigere e distribuire le carte nautiche. Nel nostro paese è l'Istituto idrografico della Marina.
Il "Peloro" ed il suo uso
Se alla carta si accompagna il "peloro" (una sorta di quadrante azimutale dotato di bussola) si può determinare la posizione della nave, misurando la direzione di almeno due particolari costieri ben riconoscibili e riportando sulla carta le corrispondenti rette di direzione. La nave si trova nel punto d'incontro di queste due rette.
Codici luminosi dei fari americani negli anni 30
Un'estensione di questo tipo di navigazione fu realizzata con l'introduzione dei Fari dotati di luci lampeggianti diversamente per frequenza e durata, in modo da poter essere riconosciuti, di notte, come e meglio dei particolari costieri.
Uno dei primi modelli di Radiobussola
La radio rappresentò un'ulteriore estensione: i radio fari sono riconoscibili anche quando la costa è ancora troppo lontana o non è visibile a causa della nebbia; quello che serve è una carta con le loro posizioni ed una radio bussola con la quale si determina la direzione del segnale.
L'antenna della stazione LORAN dell'isola di Jan Mayen (Norvegia)
I sistemi di radiolocalizzazione
Attualmente esistono diversi sistemi di radiolocalizzazione, ovvero sistemi in grado di determinare la posizione dell'osservatore, dotato di un ricevitore, utilizzando le onde radio. Alcuni di questi sistemi, i più recenti, sono basati su una rete di satelliti orbitanti attorno alla Terra, in grado di assicurare la copertura di tutto il pianeta. Altri, sviluppati negli anni sessanta, ma ancora in uso, sono basati su stazioni radio a terra. Il più usato è il LORAN-C. Si basa su un certo numero di stazioni radio, sparse in tutto il mondo e raggruppate in "catene", ciascuna delle quali si compone di una stazione "master" e di stazioni "slave", in numero variabile da due a cinque e sincronizzate, mediante un orologio atomico, con la stazione master. La posizione di tutte queste stazioni, nonchè le frequenze di trasmissione e tutti i particolari tecnici necessari sono ovviamenti noti ai naviganti. Periodicamente la stazione master invia un segnale a cui fanno seguito i segnali delle stazioni slave. L'apparato ricevente, a bordo di una nave, è dotato di un orologio sincronizzato con quello delle stazioni emittenti ed è quindi in grado di calcolare la differenza dei tempi di emissione e di arrivo per ogni stazione. Nota la velocità di trasmissione delle onde radio, pari a quella della luce, 300.000 Km./sec, si può infine calcolare la distanza di ogni stazione. Esistono infiniti punti sulla Terra che, in un determinato istante, misurano una certa distanza da una stazione. Essi si trovano tutti lungo una circonferenza che ha, al centro, la stazione emittente. Si determinano così tanti cerchi di posizione quante sono le stazioni considerate e, soprattutto, ricevute. La nave si trova all'intersezione di questi cerchi; già con due il problema può dirsi risolto se si conosce, con una certa approssimazione la posizione della nave o se uno dei due punti cade sulla terraferma e può quindi essere scartato.
Quello descritto è il modo più semplice di utilizzare le stazioni LORAN, per maggiori dettagli consultate i siti consigliati. Il sistema si caratterizza per la semplicità e per il basso costo di impianto e di esercizio, se lo si confronta con i costi e le difficotà tecniche dei sistemi satellitari, ma non permette una copertura gobale del pianeta (ogni stazione ha una portata di circa 1000 miglia nautiche) ed ha una precisione inferiore, dell'ordine del centinaio di metri, nelle migliori condizioni di esercizio.
La navigazione stimata
Per praticare questo tipo di navigazione bisogna registrare attentamente la direzione e la distanza percorsa dalla nave, dopo la partenza dall'ultimo porto noto. [[|]]
[[|Carta mondiale della declinazine magnetica nel 1940 (le linee
congiungono i punti ad uguale declinazine magnetica]]
[[|La direzione viene misurata con la bussola di cui i marinai hanno diffidato, e con ragione, per secoli, non essendo disponibile una conoscenza soddisfacente del suo funzionamento fino al XIX secolo. L'ago della bussola si orienta verso il Polo Nord Magnetico, che non coincide con quello geografico e la sua direzione è, inoltre, perturbata da anomalie locali.
Si chiama declinazione magnetica l'angolo che l'ago della bussola fa con la direzione del Nord Geografico. In alcune zone della Terra questo angolo è 0°, ma in altre può superare 50°. Inoltre la declinazione magnetica cambia con il tempo e la sua variazione non è del tutto prevedibile, per cui, a distanza di qualche anno, le misure devono essere ripetute ed i dati pubblicati nuovamente. ]][[|]]
Modello di Bussola e Binnacle negli anni 30
[[A bordo sono molte le cause che possono falsare la lettura della bussola; la maggiore è rappresentata dalla massa metallica dello scafo. Lo strumento va mantenuto orizzontale, protetto e compensato. La speciale custodia (binnacle), in cui viene alloggiato, assolve a tutte queste funzioni.]]
Solcometro meccanico in uso negli anni 40
[[|Anche il rilievo della profondità ha registrato grandi progressi: fin dagli anni 30 lo scandaglio è stato sostituito dal Sonar. Si ottiene la profondità misurando il tempo necessario al suono per propagarsi nell'acqua, rimbalzare sul fondo e raggiungere nuovamente lo scafo.
60 anni fa il sonar era un'apparechiatura ingombrante e costosa, oggi è uno dei tanti accessori, presenti anche su piccole imbarcazioni che fornisce, oltre alla profondità un vero e proprio profilo tridimensionale del fondo.
Negli anni quaranta venne introdotta un'altra apparecchiatura ausiliaria: il radar. Oggi, miniaturizzato, è presente anche su i piccoli pescherecci e le barche da diporto. Con il radar si ottiene la distanza ed un profilo tridimensionale della costa.
La navigazione stimata in inglese si chiama Dead Reckoning che, letteralmente, significa stima morta ossia navigazione alla cieca e questo la dice lunga su quanta fiducia i marinai nutrissero per questo tipo di tecniche di navigazione. La moderna tecnologia ha reso affidabili e desiderabili queste tecniche.]]
Per ulteriori approfondimenti consultare in rete i seguenti siti:
- Istituto idrografico della Marina
- Istituto Nazionale di Geofisica
- United States Coast Guard
- Liste des systemes de radionavigation
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