16 dicembre 2007

Marconi e la daylight

All'ultimo convegno di Renon su Software Defined Radio, Gianfranco Verbana è intervenuto, parlando a braccio, sul tema della cosiddetta "onda diurna". La propagazione dei segnali di cielo in condizioni di illuminazione solare non era un fatto assodato agli albori della radiofonia di Marconi, che non a caso finì per orientare la pratica commerciale dele sue sperimentazioni non verso le onde corte ma verso le frequenze più basse, dove era predominante il segnale di terra. Furono i radioamatori, successivamente, a realizzare connessioni transocontinentali e transoceaniche alle frequenze elevate usate ancora oggi dalle broadcast internazionali, anche su tracciati completamente illuminati.
Dopo il convegno Verbana ha preparato un breve saggio sulla storia dell'onda diurna, saggio che è stato pubblicato in due puntate sulla newsletter della sezione ARI di Milano.
«La verità storica sull'onda diurna è di un'attualità sorprendente - mi scrive ora Verbana segnalandomi l'uscita della seconda parte del suo saggio. Dalla codifica di sorgente (ottimizzazione dell'alfabeto Morse all'attuale compressione del canale fonico) all'efficienza spettrale della codifica di canale (da 0,5bit/sec di Morse ai 10 ed oltre bit/sec/ Hertz ), dai pochi bit il minuto agli attuali Gigabit/Sec, si è sempre perseguita la ricerca della più alta velocità di trasmissione con la maggior lunghezza di collegamento possibile. In pratica aumentare il numero di parlatori al massimo valore di prodotto banda B per lunghezza L.
Inoltre questo lavoro risponde a moltissime domande: Quando fu fatta la prima connessione wireless transatlantica bilaterale? Se era vero che le società dei cavi erano preoccupate, quando entrarono i primi "soldini " dei radiogrammi? La velocità, parole il minuto, quanto era più lenta rispetto al cavo atlantico? Perché c'è tanto silenzio su questi record? Perchè Marconi ignorò il lavoro dei due ricercatori che per oltre un decennio, grazie ad un loro sogno, permisero la fattibilità della radiofonia?
Non ho scritto nulla che non sia noto. Ho cercato di far emergere risposte che altrimenti sarebbero cancellate da una notevole quantità di ripetitiva faziosa e partigiana informazione. Molte sono le riflessioni che mi vennero spontanee quando studiai la storia delle TLC. Una fra molte: L'attività di sperimentazione radioamatoriale d'oggi è "individualistica" alla Marconi o fa "scuola" alla Vecchiacchi?
Potrebbe essere un tema di discussione per chi volesse organizzare una tavola rotonda a Renon 2008.

Augurandovi un sereno Natale ed un favoloso 2008, rinnovo la richiesta, se trovate questo lavoro educativo, di divulgarlo o renderlo visibile in rete. Vi lascio con il finale di una bellissima poesia di Eliot del 1934:

Dove è la saggezza che abbiamo perso con la conoscenza?
Dove è la conoscenza che abbiamo perso con l'informazione?»

Pubblicare qui tutto il testo di Verbana finirebbe per occupare troppo spazio. Ma avendo trovato questo lavoro ben più che semplicemente "educativo", mi sembra doveroso riportare qui almeno qualche estratto. Tutti sono invitati a consultare l'archivio delle newsletter di ARI Milano per poter accedere al testo completo (prelevare le newsletter numeri 223 del 6/11 e 226 del 15/12/2007)

L’Onda diurna
Introduzione

Tra le recenti ed interessanti presentazioni alla Conferenza del Renon 2007 ci fu quella di Elio Fior: ”La spedizione d’ascolto DX al circolo polare artico”.
Affascinante, rilassante relazione e almeno per me, istruttiva poiché non ero a conoscenza delle attività polari da parte di SWL. Però, alla terza volta che sentii dire: "Marconi studiò la greyline" sbottai in assemblea: “Marconi non ha nulla a che fare con la ricerca della greyline in onde medie! Egli non ha studiato la daylight, l’ha eliminata scendendo sempre più di frequenza fino alle VLF.

[ …]

La storia, meno errata possibile, dell'onda diurna

Le scoperte marconiane sono quattro ed appartengono a periodi nettamente distinti 1894-1896 1898-1902,1924-1926 e 1931-1933.
Per il periodo fino al luglio 1897 vedi RadioKit luglio 2007, oppure:
http://www.vialattea.net/esperti/php/risposta.php?num=8396

Un overview sulle fasi importanti del wireless fino al 12 dicembre 1901 fu pubblicata su RR Aprile 1995. a cura di "vigiò".
Come nacque e chi osteggiò la diffusione del termine “radio “lo trovate su RR di giugno 1995 sempre di "vigiò".
Il periodo 1931-1933 per la scoperta della super rifrazione, lo trovate sull’inserto speciale del centenario marconiano su RadioRivista del settembre 1995. Lavoro chiestomi da Pesce e Miceli. http://www.aritaranto.it/marconi/opere.asp

[...]

Il 12 dicembre 1901 alle ore 12,30 Marconi è raggiante. Lui sa bene che ha sentito i famosi tre punti della lettera e voleva una conferma " Sente nulla, signor Kemp?"
Ancora una volta aveva sperimentato che le onde seguono la curvatura della terra.
Il convincimento della riuscita di questa "assurda" impresa lo ottenne, però, non in quel momento, ma nel gennaio 190, quando collegò via radio l'isola di Wight e la Cornovaglia (altrimenti non si sarebbe mai imbarcato in un opera così pazzesca), per una distanza di oltre 186 miglia. Le due antenne erano a meno di 100 metri d'altezza e per renderle in visibilità ottica, sarebbero servite due torri alte circa 1600 metri. Qui la distanza era notevolmente maggiore ed il 14 dicembre
Marconi comunica con cablogramma al maggiore Flood Page, direttore responsabile della società, di aver ricevuto i messaggi, ma che devono smontare tutto e presto per le condizioni climatiche. Non vi saranno altri testimoni.
Il 15 dicembre il New York Times esce in edizione straordinaria. ”Marconi annuncia la più grande conquista scientifica di tutti i tempi….”

[...]

Nel gennaio 1902, Marconi arrivò a Londra con la nave Philadelphia ed un contratto in tasca da 75.000 dollari (una somma notevole ai quei tempi), stipulato con il governo canadese, per la costruzione, in tempi brevi, della stazione di Table Head.
Egli fece salti mortali per evitare i giornalisti che volevano risposte ai mille dubbi degli scienziati. Si nascose e diede disposizioni alle segretarie dell’ufficio di non fornire a nessuno il suo indirizzo di casa.
In meno di un mese, ritornò in America con lo stesso piroscafo, accompagnato dalla sua equipe: ingegneri Vyvyan e Franklin (con mogli per i lunghi mesi, che poi diventeranno anni, che passeranno in Canada), due operatori radio, Stacey e Taylor, il segretario personale di Marconi, Henry Saunders, per l'enorme business con il Canada ed il bravo Kemp, obbediente, discreto, riservatissimo, tuttofare.
Pensate che Marconi ha solo 27 anni. Mi ha sempre affascinato il suo stile di management d'attuale scuola bocconiana.
Marconi fece installare l'impianto di ricezione sulla nave con un unico scopo: dimostrare ai dubbiosi che con il Wireless si possono inviare segnali oltre Atlantico.

[...]

Ebbene, forse non tutti sanno che, in questo momento Marconi è triste. Gli ingegneri di Marconi si erano accorti, da una settimana, che durante il giorno i segnali non si ricevevano. Nessun altro passeggero lo seppe per fortuna. La parola d'ordine fu: Silenzio. Non dire niente a nessuno. Lo chiamarono “ effetto dì”.
Invitarono le persone in sala radio solo dopo le 17, quando ormai é buio a quella latitudine e fecero ascolti serali. Di giorno saranno occupati con le antenne dichiarando che sono esperimenti per la sera

[...]

E’ forse dovuto alla rotazione della terra? O la luce del sole toglie elettricità alle onde. Guai se la stampa venisse a saperlo, ....mamma mia… sarebbe una conferma che mai avrei potuto ascoltare i segnali a S.John,s a mezzogiorno.
Forse fu dovuto all’antenna mobile dell’aquilone e non fissa come ora?... e poi il contratto con il governo canadese…. la società che sopravvive a malapena agli enormi costi dei miei impianti e il presidente Wallace che mi fa una testa così perché dedichi il tempo per le licenze della sicurezza di navigazione e non vuole questo tipo di ricerche in contrapposizione al cavo telegrafico. Forse ha ragione: la forza del wireless è il marittimo e non coast to coast”.
Questi ed altri erano i pensieri che frullavano nella testa di Marconi.

[...]

Quando l’Ingegner Vyvyan apprese da Marconi che i diversi mesi d’ascolti diurni e notturni sulla Carlo Alberto delle dodici stazioni costiere sparse per il nord Europa e con varie modifiche dei circuiti sintonici fatte da Fleming, a Poldhu, concordate con Marconi tramite cablogrammi durante i parcheggi ai porti dell’incrociatore, non avevano prodotto nessuna comprensione né contromisure per “l’effetto dì”, subentrò una non indifferente preoccupazione.
Dopo sette mesi di prove Marconi si convinse, che la luce del sole “diselettrizzava” le antenne trasmittenti. Quindi l’unica soluzione, per risolvere il problema, anche se comporterà un rallentamento alla velocità di trasmissione, era elettrizzarle ancora di più aumentando la tensione di carica della capacità dell’aereo fino e oltre 150 KV(energia=1/2CV2). Erano speranze, supposizioni, fu molto preoccupato, e non lo diede a vedere.

[...]

Alle 7 del mattino del 15 dicembre 1902, avverrà il miracolo tanto atteso, i segnali
saranno recepiti a Poldhu, deboli ma leggibili per due ore. (E’sempre buio sull’atlantico). Sono i primi ascolti radio, direzione Ovest-Est, transatlantici della storia umana.
Gioia, abbracci. Tutti a saltare sulla neve in preda ad entusiasmi dopo mesi di sacrifici ed incredulità. Marconi senza scomporsi convocò subito una riunione e come sua abitudini pianificò tutto e ordinò: “Prima di tutto. cercare di riuscire a mandare tre messaggi nel seguente ordine: al Re d’Italia, al Re d’Inghilterra e al governatore del Canada.

[...]

La notte del 18 Gennaio 1903, tra le 19 e le 23, fu trasmesso da Cape Cod un messaggio, del presidente Roosevelt al Re d’Inghilterra, Via Table Head per inoltrarlo poi a Poldhu. Con meraviglia di tutti, l’Inghilterra riceverà il messaggio direttamente da Cape Cod. A Poldhu era il 19 Gennaio. Questo messaggio passerà alla storia come il primo ascolto transoceanico tra America e Inghilterra.

[...]

Forse non tutti sanno che il primo collegamento bilaterale transantlatico sarà effettuato il 10 Gennaio del 1906 con un innovativo sistema ad onda continua non a scarica del tipo marconiano, tra Brank Rock (Massachusset ) e Machrihanish(Scozia). Iniziò un regolare scambio di radiogrammi in tutte le stagioni dell’anno di giorno e di notte alla frequenza di 80 KHz.

[...]

L’effetto della lunghezza d’onda sulla distanza sarà compreso (non la causa) tra il 1906 e 1912 con il contributo di Poincarè e tanti altri scienziati e sperimentatori. La soluzione fino al 1926, per collegamenti “long haul ”, ricavata sperimentalmente (col salire di frequenza peggioro e abbassandomi miglioro) fu di lavorare a frequenza sempre più basse possibili, si raggiunsero in pochi anni i 13 KHz. La tecnologia permetterà solo nel 1926 la scoperta che non vi è nessuna differenza, a mezzogiorno, nel comportamento dei segnali a grande distanza, tra le VLF e le HF maggiori di 18 MHz. Sarà chiamata la rivoluzione delle onde corte. Le torri passarono da 250 a 40 metri, dimezzando il numero. La frequenza di trasmissione passò da 18 KHz a 18 MHz, la potenza si ridusse da Megawatt a 10-20 kWatt. Si passò da un canale telegrafico a 20 canali telefonici e/o 60 canali telegrafici con la stessa antenna.


Fin qui l'estratto del testo di Gianfranco Verbana sulla problematica dell'onda diurna. Vorrei concludere a mia volta con una piccolissima precisazione e una citazione. Le domande poste dal grande poeta americano Thomas Stearns Eliot citate nel l'augurio finale di Verbana (che ricambio di cuore, a lui e a tutti i lettori), compaiono in realtà nelle stanze introduttive del "coro" di un lavoro teatrale, "The Rock", composto appunto nel 1934. Verbana non me ne vorrà - ultimamente, in seguito ad alcune discussioni, mi ha chiesto di rimuovere dal mio archivio alcuni suoi interventi passati, spero che mi consenta di lasciare intatto questo suo contributo - se mi permetto di citare nella sua interezza la stanza di apertura, perché mi sembra ancora più in sintonia - è il caso di dire - con gli argomenti, e le ricerche, che ci stanno a cuore:

O perpetual revolution of configured stars,
O perpetual recurrence of determined seasons,
O world of spring and autumn, birth and dying!
The endless cycle of idea and action,
Endless invention, endless experiment,
Brings knowledge of motion, but not of stillness;
Knowledge of speech, but not of silence;
Knowledge of words, and ignorance of The Word.
All our knowledge brings us nearer to our ignorance,
All our ignorance brings us nearer to death,
But nearness to death no nearer to God.
Where is the Life we have lost in living?
Where is the wisdom we have lost in knowledge?
Where is the knowledge we have lost in information?
The cycles of Heaven in twenty centuries
Brings us farther from God and nearer to the Dust.

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