Gli astri e il loro movimento

Dando un’occhiata alle stelle, lontani dalle luci della città, magari durante una bella navigazione notturna, ci si accorge che le stesse cambiano la loro posizione all’interno della volta celeste.

Il primo immediato movimento percepito è dovuto al moto di rotazione della terra sul suo asse. Le stelle si muovono in senso orario e tale movimento è visibile a distanza di poche ore durante il corso della notte. Il secondo movimento è invece visibile a distanza di diverse settimane: prendendo come riferimento un settore di orizzonte, alla medesima ora della notte ci accorgeremo che quel settore non è popolato dalle stesse stelle che erano presenti due o tre mesi precedenti. Tale cambiamento è dovuto al movimento della Terra intorno al Sole durante il moto di rivoluzione annuale.

Questo movimento continuo è alla base della difficoltà di fissare la mappa celeste istante per istante e quindi posizionarci correttamente sulla carta nautica utilizzando le stelle; la stessa difficoltà che ha afflitto per millenni i navigatori di tutto il pianeta, prima dell’avvento della tecnica e della teoria necessarie ad un punto nave affidabile, fondato su un rilevamento preciso dell’altezza dell’astro e dell’ora.

Per meglio comprendere tali movimenti dobbiamo introdurre i due concetti di polo celeste ed equatore celeste, che non sono altro che le proiezione dei poli e dell’equatore terrestri sulla volta celeste, la quale per semplificazione si rappresenta come una sfera dal raggio indefinito, sulla quale sono posizionati gli astri e al centro della quale è posta la Terra.

L’equatore celeste, proiezione del nostro equatore terrestre, più precisamente la proiezione del piano di rotazione terrestre, è inclinato di 23,27° rispetto all’eclittica, ovvero il percorso apparente che il Sole compie in un anno rispetto allo sfondo della sfera celeste. I punti in cui il sole interseca l’equatore celeste sono due e si chiamano nodi dell’eclittica; il principale è il punto dell’ariete o vernale o punto gamma (gamma è appunto il segno dell’ariete) che è il punto in cui il sole nel suo percorso lungo l’eclittica passa dall’emisfero sud a quello nord; da tale punto parte il sistema di riferimento dei meridiani celesti.

Come avviene per un punto sulla terra, dati i poli, l’equatore e il meridiano fondamentale celesti è possibile definire le coordinate di un astro in riferimento a tale sistema di riferimento: Sistema di Coordinate Uranografiche Equatoriali.

Ai fini nautici, si utilizza un coppia di coordinate, che sono in perenne mutamento per effetto della rotazione terrestre attorno al proprio asse. Tale rotazione fa sì che un osservatore veda le stelle e il sole muoversi nel cielo, mentre invece è egli stesso a muoversi poiché è all’interno di un sistema, la Terra, che per l’appunto è in perenne movimento.

Se tracciassimo un segmento immaginario collegando il centro della terra con un astro, questo segmento attraverserebbe la terra sulla sua superficie in un punto chiamato Punto Sub-Astrale (PSA), o Piede dell’Astro, un punto che si muove costantemente sulla superficie terrestre per effetto della rotazione e che può essere definito istante per istante con una coppia di coordinate, dette Coordinate Locali Orarie dell’Astro:

• la declinazione dell’astro che si conta come la latitudine N o S a partire dall’equatore, ovvero la latitudine del PSA;
• il Greenwich Hour Angle (GHA) o Tempo dell’Astro T: la longitudine del PSA contata a partire dal meridiano fondamentale di Greenwich, verso Ovest.

Queste coordinate sono oggetto di una pubblicazione specifica per i fini nautici, le Effemeridi Nautiche, pubblicate ogni anno in l’Italia a cura dell’Istituto Idrografico della Marina, dove trovano posto i dati dei pianeti visibili ad occhio nudo (Venere, Marte, Giove, Saturno), della Luna, del Sole e dei sessantasei Astri presi a riferimento per la navigazione.

Anche se le effemeridi posso essere ricavate da numerosi siti gratuiti ormai molto diffusi nel web, noi consigliamo l’utilizzo delle pubblicazioni cartacee, poiché complete, certificate e armonizzate con gli altri strumenti di calcolo utilizzati dai naviganti.

Conoscere le coordinate locali dell’astro, tuttavia, ancora non basta. Tali dati, per i nostri fini di navigazione astronomica, devono essere confrontati con le coordinate rilevate dall’osservatore in navigazione in un punto qualsiasi della superficie marina. Queste coordinate derivanti dalla “soggettiva” dell’osservatore sono dette coordinate altazimutali e sono:

• H: altezza dell’astro dall’orizzonte, rilevata direttamente col sestante e poi corretta  in base alle diverse tavole di correzione
• Az: la distanza angolare compresa tra la direzione del Nord e la direzione in cui cade la perpendicolare del PSA all’orizzonte, calcolata muovendosi in senso orario.

Soltanto a questo punto è possibile, attraverso la relazione tra dati noti derivanti dalle pubblicazioni delle effemeridi e dati rilevati strumentalmente dall’osservatore, procedere alla definizione di tutti gli elementi del triangolo sferico di posizione e ricavare in tal modo le nostre coordinate terrestri. Ovviamente, non prima di esserci muniti di un cronometro marino preciso al secondo e sincronizzato con l’ora di riferimento UT.

Alla fine del procedimento arriveremo ad avere gli elementi necessari a definire il punto nave secondo un principio che è perfettamente analogo al punto nave attraverso rilevamento di due o più punti cospicui, ma con qualche piccola difficoltà aggiuntiva…

…altrimenti non ci divertiamo!