Ocean for Future

Ultima Clock Widget

  • :
  • :

che tempo che fa

Per sapere che tempo fa

Per sapere che tempo fa clicca sull'immagine
dati costantemente aggiornati

OCEAN4FUTURE

La conoscenza ti rende libero

su Amazon puoi trovare molti libri sulla storia del mare (ma non solo) e sulla sua cultura :) clicca sull'immagine ed entra in un nuovo mondo :)

i 100 libri da non perdere

NO PLASTIC AT SEA

NO PLASTIC AT SEA

Petizione OCEAN4FUTURE

Titolo : Impariamo a ridurre le plastiche in mare

Salve a tutti. Noi crediamo che l'educazione ambientale in tutte le scuole di ogni ordine e grado sia un processo irrinunciabile e che l'esempio valga più di mille parole. Siamo arrivati a oltre 4000 firme ma continuiamo a raccoglierle con la speranza che la classe politica al di là delle promesse comprenda realmente l'emergenza che viviamo, ed agisca,speriamo, con maggiore coscienza
seguite il LINK per firmare la petizione

Ultimi articoli

  Address: OCEAN4FUTURE

La storia dei sistemi di navigazione: dal XX al XXI secolo – parte VI

Reading Time: 8 minutes


livello elementare
.
ARGOMENTO: STORIA DELLA NAVIGAZIONE
PERIODO: XX – XXI SECOLO
AREA: DIDATTICA
parole chiave: sistemi di radionavigazione, sistemi satellitari globali

 

L’era della navigazione satellitare
Nell’ottobre 1957, l’Unione Sovietica lanciò il primo satellite artificiale, lo Sputnik. Iniziò la corsa verso lo spazio tra le due superpotenze USA e URSS, con lo sviluppo di missili sempre più performanti dal punto di vista offensivo. Essi richiedevano, per colpire in maniera selettiva i loro bersagli, distanti migliaia di chilometri, dei sistemi di navigazione di alta precisione.  Il problema maggiore era come far navigare, da un punto all’altro della Terra, questi mezzi veloci, considerando che le distanze in gioco ponevano problemi di rifasamento continuo delle posizioni legati alle mappe memorizzate, costruite con data geografici ovviamente diversi, e che non esistevano sistemi di posizionamento globali, oltretutto ricevibili a quelle quote.

Non essendo i sistemi di radio-posizionamento dell’epoca (DECCA, LORAN e OMEGA) in grado di fornire dati sufficientemente precisi per la guida dei missili, le due superpotenze decisero di sviluppare due complessi sistemi basati su dati satellitari: il NAVSTAR (GPS) statunitense ed il GLONASS sovietico. Li scopriremo fra poco.

Ovviamente, essendo stati progettati per usi militari, questi sistemi operarono inizialmente in maniera protetta, ovvero i dati venivano cifrati per impedirne l’uso agli avversari. Ben presto la possibilità di utilizzare sistemi globali divenne però di forte interesse civile per applicazioni sia nel campo commerciale che scientifico. Tra i maggiori utenti gli operatori della navigazione marittima ed aerea che potevano effettuare trasferimenti da un punto all’altro del pianeta sempre più veloci. Inoltre, questi sistemi di navigazione elettronica assicuravano precisioni mai raggiunte prima e potevano essere interfacciati con plotter grafici sempre più sofisticati.

Nel 1972, fu sviluppato il primo sistema cartografico globale, WGS 72, padre del WGS 84 oggi impiegato da tutti i GPS. Non tutti sanno che il primo impiego di questi sistemi di posizionamento satellitari iniziò da un’operazione di reverse engineering basata proprio sugli studi di motorizzazione dei satelliti. Il campo dei sistemi radioelettrici e satellitari è molto vasto per cui mi limiterò a fornire in breve le loro caratteristiche, che potrete comunque approfondire in questo articolo.

TRANSIT
Tutto iniziò quando gli scienziati dell’Applied Physics Laboratory della Johns Hopkins University effettuarono una serie di misurazioni sui segnali dello Sputnik, ricavandone la posizione e la velocità. La monitorizzazione dello Sputnik e dei successivi satelliti nello spazio, Sputnik II ed Explorer I portò, nel 1958, all’idea di lavorare “all’indietro” (reverse engineering), ovvero partire da orbite satellitari note per determinare una posizione sulla superficie terrestre.

Nacque così il sistema di navigazione satellitare TRANSIT, il cui primo satellite fu messo in orbita polare nel 1960. Il sistema, composto da sette satelliti, fu reso operativo nel 1962. Il ricevitore a terra, utilizzando le letture di almeno tre satelliti poteva fornire una precisione teorica di circa 30 metri. Il passo in avanti più significativo avvenne nel 1974 con la messa in orbita del prototipo del satellite GPS Navstar. I primi risultati furono deludenti ed i suoi orologi fallirono poco dopo il lancio. Si dovette aspettare il 1977 con la messa in orbita del Navigational Technology Satellite 2, dotato di precisissimi orologi al cesio per ottenere dati più attendibili. Finalmente nel 1985 si completò la prima costellazione con la messa in orbita di ben undici satelliti GPS che assicuravano una certa copertura globale.

Global Positioning System – GPS
Il sistema GPS utilizza oggi una costellazione minima di 24 satelliti, con quattro satelliti geostazionari, distribuiti in ciascuna delle sei orbite, supportata da un complesso sistema di controllo di terra. Attraverso complessi calcoli, completamente trasparenti all’Utente, il ricevitore ricava una posizione geografica molto precisa. In pratica, ogni volta che prendiamo il nostro smartphone per navigare, il ricevitore interno si aggancia alla rete GPS ed elabora il segnale posizionandoci geograficamente su delle carte elettroniche digitali.

Nonostante l’origine puramente militare del sistema GPS, la tipologia degli utenti civili in poco tempo proliferò, sia nell’ambito della navigazione sia per la gestione del flusso di informazioni abbinate ad applicativi sulla rete internet grazie. Nel campo scientifico l’accuratezza della posizione è stata portata a pochi centimetri, combinando i segnali GPS con sistemi differenziali. 

 

GALILEO e Co.
Sebbene gli Stati Uniti abbiano dichiarato di voler mantenere il servizio GPS, la preoccupazione che attività civili, come il controllo del traffico aereo, debbano dipendere da un sistema controllato da forze militari di un unico paese portò i Paesi europei ad iniziare, alla fine degli anni ’90, un nuovo sistema di navigazione satellitare, chiamato GALILEO, questa volta sotto controllo civile. Quando sarà a regime, Galileo sfrutterà trenta satelliti (27 operativi e tre di riserva) orbitanti su tre piani inclinati sull’equatore (MEO, Medium Earth Orbit circolare) a 23.222 km quota.

La Commissione UE ha già assegnato gli appalti per la parte infrastrutturale: al momento la spesa prevista è di circa 3,4 miliardi di euro. Il programma di lancio, con razzi Soyuz e Ariane, è iniziato il 21 ottobre 2011 con la partenza dei primi due satelliti dalla base di Kourou nella Guyana Francese ed è proseguito con il lancio della seconda coppia, IOV 3 e IOV 4, nell’ottobre 2012. La messa in orbita dei primi quattro satelliti costituiva la configurazione minima necessaria per poter validare il segnale (fase “IOV”), cominciare a fornire i primi servizi di navigazione e procedere a testare la piena funzionalità dei segmenti spaziali e di terra.

A partire dal 2017, i satelliti sono pienamente utilizzati per il posizionamento di precisone e la geodesia con un’usabilità limitata nella navigazione. Ad oggi dei 28 satelliti lanciati 22 sono operativi e altri 10 saranno lanciati dal 2023 al 2025. Per incrementare la sicurezza contro attacchi hacker, Galileo ha iniziato a testare l’Open Service Navigation Message Authentication (OSNMA), consentendo di calcolare con successo il primo fix di posizione protetto da OSNMA. La sperimentazione proseguirà nei prossimi mesi, in vista di una cosiddetta fase di “osservazione pubblica”. Questa è la prima trasmissione in assoluto di funzioni di autenticazione nei segnali GNSS aperti di un sistema di navigazione globale per assicurarsi che i dati ricevuti provengano effettivamente da Galileo e non siano stati modificati in alcun modo.

GLONASS
Analogamente al GPS statunitense, i Russi svilupparono nel 1976 un proprio sistema satellitare, il GLONASS. Il programma iniziò ai tempi dell’Unione Sovietica e, a partire dal 12 ottobre 1982, furono lanciati i primi satelliti fino al completamento della costellazione satellitare avvenuto nel 1995.

Dopo un calo nelle prestazioni alla fine degli anni ’90, nel 2001, il presidente russo Putin stabilì che il programma era prioritario, aumentandone in maniera sostanziale il finanziamento. Nel 2010, GLONASS aveva raggiunto una copertura del 100% del territorio della Russia e nell’ottobre 2011 fu ripristinata la costellazione orbitale completa di 24 satelliti, consentendo una copertura globale completa. I progetti dei satelliti GLONASS hanno subito numerosi aggiornamenti, e l’ultima versione, GLONASS-K2, è entrata in servizio nel 2019. Un annuncio prevede lo spiegamento di un gruppo di satelliti di comunicazione e di navigazione entro il 2040. 

BEI DOU
Anche la Cina ha iniziato a sviluppare un proprio sistema, chiamato BEI DOU (bussola) che, sebbene inizialmente progettato per un impiego regionale, sta implementando altri satelliti per ottenere una copertura globale. Dal dicembre 2012 è già operativo in alcune aree della regione dell’Asia Pacifica. Il progetto prevede versioni con copertura sempre maggiore. Nel 2015 la versione 3 (Beidou 3) del sistema ha iniziato la sua transizione verso la copertura globale con il primo lancio di una nuova generazione di satelliti. Attualmente sono in orbita 42 satelliti con prestazioni differenziate: ad uso civile (10 metri) e militare.

Questa immagine ha l'attributo alt vuoto; il nome del file è 375px-Animation_of_BeiDou-3_orbit_-_Earth_fixed_-_front_view.gif

La crescita cinese nel settore della geolocalizzazione avrà numerose integrazioni civili:
Smartphone: i produttori di telefoni cinesi (incluso Huawei) sostituiranno il GPS tradizionale con il Beidou.
Auto autonome: le case automobilistiche cinesi incorporeranno la tecnologia dell’intelligenza artificiale per integrarsi con la tecnologia Beidou e quindi disporre di automobili autonome.
Produttori di chip: Qualcomm è stato il primo a produrre chip per smartphone che supporteranno la tecnologia Beidou.

I cinesi non sono soli, anche Giappone e India stanno sviluppando sistemi per un loro uso regionale.

Un futuro complesso dove l’informazione sarà sinonimo di potere
Se la lotta per il predominio dell’informazione (reale o manipolata) sarà la nuova frontiera, essa si combatterà per il controllo dello spazio esterno. Chi controllerà lo spazio controllerà le economie mondiali … e questo fa molta pensare con la proliferazione dei nuovi comandi spaziali che avranno compiti ancora non del tutto chiari ma che includeranno la responsabilità di tenere in ordine lo spazio esterno dalla spazzatura dei satelliti (e dei loro detriti) non più operativi.

Questa immagine ha l'attributo alt vuoto; il nome del file è satelliti-intorno-alla-terra-1024x486.jpg

per un’idea dei satelliti in orbita in tempo reale, potete seguire questo link

Ma non solo. Le guerre spaziali sono già iniziate con l’abbattimento di satelliti “avversari” tra le grandi superpotenze, anche se le circostanze non sono state ben chiarite. Prove tecniche di capacità? Di fatto lo spazio è diventata una nuova frontiera con i suoi pro e i suoi contro. Ma questa è un’altra storia.

Questa immagine ha l'attributo alt vuoto; il nome del file è garmin-plotter-1024x721.jpg

Per l’uso civile dei satelliti, che ci riguarda più da vicino nella nostra vita di ogni giorno, questi sistemi di posizionamento satellitari, interfacciati con cartografie digitali sempre più ricche di informazioni, sono ormai disponibili sul mercato anche per un uso marittimo nel diporto. Il navigante del futuro sarà sempre più legato a questi sistemi che sono ormai divenuti parte integrante dei dispositivi di navigazione in dotazione alle plance dele imbarcazioni.

Come navigheranno i marinai del futuro?
Osservando quegli schermi colorati, ricchi di informazioni, ci possiamo domandare se i naviganti del futuro saranno ancora in grado di andare per il mare senza l’aiuto di sistemi di navigazione satellitari o diventeranno schiavi della tecnologia? Personalmente, al di là dell’innegabile comodità e qualità delle prestazioni di questi sistemi, ritengo che chiunque vada per mare dovrebbe coltivare l’arte marinaresca, non dimenticando le nozioni di navigazione. Ogni sistema elettronico può subire un’avaria, un sistema può essere spento dagli amministratori senza preavviso, la batteria di bordo può esaurirsi … ma carta nautica, bussola, matita e squadrette ci possono sempre riportare a casa. Inoltre, voglio sperare che nel III millennio l’Uomo continui ancora ad osservare con curiosità e stupore il mare e le stelle, guardando ancora, con gli occhi dei marinai che da millenni solcano il mare, l’orizzonte e tutto ciò che ci circonda, uno spettacolo che nessuna macchina potrà mai regalarci. 

Andrea Mucedola

 

Alcune delle foto presenti in questo blog sono prese dal web, pur rispettando la netiquette, citandone ove possibile gli autori e/o le fonti. Se qualcuno desiderasse specificarne l’autore o chiedere di rimuoverle, può scrivere a infoocean4future@gmail.com e provvederemo immediatamente alla correzione dell’articolo
.

PAGINA PRINCIPALE - HOME PAGE
,
PARTE I PARTE II
PARTE III PARTE IV
PARTE V PARTE VI

print

(Visited 622 times, 1 visits today)
Share

Lascia un commento

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato. I campi obbligatori sono contrassegnati *

Legenda

Legenda

livello elementare articoli per tutti

livello medio articoli che richiedono conoscenze avanzate

livello difficile articoli specialistici

Traduzione

La traduzione dei testi è fornita da Google translator in 42 lingue diverse. Non si assumono responsabilità sulla qualità della traduzione

La riproduzione, anche parziale, a fini di lucro, e la pubblicazione per qualunque utilizzo degli articoli e delle immagini pubblicate è sempre soggetta ad autorizzazione da parte dell’autore degli stessi che può essere contattato tramite la seguente email: infoocean4future@gmail.com


If You Save the Ocean
You Save Your Future

OCEAN4FUTURE

Salve a tutti. Permettetemi di presentare in breve questo sito. OCEAN4FUTURE è un portale, non giornalistico, che pubblica articoli e post di professionisti e accademici che hanno aderito ad un progetto molto ambizioso: condividere la cultura del mare in tutte le sue forme per farne comprendere la sua importanza.

Affrontiamo ogni giorno tematiche diverse che vanno dalla storia alle scienze, dalla letteratura alle arti.
Gli articoli e post pubblicati rappresentano l’opinione dei nostri autori e autrici (non necessariamente quella della nostra redazione), sempre nel pieno rispetto della libertà di opinione di tutti.
La redazione, al momento della ricezione degli stessi, si riserva di NON pubblicare eventuale materiale ritenuto da un punto di vista qualitativo non adeguato e/o non in linea per gli scopi del portale. Grazie di continuare a seguirci e condividere i nostri articoli sulla rete.

Andrea Mucedola
Direttore OCEAN4FUTURE

Chi c'é online

17 visitatori online

Ricerca multipla

Generic selectors
Exact matches only
Search in title
Search in content
Filter by Categories
Archeologia
Associazioni per la cultura del mare
Astronomia e Astrofisica
Biologia
Cartografia e nautica
Chi siamo
Climatologia
Conoscere il mare
Didattica
Didattica a distanza
disclaimer
Ecologia
Emergenze ambientali
Fotografia
Geologia
geopolitica
Gli uomini dei record
I protagonisti del mare
Il mondo della vela
L'immersione scientifica
La pesca
La pirateria
La subacquea ricreativa
Lavoro subacqueo - OTS
Le plastiche
Letteratura del mare
Malacologia
Marina mercantile
Marine militari
Materiali
Medicina
Medicina subacquea
Meteorologia e stato del mare
nautica e navigazione
Normative
Ocean for future
OCEANO
Oceanografia
per conoscerci
Personaggi
Pesca non compatibile
Programmi
Prove
Recensioni
Reportage
SAVE THE OCEAN BY OCEANDIVER campaign 4th edition
Scienze del mare
Sicurezza marittima
Storia della subacquea
Storia della Terra
Storia Navale
Storia navale del Medioevo (post 476 d.C. - 1492)
Storia Navale dell'età antica (3.000 a.C. - 476 d.C,)
Storia navale dell'età moderna (post 1492 - oggi)
Storia navale della prima guerra mondiale (1914-1918)
Storia navale della seconda guerra mondiale (1939 - 1945)
Storia navale Romana
Subacquea
Subacquei militari
Sviluppi della scienza
Sviluppo compatibile
Tecnica
Uomini di mare
Video
Wellness - Benessere

I più letti di oggi

 i nodi fondamentali

I nodi fanno parte della cultura dei marinai ... su Amazon puoi trovare molti libri sul mare e sulla sua cultura :) clicca sull'immagine ed entra in un nuovo mondo :)

Follow me on Twitter – Seguimi su Twitter

Tutela della privacy – Quello che dovete sapere

> Per contatti di collaborazione inviate la vostra richiesta a infoocean4future@gmail.com specificando la vostra area di interesse
Share
Translate »