Navigazione

La navigazione stimata si effettua determinando il percorso compiuto dalla nave da una posizione iniziale nota, fino a un istante considerato. Il calcolo viene svolto sulle carte nautiche in base ai valori noti della velocità e della direzione del moto e implica generalmente l’uso di concetti di geometria e trigonometria piana. Le posizioni successive vengono determinate a intervalli di tempo specificati in base alla lunghezza complessiva del viaggio e alla velocità media, e il percorso viene determinato con procedimenti di interpolazione.

Il pilotaggio è la forma di navigazione più immediata e più antica. Si basa sul continuo riferimento a particolari geografici, ad esempio alla linea costiera o al profilo delle catene montuose, e nella maggior parte dei casi sull’uso di sistemi ausiliari quali radiofari, boe, fari e navi-faro; le sagome, i colori e le frequenze caratteristiche delle loro emissioni luminose permettono l’identificazione diurna e notturna. La navigazione in acque di pilotaggio obbligatorio è naturalmente molto impegnativa, poiché implica il movimento di navi in condizioni potenzialmente pericolose. Occorre la massima attenzione e precisione per riuscire a portare a termine con successo il pilotaggio di una nave, specialmente in acque costiere senza un’adeguata copertura di carte nautiche o in condizioni meteorologiche o di visibilità sfavorevoli. Una delle principali preoccupazioni di un navigatore in acque di pilotaggio obbligatorio, dove il traffico marittimo è più intenso rispetto al mare aperto, è quella di evitare collisioni con altri natanti.

La pratica della navigazione è ulteriormente complicata dalla presenza degli effetti delle maree e delle correnti oceaniche. Questi effetti, che possono rivelarsi favorevoli o sfavorevoli, tendono a deviare la nave dalla sua rotta calcolata e a ridurre o ad aumentare la sua velocità. La comparazione tra posizioni stimate e punti calcolati rivela l’entità di questi effetti e spesso aiuta il navigatore a prevedere e a correggere le future influenze.

Nella navigazione astronomica, comunemente utilizzata in mare aperto dove non è visibile la linea costiera, il punto nave (cioè la posizione della nave) viene determinato con metodi astronomici in base alla posizione osservata dei corpi celesti noti. Fu proprio per facilitare la navigazione che nell’antichità le stelle furono identificate e raggruppate in costellazioni. La navigazione astronomica rende possibili viaggi di migliaia di chilometri attraverso vaste distese di acqua prive di punti di riferimento, ma è fortemente condizionata dalla visibilità: la presenza di nubi, nebbia, pioggia, neve o foschia può impedire l’indispensabile osservazione del cielo. Per descrivere le posizioni dei corpi celesti viene adottato un sistema di coordinate basato su declinazione e angolo orario, anziché su latitudine e longitudine. Per gli scopi pratici della navigazione, le stelle sono considerate fisse sulla sfera celeste.

Le principali nazioni marittime pubblicano annualmente almanacchi nautici sui quali, in ogni periodo dell’anno, sono tabulate le coordinate dei corpi celesti utilizzati per la navigazione. Per poter utilizzare l’almanacco nautico, un navigatore deve stabilire accuratamente il momento dell’osservazione per mezzo di un cronometro. La misurazione del tempo si basa sulla rotazione della Terra e sulla conseguente rotazione apparente dei corpi celesti.

I sistemi di navigazione astronomica si basano sul concetto di triangolo di navigazione, o triangolo astronomico; si tratta di un triangolo sferico, i cui vertici rappresentano rispettivamente la posizione dell’osservatore, la posizione geografica del corpo celeste di riferimento e il polo geografico più vicino all’osservatore. La “soluzione” di questo triangolo, cioè il calcolo di tutte le entità geometriche che lo caratterizzano, fornisce la base per la determinazione di una linea di posizione astronomica, cioè di una linea formata dalle possibili posizioni della nave.

Un tempo questo tipo di problema veniva risolto con complessi calcoli di trigonometria sferica, ma oggi si utilizzano almanacchi nautici e apposite tavole numeriche. I metodi tabulari includono soluzioni precalcolate del triangolo astronomico per correlare qualsiasi posizione dell’osservatore rispetto a qualunque corpo celeste osservato.