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livello elementare
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ARGOMENTO: STORIA DELLA NAVIGAZIONE
PERIODO: XV -XVI SECOLO DC
AREA: DIDATTICA
parole chiave: stelle, costellazioni, direzione, navigazione costiera
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Le scoperte degli Arabi
Nella storia della navigazione dobbiamo parlare del contributo straordinario dato dagli arabi, grandi matematici e cartografi, che contribuirono in modo significativo allo sviluppo della navigazione, creando reti commerciali che si estendevano dall’Oceano Atlantico e dal Mar Mediterraneo ad ovest fino all’Oceano Indiano e al Mar Cinese ad est. Furono probabilmente loro a comprendere l’importanza di uno strumento, scoperto dai Cinesi ma non usato per la navigazione, la bussola. L’ago magnetizzato puntava costantemente la direzione della stella polare, il nord ed era quindi un mezzo straordinario per potersi orientare di giorno e di notte anche in condizioni di completa mancanza di visibilità.
Il Kamal
Inoltre inventarono uno strumento rudimentale chiamato kamal, utilizzato per misurare le altitudini delle stelle. Il kamal è uno strumento molto elementare: una piastra rettangolare in materiale ligneo, al centro vi è collocata una cordicella su cui venivano fatti dei nodi in corrispondenza delle latitudini dei porti dove era possibile attraccare.
kamal – autore Boardwall Simple Wooden Kamal (Navigation).jpg – Wikimedia Commons
In pratica funzionava formando un triangolo. Conoscendone la base (la lunghezza fissa dello spago dall’occhio allo strumento) e l’altezza del triangolo (il numero di dita contate dall’orizzonte), si otteneva un angolo fisso rispetto all’orizzonte. In pratica puntando la polare si otteneva la latitudine del posto, registrata con on un nodo. In navigazione bastava allineare il kamal con la stella polare.
L’uso del kamal: i nodi che mostrano i porti importanti (a sinistra) da Point Palmiras a Trincomalee e il metodo di utilizzo dello strumento (a destra). H. Congreve, “Un breve avviso di alcuni accorgimenti praticati dai marinai nativi della costa di Coromandel nella navigazione, nella navigazione e nella riparazione delle loro navi“, The Madras Journal of Literature and Science, vol. XVI, 1850, pp.103-104 da studio di Gaye Danisan (PDF) Kamal An Instrument of Celestial Navigat (researchgate.net)
Se la stella si trovava ad una altezza maggiore del nodo voleva dire che la nave si trovava più a nord. Conoscendo la latitudine (del tuo porto, identificato dal nodo, variando la rotta si poteva raggiungerlo verso Est o verso Ovest. Il Kamal può essere considerato l’antenato di quasi tutti gli strumenti di navigazione astronomica. Ovviamente funzionare solo per misurare l’altezza della Stella Polare, per cui non ebbe molta attenzione in Europa, dove si svilupparono in seguito strumenti diversi, anch’essi di derivazione arabo-islamica. Il Kamal fu portato in Portogallo, e venne chiamato tábuas da índia da Vasco da Gama, uno strumento rivoluzionario che fu adottato con successo dal navigatore Pedro Álvares Cabral nei suoi viaggi atlantici.
Il Quadrante
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Un altro strumento, sempre impiegato dai naviganti Arabi, fu il quadrante, un dispositivo di navigazione celeste, originariamente sviluppato per l’astronomia e successivamente passato alla navigazione. Il principio di funzionamento era molto semplice. Puntando con l’occhio, attraverso i mirini della struttura, una stella o il Sole è possibile leggere il valore dell’angolo verticale (detta altezza astronomica) che il filo a piombo indica nella parte curva del settore, contrassegnata da una gradazione da 0° a 90°.
Il quadrante riflettente di Hadley venne costruito seguendo le caratteristiche di quello di Newton, 1699 – Fonte “Hadley’s Octant.” Philosophical Transactions of the Royal Society, vol. 37, p. 147, 1731 – autore John Hadley Hadley’s reflecting quadrant.png – Wikimedia Commons
L’utilità era data dalla possibilità di leggere di notte la latitudine del posto leggendo l’altezza della Stella Polare dall’orizzonte, identica alla distanza tra l’equatore (dove la polare ha altezza zero) e la posizione dell’osservatore. La latitudine poteva essere calcolata osservando l’altezza del Sole a mezzogiorno (al suo zenith o altezza massima) ed applicando questa semplice formula:
Lat = 90° – altezza + declinazione del Sole
dove il valore della declinazione era riportato su una scala calendariale in modo da sapere in ogni momento quanto valeva. Ancora una volta un aiuto dato dalle osservazioni astronomiche.
Pagine di effemeridi arabe. Illustrazioni delle stelle contenute in una delle mansioni lunari rivenuta in un trattato egiziano di astronomia popolare. Fonte: L’astronomia prima del telescopio. Nell’astronomia islamica la struttura geometrica dell’Universo è quella descritta nell’Almagesto e nel Planisfero di Tolomeo: la Terra al centro dell’Universo ed otto sfere concentriche, una per ogni pianeta conosciuto, che servono a fornire un modello fisico della realtà. da Nascita dell’astronomia araba – Articoli di astronomia
Misurando invece l’altezza del sole in qualsiasi momento della giornata si poteva di riflesso conoscere l’ora locale, ottenendo quindi un orologio solare. Non era una cosa semplice perché bisognava comunque considerare che l’altezza del Sole-ora locale è variabile nel corso dell’anno alle diverse latitudini dell’osservatore. Era quindi uno strumento indispensabile per quei naviganti che lo perfezionarono nel tempo fino ad arrivare al sestante. In combinazione con le mappe sempre più dettagliate del periodo, i marinai erano quindi in grado di navigare attraverso gli oceani anziché costeggiare la costa.
Le rotte oceaniche
Il XV secolo fu quindi un periodo di grandi studi che aprirono la strada alle scoperte geografiche del XVI secolo. Il re Giovanni II del Portogallo creò un comitato per la navigazione per ottimizzare le tabelle della declinazione del sole, migliorando i sistemi quadrantali. Un notevole contributo fu dato dall’ebreo castigliano Abraham Zacut, autore di un eccezionale trattato di astronomia/astrologia, l’Ha-jibbur Ha-gadol, che, fuggito in Portogallo nel 1492, pubblicò l’Almanacco Perpetuo, fu presto tradotto in latino e spagnolo. In questo libro erano riportate le tavole astronomiche (effemeridi) per gli anni dal 1497 al 1500, che potevano essere impiegate con un nuovo strumento derivante dal quadrante, l’astrolabio, realizzato in metallo e non più in legno da Vasco da Gama e Pedro Álvares Cabral nei loro viaggi nell’Oceano Indiano.
Nel XV e XVI secolo, anche la Corona di Castiglia e poi la Corona “unificata” di Spagna furono all’avanguardia nelle esplorazioni marittime Nel 1492 le spedizioni di Cristoforo Colombo aprirono nuove rotte commerciali attraverso gli oceani. Era l’inizio dell’età moderna. In seguito, Carlo I di Spagna, sponsorizzò la prima spedizione di circumnavigazione mondiale nel 1521, una spedizione epica, che fu guidata dal navigatore portoghese Ferdinando Magellano e poi completata dal basco Juan Sebastián Elcano.
Strumenti di bordo
Oltre al quadrante era diffusa la balestriglia, o croce, uno strumento costituito da due regoli di diversa lunghezza. Il regolo corto era montato a croce (da cui il nome) a cavallo del regolo lungo e poteva scorrere su di esso. Il regolo lungo era diviso in parti uguali, dette “case“, ciascuna pari alla lunghezza del regolo corto.
cross staff o balestriglia
La semplice struttura favorì ben presto la sua diffusione. Questo strumento, impiegato anche in altri campi, fu impiegato, in sostituzione del quadrante, nella sua versione ridotta per determinare la latitudine del luogo tramite l’altezza del Sole o di un astro sull’orizzonte.
L’astrolabio era uno strumento molto antico la cui invenzione è spesso attribuita a Ipparco di Nicea, (II secolo a.C.), uno dei massimi astronomi della storia. Egli conosceva il principio della proiezione stereografica, che avrebbe usato per realizzarlo. Adoperò infatti questa particolare proiezione per costruire l’orologio anaforico, un dispositivo che indicava l’ora e le posizioni degli astri rispetto a una rete di coordinate. Dalla Grecia l’astrolabio piano si diffuse prima ad Alessandria d’Egitto, e poi in Medio oriente e nel nord Africa. Con il passare del tempo l’astrolabio si è diffuso in gran parte del bacino del Mediterraneo fino a raggiungere il suo momento di massimo fulgore con lo sviluppo della cultura islamica, grazie alla quale vennero sviluppate diverse versioni dello strumento, come l’astrolabio sferico o sfera armillare.
Riscosse un grande interesse tanto che rimase insuperato fino alle soglie del XVII secolo, quando s’imposero orologi meccanici di maggior precisione e più avanzati metodi di calcolo. In parole semplici, l’astrolabio è formato da un cerchio graduato (goniometro) chiamato “mater” scavata al centro per alloggiare le altre parti dello strumento, un “braccio” rotante fissato al centro, detto alidada, un sottile disco (lamina) alloggiato all’interno della madre sul quale veniva incisa la proiezione di punti della sfera celeste ad una determinata latitudine ed una rete che si sovrapponeva alla lamina e indicava degli indici, detti “fiamme“, ovvero la posizione di particolari stelle ben note. Il numero e le stelle scelte variavano da modello a modello, solitamente erano presenti dalle 20 alle 30 “fiamme”. Le lamine erano relative alle diverse latitudini per cui i naviganti ne avevano diversi tipi.
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Con l’astrolabio era possibile ricavare la Longitudine del Sole, ruotando l’alidada in modo da allinearla con la data calendariale che si trovava sul retro dell’astrolabio e leggere sulla scala zodiacale i gradi e il corrispondente segno zodiacale. Uno strumento complesso e di non immediato utilizzo, che richiedeva una formazione adeguata da parte dei navigatori.
In sintesi con questi strumenti, la bussola, la croce, l’astrolabio, le prime carte ed i portolani nautici con cui i navigatori del XVI secolo (e a seguire) affrontavano il mare aperto, sfidando l’ignoto tra correnti e tempeste, su delle navi che spesso non superavano i trenta metri. Se i Vichinghi avevano probabilmente trovato quelle terre ai confini del mondo molti secoli prima di Cristoforo Colombo, la loro scoperta storicamente non ebbe conseguenze. Il XV secolo potrebbe quindi essere definito uno spartiacque verso l’età moderna, in cui gli Europei svilupparono nuovi mezzi per la scoperta di nuove terre ed il loro sfruttamento, ed il mare, come sempre, fu il protagonista.
Fine parte III – continua
Andrea Mucedola
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ammiraglio della Marina Militare Italiana (riserva), è laureato in Scienze Marittime della Difesa presso l’Università di Pisa ed in Scienze Politiche cum laude all’Università di Trieste. Analista di Maritime Security, collabora con numerosi Centri di studi e analisi geopolitici italiani ed internazionali. È docente di cartografia e geodesia applicata ai rilievi in mare presso l’I.S.S.D.. Nel 2019, ha ricevuto il Tridente d’oro dell’Accademia delle Scienze e Tecniche Subacquee per la divulgazione della cultura del mare. Fa parte del Comitato scientifico della Fondazione Atlantide e della Scuola internazionale Subacquei scientifici (ISSD – AIOSS).
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