ISS e foto della Terra

Ultimamente mi capita sempre piu' spesso di incontrare persone che interpretano erroneamente le foto scattate dalla Stazione Spaziale, pensando che ci sia qualcosa di sbagliato nelle proporzioni di stati  e continenti.

Penso che questo accada perche' la gente e' portata a trarre conclusioni senza conoscere tutte le informazioni utili per capire queste immagini, che poi e' anche uno dei motivi per i quali molti si convincono che la terra sia piatta.

Per capirci meglio, vi faccio vedere una delle tante considerazioni fatte su una delle recenti foto dell'Italia scattate dall'astronauta Paolo Nespoli:

Ecco, siccome da questa foto l'Italia sembra, ad occhio e croce, piu' grande di Canada ed USA messi insieme, allora si e' portati a credere che deve essere per forza fasulla. 

Questa e' la tipica conclusione sbagliata che molte persone traggono o sono indotte a trarre perche', in realta', questa foto non ha veramente nulla che non va. 

Vediamo di comprenderne il perche'.

Innanzitutto, bisogna capire alcune questioni fondamentali:

- Poiche' l'ISS si trova relativamente vicina alla Terra, dalla Stazione Spaziale Internazionale non sara' mai possibile scattare una fotografia capace di catturare mezzo emisfero terrestre, nemmeno mediante l'uso di obiettivi particolari

- Il nostro pianeta e' enorme e per poter fare delle riprese panoramiche e' indispensabile usare un grandangolo, che, in ogni caso, deformera' lo scatto con il famigerato effetto barile (quello che i flatearthers chiamano fisheye).

Denominazione degli obiettivi fotografici in funzione dell'angolo di campo

Quindi, il fatto che le foto e le riprese della Terra realizzate dall'ISS siano sempre deformate non e' affatto un trucco per nascondere l'orizzonte piatto (abbiamo ampiamente dimostrato qui e qui che la curvatura terrestre e' assolutamente rintracciabile da riprese realizzate con lenti fisheye), ma dipende dall'esigenza di utilizzare un obiettivo grandangolare per poter fotografare l'immensita' del pianeta.

Vediamo, adesso, come e' collocata l'ISS rispetto alla Terra e cosa, effettivamente, gli astronauti possono fotografare.
Nella seguente illustrazione in scala, potete notare quanto l'ISS sia vicina alla superficie terrestre, rapportandola, ad esempio, ad un satellite geostazionario.

Per comprendere meglio, stringiamo sul dettaglio dell'ISS

Di seguito, vediamo il cono visivo limite dal punto di vista dell'ISS, dovuto alla visione prospettica. Il massimo della Terra che l'ISS puo' vedere e' delimitato dalla circonferenza di base del cono visivo limite. Questa circonferenza e' l'orizzonte che vediamo nelle foto scattate dall'ISS. 

Non importa quale dispositivo fotografico venga usato e nemmeno la direzione verso la quale viene puntata la fotocamera: L'orizzonte sara' sempre rappresentato da questa circonferenza limite per ovvie ragioni di prospettiva.

 

Detto questo, mi preme di ribadire un concetto molto importante:
Quando vediamo le foto scattate dall'ISS, non stiamo vedendo meta' TERRA ma, al massimo, una porzioncina di superficie delimitata dalla circonferenza limite.

Per non lasciare alcun dubbio sulla questione (si spera), ho realizzato una breve sequenza dove mostro come l'orizzonte si sposta lungo la circonferenza limite al muoversi della telecamera.

 

Ma la foto di NESPOLI?

"Quella deve essere per forza CGI! L'Italia e' comunque troppo grande. Io, al photoshop so fare di meglio."

Queste sono le risposte che continuo ad aspettarmi da chi non ha capito o non vuole capire il punto dopo quanto spiegato.

Analizziamo la foto di Nespoli. L'originale potete reperirlo qui:
https://www.flickr.com/photos/astro_paolo/26901800289/in/photostream/

L'unica cosa che posso fare e' simulare nel modo piu' semplice e comprensibile possibile la foto utilizzando uno strumento alla portata di tutti: Google Earth.

Prima, pero', mi occorre qualche dato utile per collocare correttamente la Stazione Spaziale e fotocamera/obiettivo utilizzati da Nespoli.

La prima e' facile: 
Orientativamente, la ISS si trova a circa 400 km di quota (km piu' km' meno)
La seconda ha richiesto un po' di ricerca: 
Con ogni probabilita', Nespoli ha utilizzato una Nikon D3X (formato 36mmx24mm) con obiettivo 24-120 (informazioni reperite in rete)

Un po' di tecnicismi:

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Capiamo questi numeri:

Il formato e', letteralmente, la dimensione del sensore sul quale viene proiettata l'immagine.

I numeretti 24-120 sono le distanze focali limite minima e massima dello zoom.

La focale 24 (24 mm) corrisponde al massimo angolo di campo possibile (grandangolo)

Bene, su questa ottima pagina di fotografia e' possibile calcolare l'angolo di campo relativo alla focale di 24 mm per il formato 36x24, con le spiegazioni matematiche relative:

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Bene, l'Angolo di Campo (o FOV) utilizzato da Nespoli sara' stato, con ogni probabilita', intorno agli 80 gradi.

Ma, adesso che conosciamo queste informazioni, come le mettiamo in GOOGLE EARTH?

Sebbene Google Earth non permetta di modificare l'Angolo di Campo attraverso l'interfaccia grafica, e' comunque possibile cambiarla attraverso un file .kml

Il file .kml e' un semplice file di testo, realizzabile con un semplice editor di testo, tipo wordpad, nel quale si possono inserire informazioni relative alla telecamera di GE.

Vi risparmio di studiarvi come editare da zero questo file lasciandovi direttamente il testo dei comandi da inserire nel file:

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<kml xmlns="http://www.opengis.net/kml/2.2" xmlns:gx="http://www.google.com/kml/ext/2.2" xmlns:kml="http://www.opengis.net/kml/2.2" xmlns:atom="http://www.w3.org/2005/Atom">
<gx:Tour>
    <name>ripresa</name>
    <gx:Playlist>
        <gx:FlyTo>
            <LookAt>
                <gx:horizFov>80</gx:horizFov>
                <longitude>16.40696781005638</longitude>
                <latitude>38.41453934054368</latitude>
                <altitude>0</altitude>
                <heading>-90.6141971013728</heading>
                <tilt>44.83041065332358</tilt>
                <range>535140.8943967628</range>
                <gx:altitudeMode>relativeToSeaFloor</gx:altitudeMode>
            </LookAt>
        </gx:FlyTo>
        <gx:Wait><gx:duration>2.188034159189556e-006</gx:duration>
</gx:Wait>
    </gx:Playlist>
</gx:Tour>
</kml>

Ovviamente potete riusare questo file per altri progetti cambiando la riga <gx:horizFov>80</gx:horizFov> ed inserendo altri Angoli di Campo.

Copiate ed incollate il testo nell'editor e salvatelo come volete con estensione 'kml

Cliccando sul file appena realizzato, si aprira' direttamente Google Earth collocando la telecamera nel punto da me individuato a 400 km di quota circa, con un Angolo di Campo di 80 gradi.

Il risultato e' il seguente e la sovrapposizione sulla foto di Nespoli e' SORPRENDENTE.

Spero di aver rimosso qualsiasi dubbio sulla questione.
Ovviamente, vi invito a fare domande sulle dimostrazioni fatte.

A presto.