Sapete con precisione atomica che ore sono in questo momento? E sapreste calcolare la vostra posizione esatta sulla Terra? Non dobbiamo ricorrere a difficili algoritmi e calcoli matematici. Oggi basta cercare su Internet o consultare il nostro GPS e il gioco è fatto. Ma sapete come funziona? Chi se ne occupa? In Italia, è l’Istituto Nazionale di Ricerche Metrologiche di Torino a definire l’ora esatta e che coordina i cinque Istituti europei per la misurazione del tempo. I ricercatori, guidati da Patrizia Tavella, analizzano e correggono il segnale dei satelliti europei di geoposizionamento Galileo, che, essendo sotto il controllo civile (per la prima volta nella storia) renderanno gli utenti indipendenti dall’americano GPS e dal russo Glonass, controllati, invece, dai dipartimenti della Difesa.
L’INRIM è presente al Festival della Scienza di Genova per spiegare a studenti e appassionati come con gli orologi atomici sappiamo misurare il tempo con grande precisione e definire un’ora di riferimento internazionale a cui tutti i paesi sono sincronizzati. E’ proprio con gli stessi orologi atomici a bordo di satelliti che si costruiscono i sistemi di navigazione che, grazie a misure di tempo molto precise, ci permettono di capire dove siamo.
Tavella, responsabile del team che lavora al controllo e validazione del tempo di Galileo, per conto dell’Agenzia Spaziale Europea, ha detto: “I satelliti hanno a bordo degli orologi atomici che sono molto precisi e che dicono a che ora parte il segnale. Poi a terra il ricevitore misura a che ora arriva; sapendo quanto tempo ha viaggiato il segnale e moltiplicando per la velocità della luce si ottiene la distanza dal satellite. Facendo lo stesso gioco con tre o quattro satelliti per trilaterazione si ottiene una soluzione geometrica che permette di stimare la posizione precisa con l’accuratezza di qualche metro”.
I primi 6 satelliti sono già in orbita, ognuno pesa ben 700 chili. In tutto saranno 30 entro il 2020 e varranno posizionati tutti nell’orbita media della Terra a oltre 23mila chilometri dalla superficie (gli ultimi due lanciati a luglio si trovano in un’orbita ovale e quindi sbagliata). “Galileo avrà anche dei servizi aggiuntivi tipo il Search and Rescue, un sistema di salvataggio che permette a chiunque sia in pericolo di vita di mandare un messaggio al satellite ed essere identificato e salvato più velocemente”, ha spiegato Tavella.
Oggi misuriamo il tempo con orologi a fontane di Cesio grandi come una stanza oppure estremamente compatti, come richiesto per esempio dalle applicazioni spaziali. Il lavoro di questi satelliti e degli orologi atomici è già parte della nostra vita quotidiana: dall’ora esatta, con riferimento al tempo atomico internazionale, TAI, a cui tutti i paesi sono sincronizzati, alla realizzazione della scala di tempo nazionale UTC, generata all’INRIM, che viene disseminata mediante la generazione e la distribuzione di segnali orari codificati ad opera della RAI.
Simulando il funzionamento dei sistemi di navigazione satellitare, come il GPS americano e il Galileo europeo, la mostra chiarisce il ruolo imprescindibile degli orologi atomici nel ricavare una misura di posizione nello spazio mediante una misura di tempo.
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