La distanza media Terra-Sole è 149.504.000 km, l’unità astronomica (U.A.), è 149.600.000 Km. raggio effettivo 696.000 Km.; semidiametro apparente (σ) 16′ (valore medio). Massa 1,99 x 10 30 Kg. (oltre 330.000 volte maggiore della massa terrestre); densità media (ρ) = 1,41 g/cm 3 ; gravità: 27,9 g (g è la gravità terrestre: 9,81m/sec 2 ).

Temperatura sulla superficie (fotosfera): 65000°C; temperatura verso il nucleo: circa 10 milioni di gradi; pressione al centro: circa 10 miliardi di atmosfere. Età del Sole: 4,6 miliardi di anni, sono stimati 5 miliardi di anni di vita futura. Nel Sole sono stati accertati, con l’analisi spettroscopica oltre 60 elementi. Prevalgono, con 1’80%, gli atomi di idrogeno e poi, in ordine decrescente, elio, ossigeno, carbonio, azoto, silicio, magnesio…

Il Sole irradia continuamente circa 90.000 calorie per cm 2 al minuto. Qual è l’origine di un’energia così immensa? La risposta è: la trasformazione dei nuclei atomici. Da quei valori enormi di densità (al centro), di pressione, di temperatura è facile immaginare una elevata velocità di diversi atomi che, dal loro scontro, si trasformano dando origine alle cosiddette reazioni termonucleari di fusione. Nel sole quattro nuclei d’idrogeno H si trasformano in nucleo di elio (He): reazione di trasformazione 4H 1 4032 → 1He 4 4003 ; 1008 (4032:4) e 4003 sono i pesi atomici dell’idrogeno e dell’elio.

La massa m che scompare, dalla reazione, 0029 cioè 29, si trasforma in energia E. E = mc 2 dove c = 300.000 Km/s circa è la velocità della luce. Lo strato solare esterno alla fotosfera è la cromosfera, visibile durante un’eclisse totale di sole. In esso avvengono lanci di materia, gas incandescenti, chiamati protuberanze o brillamenti o «flares» alte centinaia e talvolta migliaia di Km. Esternamente alla cromosfera c’è la corona, costituita prevalentemente di raggi X. Le macchie più grandi superano la dimensione della Terra, tanto da essere visibili ad occhio nudo. Le macchie «si muovono» e denunciano chiaramente una componente di moto da un bordo all’altro del Sole, indice certo della rotazione differenziale del Sole in circa 27 giorni. La velocità aumenta dall’equatore solare verso i poli. Il sole è sede di un campo magnetico.

Si pensa che le macchie solari siano l’effetto di caduta di gas fortemente ionizzati provenienti da piccole protuberanze. L’atmosfera di idrogeno, circondante le macchie, sarebbe costretta a muoversi, sotto l’influenza di questi intensi campi magnetici, in un vortice gigantesco. Il ciclo di questa attività è 11 anni circa. La radiazione emessa dal sole abbraccia tutte le frequenze, e quindi le corrispondenti lunghezze d’onda, comprese fra le radioonde metriche e i raggi γ. Le più numerose sono comprese fra 0,17 μ e 8 μ (1 micron μ = 10 -3 mm.); la banda visibile è compresa fra 0,4 e 0,8 μ (violetto-rosso).

I raggi X del Sole ionizzano, tra i 45 e 300 Km, la nostra atmosfera creando le fasce di ionizzazione. Tra tutte le particelle prodotte nelle varie reazioni termonucleari interne solo una, il neutrino, raggiunge la superficie solare. I neutrini hanno massa nulla e viaggiano alla velocità della luce. Provenendo dall’interno del Sole hanno un notevole interesse astro fisico. Una trappola gigantesca per neutrini è stata collocata in caverne del Gran Sasso e del Sud- Dakota, molto al di sotto della superficie terrestre. Il sole emette energia anche sotto forma «corpuscolare» o «plasma» che in occasione dei brillamenti aumenta notevolmente d’intensità; essa costituisce il cosiddetto vento solare comprendente ioni ed elettroni. La velocità è circa 350-400 Km/sec. Le fasce di Van Allen, a 3600 e a 16000 Km, avvolgono, salvo i poli, tutta la Terra.

Sono costituite da neutroni e protoni primari, ad alta energia, provenienti dallo spazio interplanetario, ma soprattutto dal vento solare e sono catturati dal campo geomagnetico. Le cinture di Van Allen contengono anche elettroni secondari dovuti alla ionizzazione degli atomi di quell’atmosfera rarefatta. Nei momenti di maggiore attività delle macchie solari si verifica, in corrispondenza di un aumento del vento solare, un aumento della ionizzazione degli alti strati dell’atmosfera terrestre, con conseguente aumento dell’assorbimento delle radioonde da parte della ionosfera, interferenze e disturbi vari (tempesta magnetica). In corrispondenza delle tempeste magnetiche più intense si verificano, alle alte latitudini, stupende luminescenze degli strati superiori dell’atmosfera terrestre: aurore boreali o polari, conseguenti ad un abbassamento delle fasce di Van Allen.

L’uomo, fin dalla preistoria ha cercato di dare un ordine alle attività lavorative giornaliere, mensili e annuali.

Il rispetto dei tempi: della semina e della raccolta, dei lavori sui campi, le temporanee migrazioni, vicine o lontane; tutto ciò in armonia con l’alternarsi del giorno e della notte e con il ciclo delle stagioni.

Il «tempo» andava suddiviso e tale suddivisione doveva essere nota ai membri di una stessa comunità. Il corso diurno del Sole ha tre istanti: sorgere, transito alla massima altezza, tramonto, che dividono già la giornata in ore antimeridiane ed in ore pomeridiane. Un’ asta –lo gnomone – piantata verticalmente su un pianoro orizzontale, era utile allo scopo: l’ombra più corta divideva le ore antimeridiane da quelle pomeridiane. La suddivisione in ore non fu immediata. Quando si pensò di mettere lo gnomone su un’elevata superficie verticale, visibile anche a distanza, si fece un passo importante per arrivare, con gradualità, ad una meridiana. Uscendo dalla preistoria l’uomo pensò alla organizzazione del lavoro, importante per la sopravvivenza. Le ore della notte? Poteva dare qualche riferimento il corso notturno della Luna.

Così fu; lo testimoniano i calendari lunari, antecedenti a quelli solari. Finché qualcuno pensò che la suddivisione della notte in ore era altrettanto importante. Un contenitore di argilla o terracotta, con un piccolo foro in basso fu la prima clessidra ad acqua. Il livello dell’acqua che scendeva gradualmente ed uniformemente (o quasi) è stato il primo misuratore del tempo o, per meglio dire, degli intervalli di tempo. L’osservazione del cielo ed i fenomeni celesti casuali, quali le eclissi, in particolare quelle di Sole, furono seguiti con interesse, ma anche con apprensione e talvolta panico (chi ha assistito ad un eclisse totale di Sole – col il passaggio quasi repentino dalla luminosità ad una luce simile a quella di un crepuscolo avanzato; al calo quasi repentino della temperatura – può comprendere meglio. I primi astronomi cominciarono ad annotare i fenomeni, a registrare le primavere entranti (col ritorno del Sole sorgente esattamente ad Est)…

Le annotazioni sistematiche erano appannaggio delle persone più curiose e che si ponevano delle domande sul mutevole alternarsi dei giorni e delle notti, delle stagioni e degli anni. Furono eretti osservatori in punti più elevati per avere il più ampio cerchio di visibilità. Questi primi astronomi sovente erano anche sacerdoti. La campana era sistemata nel punto più elevato del campanile; per essere udibile da molti, all’occorrenza, per segnalare con anticipo un incombente pericolo o, più semplicemente, dare modo a tutti di vedere la meridiana, di sentire i rintocchi della campana che segnala il mezzogiorno… I sacerdoti osservatori divennero così i depositari e custodi del tempo. Le clessidre ad acqua lasciarono il posto alle clessidre con sabbia, più pratiche e più precise. Confrontando le indicazioni della clessidra con quelle dello stilo della primitiva meridiana, qualcuno, provando e riprovando, intuì che l’angolo (tra lo gnomone inclinato verso il basso e la parete verticale) idoneo dovesse essere uguale a 90° – φ, (cioè, diciamo oggi, 90° – l’angolo di latitudine φ, angolo tra il piano orizzontale e la stella del Polo Nord). Dalle parti del Polo nord un tempo c’era Etamin (la stella polare fenicia denominata anche Thuban) stella della costellazione del Drago.

L’astronomo aspettò che sopraggiungesse il prossimo equinozio. Divise in sei parti uguali tutta la sabbia che scorreva dal sorgere del Sole fino al suo passaggio al meridiano (con la collaborazione dell’ombra più corta, sul piano orizzontale, di uno stilo verticale). Negli istanti in cui finiva di scorrere un sesto della sabbia, l’ombra veniva marcata sulla parete verticale del templi, luoghi di osservazione e di culto, sinagoghe o minareti. Di notte? Di notte ci sono i “notturnali”, i grandi orologi siderali dell’emisfero Nord e dell’emisfero Sud (si legga §1, Cap. XV ). Nel Medioevo il connubio tra la scienza astronomica e la religione nei monasteri, in parte si trasformò. A fianco al convento o venne mantenuto l’osservatorio astronomico o trovarono posto le biblioteche, dove i monaci ricopiavano i trattati letterari e scientifici più antichi, pertanto soggetti al deterioramento (se le aule non erano adibite ai lavori di manifattura). In ogni caso i monaci rimasero i «custodi del tempo».

Tuttora le loro funzioni e i loro lavori, sono cadenzati dalle preghiere e lodi…al rintocco della campana annunziante l’ora terza, sesta, nona… A proposito del suono della campana del mezzodì che dal campanile della chiesa si propaga ancora nella valle, il suono giunge gradito ai valligiani; ma – particolare curioso – non ai cani di razza, che ululano al pericolo… suggerito (a detta degli etologi) dalla loro forte memoria genetica, anche se è trascorso tanto tempo. Nota. A chi intendesse costruire una meridiana, il suggerimento è immediato: faccia marciare un orologio da polso sul tempo medio t m (v. Cap. VI); t m = tempo del fuso – correzione del fuso.

Il resto va da sé, seguendo il filo del discorso. Si può partire dall’ombra più corta del mezzogiorno e procedere. Le linee orarie, orientali ed occidentali, sono simmetriche rispetto alla linea meridiana. Una volta letta l’ora media solare t m , l’ora del fuso è:

t f = t m + correzione del fuso (λ f – λ )

Per una maggiore precisione: si costruisce la meridiana nei giorno in cui l’equazione del tempo (v. Cap. VI) è zero o quasi zero. All’ora letta si sottrae algebricamente l’equazione del tempo e si ottiene t m . Dal t m si tassa al t f .

Si propone la costruzione di un grafico con i valori numerici che seguono: sono relativi all’anno 2012; un evento astronomico che destò molto interesse: l’“avvicinamento“ di Venere-Giove alla distanza di circa 1°: si trattò ovviamente di un avvicinamento dal punto di vista della prospettiva. il passaggio avvenne tra Hamal (α Arietis) e Menkar (α Ceti) le cui coordinate sono nelle pagine delle Effemeridi.

Traiettorie di Venere in rosso e di Giove in blu

Le comete sono corpi celesti che rivoluzionano intorno al Sole descrivendo, generalmente, orbite ellittiche con grandissima eccentricità e rilevante inclinazione rispetto al piano d’eclittica. Una cometa essenzialmente formata da un nucleo, di 10-15 Km di diametro, costituito di materiale congelato, principalmente acqua e biossido di carbonio , misto a polveri.

La massa è modesta, in generale non supera il miliardesimo della massa della Terra. Quando la cometa si trova lontana dal sole il nucleo è inattivo, ma quando la cometa si avvicina al sole il calore fa evaporare parte del materiale congelato dando luogo alla chioma, che circonda il nucleo, e alla caratteristica coda. La coda si forma per l’effetto del vento solare sui gas di evaporazione che vengono sospinti lontano per centinaia di milioni di chilometri.

La coda, sempre opposta al sole, segue il nucleo nella fase di avvicinamento al perielio; lo precede nella fase di allontanamento; poi via via scompare. Durante la formazione della coda, specialmente intorno al perielio, la massa della cometa è soggetta ad una lieve e continua perdita.

Vi sono due tipi di comete: quelle che hanno orbite ellittiche e che quindi ritornano periodicamente (la cometa di periodo più breve, 3,3 anni è denominata Encke, quella di più lungo periodo noto, 76 anni, è Halley, con l’afelio entro l’orbita di Plutone) e quelle aperiodiche che hanno orbite iperboliche o paraboliche che, non essendo chiuse, passano una sola volta vicino al Sole e poi si disperdono nello spazio. La velocità è minima all’afelio e quindi le comete di lunghissimo periodo passano la maggior parte del tempo a distanze molto grandi dal Sole, formando una nube, detta nube cometaria di Oort (Jan Oort è l’autore di questa teoria) che si trova ad una distanza dal sole di oltre un anno luce. Porzioni della nube verrebbero dirottate, per qualche perturbazione esterna, verso il sole. Si pensa che le comete si siano formate 4,6 miliardi di anni fa. Il loro interesse scientifico sta proprio nel fatto che la materia di cui sono composte è molto antica e risale agli albori del sistema solare.

Da quando gli astronomi tengono traccia delle loro osservazioni, cioè in epoche storiche, sono state osservate più di 1000 comete. Dopo Tycho Brahe un grande studioso di comete fu E. Halley da cui prese il nome la cometa da lui lungamente studiata. Fu avvistata la prima volta, con certezza, dai Cinesi nel 240 a. C. ed è possibile che sia la vera cometa di Natale (anche se il dubbio in questo caso è dovuto all’anno esatto della nascita di Cristo e non alle conoscenze astronomiche). Halley predisse il ritorno nel 1758 ma non poté osservarla, morì qualche anno prima. È ritornata sui nostri cieli nel febbraio 1986. Fu inviata la sonda spaziale « Ciotto » per studiarne le caratteristiche fisiche; la sonda sfiorò il nucleo, fu danneggiata dall’urto di particelle cometarie, successivamente fu posta in orbita intorno al Sole.

A motivo della costituzione per così dire granulare del nucleo cometario l’attrazione gravitazionale del sole sui singoli materiali che lo compongono dà luogo ad una lenta disgregazione del nucleo stesso. Ciò avvenne per le comete di Tuttle, Tempel e di Biela e di altre ancora. La cometa Biela fu scoperta da Schiaparelli nel 1826. La cometa riapparve nel 1846 con due nuclei. Il 27 novembre 1872 invece delle due comete venne notata una pioggia intensissima di stelle cadenti, oltre 30. 000 in sei ore: la Terra in quel giorno tagliava l’orbita della scomparsa cometa Biela! Le meteore, incontrando l’atmosfera terrestre e attraversandola a grandissima velocità s’incendiano per l’elevato attrito; i frammenti più grossi, meteoriti o bolidi, talvolta si schiantano sulla superficie terrestre. Tra i tanti meteoriti si ricorda la « pietra nera» della Mecca, tanto adorata dai maomettani.

L’astronomo C. Schiaparelli (1835-1913) fu un grande studioso di comete.

Le stelle cadenti sono più numerose nella prima decade di agosto e in novembre. Sembrano provenire da un certo punto del cielo denominato radiante. Il radiante di agosto è nella direzione della costellazione del Perseo; in novembre i radianti sono nelle direzioni delle costellazioni del Leone e dell’Andromeda. Non tutte le stelle cadenti hanno origine dai residui cometari; sporadici aereo liti provengono dagli spazi siderali occupati dalla nube di Oort o da nebulose oscure (1).

Infine nel cosmo del sistema solare c’è la polvere meteorica, minutissimi « sassolini» che hanno lasciato abrasioni nei veicoli spaziali.

I fenomeni delle comete e dei meteoriti, affascinanti quanto ancora misteriosi, hanno suggerito a G. Pascoli i bellissimi versi della poesia X Agosto; ne ricordiamo alcuni: « S. Lorenzo … / E tu, Cielo, dall’alto dei mondi / sereni, infinito, immortale, / oh, d’un pianto di stelle lo inondi / questo atomo opaco del Male ». 

(1) Presso la stella γ Andromedae c’è la famosa nebulosa di Andromeda (M 31) galassia del tutto simile alla nostra Via Lattea, unica galassia esterna visibile a occhio nudo e la più vicina (700 mila anni luce) dopo le Nubi di Magellano che sono considerate piuttosto galassie satelliti del nostro sistema. La composizione stellare della Galassia fo inconfutabilmente dimostrata da Herschel e da Galileo.

Le posizioni reciproche Terra, Sole e costellazioni danno luogo a fenomeni celesti interessanti ma di non immediata interpretazione. Pertanto è opportuno assecondare la lettura delle note che seguono seguendo la figura simile a quella del paragrafo Tramonto e sorgere di Sirio; ma completamente in chiave reale. Tutto ciò per meglio capire le fasi di opposizione, tramonto eliaco, congiunzione, sorgere eliaco, e ritorno all’opposizione.

“Una sera un viandante nota una costellazione -elevata non più di 25° rispetto all’orizzonte- mai notata prima, ma che dalla forma intuisce che debba essere la costellazione dello Scorpione (per i tre tentacoli e la coda in basso). È il 30 Maggio. Dirige verso il lungomare per osservarla davanti alla rosa dei venti: qualche grado meno di 180°. Si allontana e si propone di ritornare.

Osserva di nuovo Antares: ora è proprio a Sud; a mezzanotte, 24.00 del 30 Maggio. Ha un primo significativo dato: la stella più luminosa –Antares α Scorpii– stava transitando al meridiano; indicazione data dal rilevamento 180°, Sud. Antares è in opposizione al Sole a mezzanotte del 30 Maggio.

Iniziò da quella sera una sistematica attenzione al cielo stellato in generale, ma in particolare per la suddetta costellazione per capire, possibilmente, qualcosa di più sulla combinazione dei moti diurno e annuo del nostro pianeta e per cominciare a conoscere le costellazioni.

L’osservatore è in latitudine 40° Nord, circa. Il lettore può seguire meglio il discorso dando contemporaneamente uno sguardo alla cartina del cielo stellato.

La sera del giorno dopo la serenità del cielo gli consente di rivedere Antares e la sua corte di stelle (la seconda stella molto luminosa è λ Scorpii: Shaula) appena sopra l’orizzonte, per E-SE circa. Un suggerimento al lettore è quello di disegnare una figura simile a quella di Sirio. Costellazione dello Scorpione, orbita di rivoluzione della Terra intorno al Sole; il piano orizzontale dell’osservatore è disegnato con un segmento tangente; tale piano orizzontale è riportato all’esterno della sfera celeste; piano visto dall’osservatore che dà le spalle al cardine Nord. I quattro punti significativi sono corrispondenti a: Congiunzione (1 Dicembre), preceduta dal tramonto eliaco il 26 Ottobre, seguita dal sorgere eliaco il 27 Dicembre; Opposizione (30 Maggio).

Si fa notare che il piano orizzontale dell’osservatore ruota continuamente, per effetto della rotazione terrestre:

Inoltre la sua rotazione da 1 – 1 a 2 – 2 sia al sorgere che al tramonto è antioraria, come la rotazione della Terra.

I semipiani orientali (E) ed occidentali (W) dell’orizzonte sono “visti” da un osservatore che dà le spalle al Nord.

Scorpione era appena sorta, alle ore 20 e qualche minuto. Alla prima alba del giorno dopo l’astrofilo scorge la costellazione; la vede vicina all’orizzonte e declinare verso il suo tramonto: avvenuto alle ore 4 circa.

Era scattata nel viandante la molla della curiosità per l’Astronomia. A distanza di un mese, il 29 Giugno l’astrofilo ritorna sulla rosa dei venti per annotare l’ora del transito di Antares al meridiano (Sud): ore 22.00.

Riflette: due ore di anticipo accumulato in 30 giorni. 120 minuti in 30 giorni. 4 minuti al giorno .. Ecco: “l’apparente anticipo, detto accelerazione delle stelle fisse”! (o ritardo del Sole, come anche può essere denominato!); comunque una questione di calendario; riflette qualche secondo e conclude: “sì! sarà quasi certamente (ma senza quasi!) è il movimento apparente del Sole intorno alla Terra in senso antiorario!

È il reale senso di rivoluziona della Terra intorno al Sole. “Farò qualche calcolo di verifica con le Effemeridi”.Antares e l’astrofilo 2

La notte del 29 Giugno, alle ore 24, la costellazione è proprio all’opposizione rispetto al Sole: Sole – Terra – Scorpione, sullo sfondo del firmamento. Dalla mezzanotte di quella prima sera (30 Maggio) era iniziato il moto apparente di avvicinamento di Antares verso il Sole.

Disegna la figura col moto di rivoluzione della Terra (sempre ruotante intorno al proprio asse polare). Mette il punto della futura congiunzione C del Sole con Antares (metà anno, sei mesi circa, dalla opposizione O). In congiunzione –C– col Sole, Antares non sarà visibile. Si ricorda di aver letto che prima della fase di congiunzione c’è un giorno in cui Antares sarà visibile, l’ultima volta prima di entrare nella fase di offuscamento nella luce solare: il cosiddetto “tramonto eliaco” dopo il tramonto del Sole. “Farò dei calcoli in merito”. Li farò anche per conoscere la data del sorgere eliaco, al primo mattino, prima del sorgere del sole: “sorgere eliaco”. Considera che i due punti, tramonto e sorgere eliaci, non sono simmetrici; per essere simmetrici con la congiunzione l’ascensione retta deve essere 90° o 270° (asse solstiziale di simmetria con l’eclittica). I risultati (già anticipati) sono: tramonto eliaco 26 Ottobre, sorgere eliaco: 27 Dicembre. Nel paragrafo precedente sono stati descritti questi eventi con l’enfasi dell’immaginazione di essere insieme alle antiche popolazioni dell’Egitto, e della Magna Grecia in generale.

APPROFONDIMENTI E INTEGRAZIONI AL
CAPITOLO XIV
GIORNALE NAUTICO
LIBRO III – CONSEGNE DEL COMANDANTE
A cura del Comandante Capitano di Corvetta Raffaele GARGIULO¹
 

Facilis descensus Averno /
(noctes atque dies patet atri ianua Ditis);/
sed revocare gradum superasque evadere
ad auras , / hoc opus, hic labor est.
Lo scender nell’Averno è cosa agevole, /
chè notte e dì ne sta l’entrata aperta; /
ma tornar poscia a riveder le stelle, /
qui la fatica e qui l’opra consiste.
(Virgilio, Eneide, VI, 126-9)
 

a cura del Cap. L.C. Nicola SCIARRONE Comandante di Navi Traghetto FF/SS

L’attraversamento dello Stretto di Messina – per la sua configurazione geografica, per l’intenso traffico marittimo locale (navigazione trasversale nello stretto) svolto dalle navi traghetto delle Ferrovie dello Stato e dalle Società di navigazione private, per le forti correnti di marea (specie quelle sizigiali in occasione di novilunio o plenilunio e che si alternano ogni sei ore ed un quarto circa), per il transito di navi mercantili (navigazione longitudinale) ed, infine, per la presenza di numerose barche da pesca – presenta molte insidie per il navigante.

L’epopea della vela. Memorie dei Cap-Horniers.

Aveva da poco mollato gli ormeggi, ed il brigantino a palo si allontanava lentamente dall’isola più settentrionale delle Isole Galapagos, dove avevamo messo nelle stive un carico di guano. Vele alzate per raggiungere Iquique e completare il carico di fosfati e nitrati.

APPROFONDIMENTI E INTEGRAZIONI AL CAPITOLO XIII

MAREE E CORRENTI DI MAREA

PRATICA DELLA NAVIGAZIONE: CANALI, ESTUARI, FIUMI, STRETTI.

Con la collaborazione del Comandante C.S.L.C.

Riccardo Schiappacasse.

Le correnti di marea più forti hanno sulla costa un effetto corrosivo: impediscono la formazione di spiagge e di delta alla foce dei fiumi, ma favoriscono le formazioni di estuari (delta negativi) e la foce di un fiume prende sviluppo all’interno del litorale costiero, anziché espandersi verso il mare.

APPROFONDIMENTI E INTEGRAZIONI AL CAPITOLO XI

PIANIFICAZIONE ED ESPERIENZE DEI COMANDANTI

5. DEL PILOTAGGIO.

PARTE I

A cura del Pilota Comandante Capitano Lungo Corso

Antonio Massa

Riferimenti storici. Si suppone che il pilotaggio sia nato in Cina migliaia di anni fa. In Cina perché i Cinesi sono stati i più antichi e abili navigatori. Partivano in cerca di commerci con le loro “navi” e si assentavano per un anno lasciando nei villaggi in riva al mare o sulle sponde dei fiumi le persone più vulnerabili: vecchi, donne, bambini.