Utilizzazione Geodetica dei satelliti, una breve nota storica

Le brevi note che seguono sono riportate dal testo di Geodesia dell’IGM del prof. Giuseppe Birardi, ove nella nota introduttiva si riportava che in poco meno di vent’anni (dai ’60 agli ’80) la Geodesia aveva compiuto passi da gigante tali  che non potevano più essere contemplati semplici aggiornamenti, ma completi rifacimenti dei testi.

 “…Con il progredire di alcuni rami della tecnica, in particolare a fini bellici, due problemi vengono da tempo proposti alla Geodesia con sempre maggiore ur­genza: quello di determinare con buona esattezza le relazioni di posizione fra punti sempre più lontani della superficie, o dello spazio, terrestre; e quello di definire con corrispettiva esattezza in ogni punto dello spazio terrestre il campo gravita­zionale.

… I satelliti sono infatti in grado di soddisfare entrambe le necessità accennate, potendo venire utilizzati sia sotto forma geometrica per collegare stazioni di osservazione situate a grandissime distanze, sia sotto forma dinamica per misurare indirettamente i parametri del campo gravitazionale terrestre.

Per l'utilizzazione geometrica dei satelliti possono venire impiegati diversi procedimenti, fra i quali:

1. il metodo orbitale. ... Dalle differen­ze riscontrate è possibile dedurre, mediante opportuni calcoli di compensazione (in blocco per variazione di coordinate, ovvero alternativamente per approssimazioni successive), le correzioni più opportune da apportare alle coordinate ed eventualmente ai parametri orbitali di partenza; ed ottenere così le coordinate definitive di tutte le stazioni in un unico riferimento geodetico.

2. la triangolazione spaziale. In questa i satelliti sono usati come collimatori istantanei di altissima quota, i quali vengono simultaneamente osservati da stazioni note e incognite. ...

3. la triangolazione stellare, che presenta qualche affinità con la precedente, ma ne differisce profondamente nella sostanza. Consiste nel fotografare simultaneamente, da due stazioni incognite, dei flashes elettronici radiocomandati portati dal satellite. ... Si può così, fra più stazioni incognite, impiantare una vera e propria triangolazione, e determinarle in un unico riferimento rispetto ad altre stazioni note.

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Il fine ultimo dell'utilizzazione geometrica dei satelliti è l' istituzione dì una rete di triangolazione geodetica intercontinentale, cosiddetta di ordine zero; e cioè la determinazione, in un unico riferimento geocentrico, di una sorta di gigantesco po­liedro iscritto nel globo, entro il quale dovranno venire inquadrate ed unificate le reti continentali, ed infine le reti nazionali…”

 Con queste parole Giuseppe Birardi introduceva, nel suo Corso di Geodesia pubblicato con i tipi dell’Istituto Geografico Militare a Firenze nel 1967 (e aggiornato nel 1988), l’uso geodetico dei satelliti artificiali, prefigurando già la successiva rivoluzione che era ormai alle porte. Non sfugge neanche l’utilizzo della Luna (effettivamente poi popolata di riflettori laser nei luoghi di atterraggio):

 “…Anche la Luna può essere compresa fra i satelliti di uso geodetico, impiegandola in modo adeguato alle sue peculiarità. Nel campo dinamico essa non sembra vantaggiosamente utilizzabile per la deduzione delle armoniche del potenziale, stante la sua distanza dalla Terra; essa può tuttavia fornire utili informazioni sulla costante di attrazione universale, e sull^'effetto d^’attrito delle maree. Ai fini geometrici essa può invece essere usata alla stregua di qualsiasi altro satellite, con metodo orbitale o per triangolazione spaziale e stellare; essa non è tuttavia il migliore dei satelliti, stanti le irregolarità del suo bordo e l^'incertezza nella definizione del suo baricentro….

 L’istituzione di un riferimento globale mondiale era anch’esso alle porte e gli anni ’80 si stavano preparando per la grande rivoluzione che ci sarebbe stata di li a poco.

“… Già da quanto precede appare chiaramente 1' importanza che i satelliti hanno assunto in Geodesia. Il recente sviluppo delle loro applicazioni, integrando quelle fornite dai mezzi classici, fa intravedere la possibilità di ottenere un sistema geodetico mondiale unificato (Universal World Datum), riferito al centro di massa della Terra, e dotato di uniforme ed elevata precisione ; i suoi vantaggi sarebbero immensi, sia dal punto di vista scientifico che da quello applicativo…”

 La nascita del sistema GPS era alle porte negli USA, il passo era ormai compiuto verso quella che sarà la più grande rivoluzione mai apportata nella scienze geodetiche.

 “… Per queste ragioni l'Associazione Internazionale di Geodesia, che già dal 1960 (Assemblea di Helsinki) aveva creato una apposita Commissione Permanente, ha nel 1965 (Assemblea di Berkeley, Simposio di Atene) costituito il ‘Bureau Central des Satellites’; il quale, tenendosi in stretto contatto con il Comitato Internazionale per le Ricerche Spaziali (COSPAR), dovrà fornire aggiornate informazioni sulle caratteristiche dei satelliti vecchi e nuovi, sui loro dati orbitali, sulla dislocazione ed organizzazione della stazioni di osservazione, sulle osservazioni e sui loro risultati.

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Notevole sopra ogni altro appare il lavoro iniziato dal Coast and Geodetic Survey degli Stati Uniti per 1' istituzione di una grande rete di triangolazione mon­diale dei satelliti artificiali, appoggiata a 43 stazioni opportunamente distribuite intorno al globo, con lunghezza media dei lati di circa 5000 km. Le osservazioni vengono effettuate a satelliti d'alta quota (in particolare a Pageos) con l'ausilio di camere balistiche Wild B C4 e di attrezzature per il tempo di altissima preci­sione (a meno di – 50µ sec); oggi (1967) già ne sono state completate oltre metà, e ne prevede l'ultimazione entro il 1969. Il procedimento impiegato è quello della trian­golazione stellare; la dimensione delle rete verrà fornita misurando a terra (con triangolazioni o poligonali geodimetriche) otto lati di essa, fra i quali il lato Catania-Tròmso. Si prevede di poter ottenere la definizione dei vertici, in un riferimento assoluto, con precisione caratterizzata da errori quadratici medi delle coordinate dell'ordine di 10 m. …”

La stazione di Catania veniva in quel tempo collegata con le isole Azzorre, con Tromso (Norvegia), con Màshhad (Iran) e con Addis Abeba (Etiopia). La Geodesia finalmente valicava i confini internazionali per porsi come una questione “globale”, forse la prima globalizzazione tra quelle che hanno caratterizzato il nostro tempo.