Quando una carta geografica non basta: Lo straordinario sistema di . . .

Quando una carta geografica non basta: Lo straordinario sistema di localizzazione GPS

DAL CORRISPONDENTE DI SVEGLIATEVI! IN AUSTRALIA

LA GIOVANE escursionista aveva il volto imperlato di sudore per la fatica e per il caldo. Si riaggiustò sulle spalle il pesante zaino pieno di attrezzature e provviste. Aprì con cura la carta geografica che aveva con sé e la studiò, ma purtroppo intorno a lei non c’era nessun punto di riferimento conosciuto. Ben presto la prese una forte inquietudine. “Non dirmi che mi sono persa!”, mormorò.

Di colpo, però, si rasserenò. Infilò la mano nello zaino, ne estrasse uno strumento chiuso in una custodia e premette qualche tasto. Dopo pochi istanti sorrise. Si riaggiustò velocemente lo zaino e si rimise in marcia con la sicurezza di chi sa esattamente dove sta andando.

Come ha fatto questa escursionista a uscire da una situazione apparentemente disperata così in fretta e con tanta facilità? Grazie a un eccezionale sistema di localizzazione: il GPS (Global Positioning System, Sistema di Posizionamento Globale). Questo le ha permesso di sapere esattamente dove si trovava e in quale direzione dirigersi. In che consiste questo sistema straordinario?

Il suo nome completo è Navstar Global Positioning System. “Navstar” è un acronimo per Navigation Satellite Time and Ranging System. Il GPS è stato sviluppato inizialmente per le forze armate degli Stati Uniti, ma ora lo può usare chiunque in qualunque parte del mondo. Il primo dei satelliti necessari per il funzionamento del GPS fu lanciato nel 1978. Il sistema, ora completo, utilizza 21 satelliti Navstar più 3 satelliti di riserva, anch’essi funzionanti e in orbita. Questi viaggiano a 20.196 chilometri di quota su orbite inclinate di 55 gradi rispetto all’equatore. Con questa configurazione, in qualsiasi momento in ogni punto della superficie terrestre sono disponibili almeno quattro satelliti.

La precisione nel misurare il tempo è essenziale

I satelliti trasmettono impulsi radio in momenti specifici e noti, e conoscendo il momento esatto in cui arriva l’impulso un ricevitore GPS è in grado di determinare la distanza dal satellite. L’impulso impiega circa un undicesimo di secondo per arrivare a terra. Il ricevitore deve solo moltiplicare questa cifra per la velocità della luce e ottiene la distanza dal satellite con eccezionale precisione. La misurazione del tempo, però, deve essere precisa: basta sbagliare di un solo milionesimo di secondo per dar luogo a un errore di circa 300 metri!

Come si fa a raggiungere questo incredibile grado di precisione nella misurazione del tempo? Grazie all’uso di sofisticati orologi atomici all’interno dei satelliti. Un libro sul GPS spiega: “I satelliti Block II . . . trasportano quattro orologi di grande precisione: due orologi atomici al cesio e due orologi atomici al rubidio. Questi orologi sono talmente stabili e precisi da sgarrare di un secondo ogni 160.000 anni circa”! — Tom Logsdon, The Navstar Global Positioning System.

In pratica un ricevitore GPS, come quello usato dall’escursionista menzionata all’inizio, riceve i segnali di quattro o più satelliti e calcola la distanza da ciascuno d’essi. Le stime della distanza vengono poi usate per calcolare latitudine, longitudine e altitudine del ricevitore portatile. Il risultato viene quindi visualizzato sul display. Per una localizzazione accurata ci vogliono almeno quattro satelliti. I ricevitori portatili sono leggeri e poco costosi: dimensioni e costi si avvicinano a quelli di un telefono cellulare.

Meglio di una carta geografica?

I ricevitori GPS non indicano solo il punto esatto in cui ci si trova, ma, se si inseriscono correttamente i dati relativi alla propria destinazione, anche la direzione in cui andare. Sotto questo aspetto, dunque, strumenti come il GPS sono superiori alle carte geografiche più accurate. Ad esempio: orientarsi con una carta geografica può essere difficile in mezzo a una foresta o alla fitta vegetazione. La mancanza di punti di riferimento (specialmente in mare o in un deserto), il buio e la nebbia sono altri fattori che possono rendere difficile o addirittura impossibile usare una carta geografica. Naturalmente, il ricevitore GPS non elimina il bisogno delle carte geografiche, ma funziona molto bene quando viene usato insieme ad esse. Può essere utilissimo per guidare le navi in porto quando c’è nebbia, per tenere sotto controllo i container in porti affollati e per moltissimi altri usi commerciali.

Man mano che il GPS viene perfezionato, trova nuove applicazioni. Eccone alcune.

● Tenere sotto controllo iceberg pericolosi.

● Previsioni meteorologiche.

● Atterraggi di precisione di aerei.

● Ritrovamento di navi affondate.

● Localizzazione di autoveicoli e sistemi di navigazione.

● Distribuzione accurata di fertilizzanti.

Così la nostra escursionista è stata guidata da questo sistema satellitare senza pari, che le ha indicato la sua posizione esatta proprio nel momento in cui ne aveva più bisogno. Non solo: le è stata indicata anche la direzione giusta da prendere, e alla fine è arrivata sana e salva alla sua meta. Sì, proprio quando credeva ormai di essersi persa è venuto in suo aiuto lo straordinario sistema di localizzazione GPS!

[Riquadro/Immagine a pagina 22]

Nel 1984 Ron Frates, un uomo d’affari dell’Oklahoma (USA), usò il GPS per localizzare i resti di antichi insediamenti Maya nascosti tra la densa vegetazione delle foreste del Guatemala e del Belize. Frates abbinò le foto scattate dai satelliti Landsat alla precisione nella localizzazione resa possibile dal GPS. “Siamo riusciti a cartografare l’estensione della civiltà maya nello Yucatán in cinque giorni circa”, hanno dichiarato Frates e i suoi colleghi. “Lavorando a piedi ci avremmo messo almeno cent’anni”.

[Diagramma/Immagini alle pagine 22 e 23]

(Per la corretta impaginazione, vedi l’edizione stampata)

COSA PUÒ INDICARE IL GPS

La posizione esatta

Vengono visualizzate longitudine e latitudine

La data e l’ora

Una bussola

L’altitudine

Una cartina della zona

Questa può essere ulteriormente ingrandita o rimpicciolita. In automobile in questo modo si può essere guidati a una destinazione mai raggiunta prima

La direzione da prendere

Una bussola e un indicatore mostrano qual è la direzione di casa e quanta strada bisogna ancora fare

Antenna

Dimensioni reali

La situazione dei satelliti

Il ricevitore può indicare quali dei 24 satelliti “vede” in quel momento

L’intensità del segnale

Se alcuni satelliti vengono “oscurati” (barra ombreggiata) il ricevitore ne usa altri per non perdere la posizione

[Fonte dell’immagine a pagina 22]