Il periscopio elettronico altrimenti detto albero optronico

Nel 1888 la società scozzese Barr and Stroud inventò il primo periscopio installabile su navi sommergibili.
Era un semplice tubo metallico con alle estremità due specchi e un oculare.
Qualche cosa che poteva risalire, come concezione, ai progetti di Leonardo da Vinci.
 
Nel 1916, durante la Grande Guerra, la Royal Navy chiese alla stessa Barr and Stroud di applicare ai periscopi la sua tecnologia sviluppata per i telemetri di controllo del tiro delle navi di superficie.
 
Nacque così il periscopio di attacco, in grado, grazie a prismi e lenti ottiche di ingrandire gli obiettivi, seguirli durante la navigazione, misurarne la distanza, stimarne la velocità e la rotta con sufficiente precisione da permettere di fare i calcoli per il lancio dei siluri e ingaggiare l'attacco, anche con bersagli armati e ostili.
 
Nel 1917 come abbiamo visto già la Marina Imperiale Giapponese chiese a Mitshubishi di sviluppare i progetti ottici inglesi da applicare al proprio naviglio, non potendo per ragioni di embargo bellico, approvvigionarsi dalla Zeiss.
Nacque a questo scopo la Nikon (La nascita di Nikon (Nippon Kogaku) e la Marina Imperiale Giapponese) che per la prima parte della sua storia sviluppò principalmente dispositivi ottici per l'industria militare.
 
Lo sviluppo della guerra subacquea portò ad una grande evoluzione nella seconda guerra mondiale quando il suo potenziale arrivò al suo apice, con milioni di tonnellate di navi affondati durante la Guerra dell'Atlantico.
Ai dispositivi ottici dei battelli tedeschi evoluti da Zeiss, cominciarono ad essere contrapposti i dispositivi di guerra elettronica, sia radar che radio con conseguenze che ben possiamo immaginare.
Le teste dei periscopi potevano essere rilevate dai radar ad alta frequenza e i battelli dovevano stare più tempo in immersione per non essere scoperti.
La reazione fu quella di ridurre la sagoma dei periscopi, miniaturizzando gli elementi di scoperta e suddividendo i dispositivi tra periscopi di navigazione (grandi) e periscopi di attacco (piccoli).
 
Nel dopoguerra l'introduzione dei sottomarini atomici, capaci di muoversi ad alta velocità a grandi profondità richiese però altri approcci, con l'evoluzione di sistemi elettronici di rilevamento subacquei, basati sulle onde sonore (sonar passivi ed attivi, imbarcati e rimorchiati).
 
Ma di fatto, sino alla fine del secolo scorso, l'ultimo approccio nell'attacco e la navigazione sotto costa in immersione si è sempre affidata al periscopio.
 

un moderno battello da addestramento dell'US Navy.
 
C'è anche una componente di tradizione nell'uso del periscopio. E di confidenza da parte degli equipaggi.
Il periscopio corrisponde al mirino ottico delle nostre fotocamere reflex che si basano, nel principio di funzionamento, esattamente sugli stessi concetti.
Sono stati peraltro sviluppati dalle stesse società (Zeiss all'inizio, Nikon per quanto ci riguarda, sfruttando la loro grande esperienza bellica).
 
I limiti del periscopio sono però diventati di tutta evidenza.
Dapprincipio quelli di vulnerabilità perchè facile da scoprire. Poi per la scarsa portata. Un periscopio a differenza di un telemetro non si può sollevare oltre una certa altezza dal pelo dell'acqua e quindi ha una portata limitata.
 
C'è poi un limite strutturale. Il periscopio è di fatto un tubo di acciacio che fuoriesce dallo scafo a tenuta di un sottomarino.
E' lungo, lungo quanto è alto la vela del battello. E quando viene ritratto, sprofonda nello scafo sino alla sentina.
Il foro (o meglio, i fori) creano una vulnerabilità nello scafo.
E poi ne limitano la disposizione. La camera di manovra deve essere necessariamente ubicata in alto, appena sotto l'apertura della vela.
 
Ovviamente i battelli moderni hanno anche antenne e radar che possono essere sollevati. Ma in alternativa al periscopio che è la funzionalità principale per le operazioni ravvicinate.
 
Alla fine degli anni '90 l'US Navy ha valutato l'impiego di dispositivi alternativi al periscopio, introducendoli finalmente nella nuova classe di sottomarini d'attacco classe Virginia, i sostituti dei mitici (cinematograficamente parlando) USS Los Angeles
 

in questo diagramma vediamo la comparazione tra una installazione con periscopio ottico (a sinistra) e una con albero optronico (a destra)
 

lo USS Virginia in navigazione, in evidenza la dotazione sensoriale, tutta elettronica
 
i Virginia dispongono di due alberi optronici in installazione fuori dallo scafo a tenuta.
Incorporano telemetri laser, fotocamere elettroniche, visori ad infrarosso e sensori termici.
Sono prodotti dalla L-3 KEO, una società privata impegnata anche in campo civile.
I dispositivi prodotti dalla L-3 KEO incorporano anche tecnologia di stabilizzazione a 5 assi, per immagini ferme anche in azione.
 
Così è cambiata del tutto la disposizione nella camera di manovra :
 

 
dove ufficiali e comandanti possono disporre di grandi schermi ad alta risoluzione con possibilità di ingrandimento, visione notturna, IR, termica, ogni tempo, integrabile con informazioni radar e di altri dispositivi.
 

in emersione la sagoma rimane rilevante ma ai dispositivi sono applicate tecniche stealth, in grado di contrastare i radar.
 

il dettaglio dei dispositivi integrati
 
Ovviamente anche le altre marine nell'ultimo decennio hanno deciso di passare alla tecnologia elettronica. Perfino la Marina Militare Italiana ...
 
Gli inglesi si sono rivolti ancora a Barr and Stroud, oggi una divisione della Thales che ha sviluppato i sistemi per la nuova classe da attacco HMS Astute



 
Thales è presente alle principali fiere del settore con i suoi sistemi
 

 
ovviamente queste tecnologie sono disponibili anche per navi di superficie e per veicoli (il nuovo carro russo sperimentale dispone di questi sistemi per la visione remota ognitempo)
 

 
Periscopi e telemetri nel 21° secolo stanno lasciando spazio ai dispositivi optronici, più efficienti, più piccoli, più potenti.
 
In fotografia li stiamo cominciano a vedere solo adesso. Non si tratta di innovazione ma di semplici ricadute di tecnologia militare in campo civile.
Come è sempre stato per la fotografia da quasi 100 anni a questa parte.
 

un sistema reflex spaccato

assonometria di una Nikon D200
 

il mirino elettronico opzionale della Nikon V3, figlio della moderna tecnologia optronica che può consentire di rivoluzionare l'intero concetto di fotocamera moderna.