Galileo Galilei, precursore della navigazione satellitare

L’idea che ha anticipato il GPS di quattro secoli

Nel XVII secolo, Galileo Galilei propose un metodo per determinare la longitudine sfruttando le eclissi dei satelliti di Giove come orologio celeste. La sua idea, impraticabile all’epoca, ha trovato piena realizzazione nei moderni sistemi di navigazione satellitare.

Il dilemma della longitudine: una sfida per la navigazione del XVII secolo

All’inizio del XVII secolo, la navigazione marittima si trovava ad affrontare un problema di vecchia data: definire con precisione la longitudine. Mentre la latitudine poteva essere facilmente ricavata con l’astrolabio o il sestante misurando l’altezza del Sole o della Stella Polare sull’orizzonte, la stima della longitudine si basava su un’operazione molto più complessa, ovvero stabilire la posizione lungo i meridiani. Ciò implicava conoscere il tempo locale e il tempo di riferimento in un’altra località sulla Terra, requisito tutt’altro che banale per la strumentazione dell’epoca, specie se adoperata in mare.

Un orologio celeste per misurare la longitudine

La situazione cambiò con le osservazioni astronomiche di Galileo Galilei. Nel 1610, mentre insegnava a Padova, il quarantaseienne Galileo scoprì quattro satelliti – Io, Europa, Ganimede e Callisto – in orbita attorno al pianeta Giove. Quando si accorse che il loro moto di rivoluzione era periodico, egli ebbe la geniale intuizione di sfruttarne le eclissi come orologio celeste: confrontando l’orario locale di un’eclissi con quello tabulato per un punto noto scelto, si poteva calcolare la differenza temporale e quindi la longitudine.

Gli strumenti di Galileo per risolvere il problema della longitudine

Dopo essersi trasferito a Firenze al termine dello stesso anno, Galileo, consapevole del valore pratico della sua idea, cercò di promuoverla presso la corte spagnola, che offriva ricompense a chiunque risolvesse il problema della longitudine per primeggiare nella conquista coloniale. Tuttavia, il metodo delle eclissi si rivelò impraticabile per l’uso marittimo: il rollio e il beccheggio delle navi rendevano infatti impossibile puntare stabilmente un cannocchiale verso il cielo. Per superare questi ostacoli, Galileo progettò strumenti innovativi, tra cui il “jovilabe”, un calcolatore analogico per prevedere le posizioni dei satelliti, e il “celatone”, un elmo con un cannocchiale incorporato che permetteva di compensare i movimenti della nave con quelli della testa dell’osservatore. Inoltre, inventò la sospensione oleodinamica, una piattaforma galleggiante costituita da un bacino riempito d’olio su cui poggiava un emisfero convesso che fungeva da seduta per l’osservatore. L’olio avrebbe dovuto assorbire parte delle oscillazioni della nave, contribuendo a mantenere il cannocchiale relativamente fermo.

Un metodo scartato per il mare, ma rivoluzionario per la cartografia

Negli anni successivi, Galileo tentò di vendere la sua idea anche ai Paesi Bassi, ricevendo un’accoglienza inizialmente favorevole. Ma, alla fine, i tecnici olandesi giunsero alla stessa conclusione degli spagnoli: il metodo era troppo difficile da applicare in mare aperto. Esso si rivelò però utile sulla terraferma, poiché nel 1671 il direttore dell’Osservatorio di Parigi Giovanni Cassini lo utilizzò per creare una mappa della Francia molto più accurata rispetto a quelle precedenti. Si racconta che in tale occasione re Luigi XIV, impressionato dal risultato ottenuto, affermò ironicamente che gli astronomi gli avevano sottratto più terre di quante ne avesse conquistate in guerra.

Quattro secoli dopo, il metodo di Galileo prende vita

Pur essendo troppo avanzata per la sua epoca, la visione di Galileo divenne realizzabile con l’avvento dell’era spaziale. I moderni sistemi di navigazione satellitare, come il sistema europeo Galileo, funzionano proprio con il suo principio: servirsi dei corpi celesti – in questo caso satelliti artificiali – per determinare la posizione sulla superficie terrestre. Così, l’intuizione di Galileo, nata quattro secoli fa, si è pienamente concretizzata nel XXI secolo, dimostrando che la scienza può anticipare di secoli le tecnologie necessarie alla sua applicazione.