La (radio) misurazione del tempo

Per ottenere coordinate molto precise durante la misurazione dell'altezza di un astro è importante conoscere l'istante esatto dell'osservazione. E' per questo motivo che diventa fondamentale la precisione del nostro orologio. Precisione che il Governo inglese, grazie ad una ricompensa di 20.000 sterline, solo nel 1714 riuscì ad incentivare nell'ambito della "sfida"  aperta a tutti coloro in grado di misurare la longitudine di una nave nell'oceano.  La sfida fu vinta non da un astronomo famoso ma da un orologiaio autodidatta: John Harrison.

La soluzione era teoricamente molto semplice: bastava che ogni nave fosse equipaggiata con un cronometro in grado di segnare l'ora "esatta" del luogo di riferimento (per esempio Londra). Un semplice confronto con l'ora locale avrebbe fornito con estrema semplicità la longitudine della nave. Longitudine che a differenza della latitudine (misurata correttamente da migliaia di anni) aveva provocato disastrosi naufragi nella storia della navigazione.
Ma come riuscire con la tecnologia dell'epoca a costruire un orologio così preciso? La sfida permetteva un errore nel calcolo della longitudine di solo 1/2 grado. Ma 1/2 grado di longitudine corrisponde a due minuti nella conversione. Tradotto in "tempo" significava un errore massimo di 3 secondi nelle 24 ore che accumulato per i 40 giorni necessari, all'epoca, per raggiungere i Caraibi dall' Inghilterra portava ai famosi 2 minuti di errore concessi dalla sfida...
I dettagli di questa avvincente storia sono disponibili grazie al libro scritto da Dava Sobel che consiglio: "Longitudine: la vera storia della scoperta avventurosa che ha cambiato l'arte della navigazione".

Nel corso degli anni questo record è stato più volte "battuto": oggi la precisione è disponibile a prezzi decisamente più bassi rispetto al "costoso" cronometro di Harrison. Siamo sicuri? E, soprattutto, con quali strumenti, a basso costo, la possiamo ottenere?
In primis la radio che permette di ricevere il segnale orario trasmesso da tutte le stazioni del mondo. Basta una broadcasting con il tipico beep allo scadere dell'ora. Non occorre sintonizzarsi sulle ormai rare "stazioni di tempo e frequenza campione" (chi non ricorda il Galileo Ferraris di Torino - IBF quello vero non quello farlocco che a Torino  "scimmiotta" l'antica emissione).
Una semplice radio analogica come tutte quelle usate in navigazione (sia nel diporto sia nella navigazione mercantile): niente SDR... radio tout court...
Diffidate degli orologi radiocontrollati: certo la precisione è alta ma la copertura relativamente ridotta delle stazioni di riferimento unita alla scarsa qualità dell'orologio stesso introduce un errore (in caso di mancata ricezione) non trascurabile
Stesso discorso vale per chi, comodamente seduto a casa, vuole provare la precisione del segnale orario RAI attraverso le frequenze radio DAB: scoprirete, ascoltando in contemporanea la stessa emissione attraverso una comune radio analogica, come il ritardo sul digitale arrivi anche a sette secondi (errore assolutamente non trascurabile nel calcolo della longitudine se pensate che 4 secondi corrispondono, nella conversione gradi <-> ore, ad un "primo" cioè a un miglio nautico - 1852 m). Ritardo legato al tempo di decodifica del ricevitore stesso e che varia da modello a modello: errore quindi, al momento, impossibile da correggere alla fonte (segnale radio). Naturalmente non siamo in UK dove la BBC lavora sulle trasmissione DAB+ per risolvere il problema del suo famoso "six pips"... ma questo è un altro discorso.
 
Tornando al nostro argomento principale: è evidente che un' altra possibilità è quella di usare il metodo dell'errore "noto" di un orologio possibilmente di buona qualità. Misurato l'errore nell'unità di tempo la correzione diventa un semplice calcolo aritmetico.
 
Infine abbiamo a disposizione l'ora esatta fornita da uno strumento che, come abbiamo ricordato nella prima parte della nostra chiacchierata, fa parte dei sistemi di radionavigazione: il GPS. Non quello cartografico (o meglio non solo quello...): può bastare un semplice portatile dal costo ridotto ma con caratteristiche non banali: nella mia "valigetta personale di navigazione" trova posto il Garmin eTrex H. Semplice, robusto, preciso permette di avere, oltre all'ora esatta, un utile backup portatile rispetto alle dotazioni elettroniche di bordo e, nel nostro caso, servirà per un controllo incrociato sui dati calcolati sia elettronicamente sia "astronomicamente" e questa rimane la parte più divertente. Anche in questo caso una raccomandazione: la sincronizzazione dell'ora sul ricevitore non è continua: dopo l'accensione e l'allineamento del GPS attendete almeno 15 minuti per essere sicuri che la sincronizzazione tra il ricevitore ed il /i satellite/i (gli unici ad avere a bordo l'orologio ad alta precisione di riferimento) sia avvenuta. ;-)
Concludo ricordando che in navigazione NON viene presa in considerazione la rete telefonica mobile sia nelle dotazioni di sicurezza sia, come in questo caso, per la misurazione del tempo (per evidenti limiti di copertura geografica ed affidabilità ma non solo).

Infine il 31 dicembre 2016 è stato trasmesso per l'ultima volta dalla sede Rai di Torino il Segnale orario Rai Codificato (SRC), il caratteristico trillo che precede l'annuncio dell'ora esatta. Dopo 37 anni la ricezione e la distribuzione del segnale, generato e inviato ogni minuto dall'Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (INRIM), riferimento in Italia per tutte le misure, viene sospeso perchè con l'avvento delle trasmissioni digitali, che possono avere ritardi anche di alcuni secondi, il segnale SRC radiotrasmesso non è più idoneo a garantire un'accurata disseminazione del tempo. Cessa così una collaborazione iniziata circa 70 anni fa. Se il segnale orario Rai codificato è del 1979, risale al 1945 la prima generazione di segnali di tempo per l'emittente radiotelevisiva italiana. (ANSA - TORINO, 18 DIC 2016)