Museo dell'Osservatorio di Cagliari

La Sardegna entra nella storia dell’Astronomia verso la fine dell’Ottocento, quando la Commissione Geodetica Nazionale, di recente costituzione, individuò nell’Isola la sede ideale per l’installazione di una stazione di rilevamento della Latitudine astronomica. La misura costante e accurata di questo dato era indispensabile per lo studio del Moto del Polo, ossia per ottimizzare la conoscenza della rotazione terrestre e delle sue perturbazioni. A differenza di alcuni grandi osservatori europei, come quello di Parigi e Greenwich, la cui fondazione avvenuta nel nel XVII secolo era avvenuta anche grazie alla necessità di risolvere il problema delle determinazione delle longitudini e sulla spinta delle ambientazioni di primato mari delle grandi potenze europee, la Stazione Astronomica di Carloforte nasceva invece per risolvere un problema di latitudine e nell’ambito di uno di quei progetti di cooperazione internazionale che muovevano i primi passi alla fine del secolo scorso.
Fin da subito il Prof. Emanuele Fergola, Direttore dell’Osservatorio Astronomico di Capodimonte, aveva proposto, in una riunione della Associazione Geodetica Internazionale (AGI) svoltasi a Roma dal 15 al 24 ottobre 1883, l’organizzazione di un progetto internazionale continuo, basato su un programma di osservazioni sistematico da eseguirsi in diversi luoghi scelti convenientemente, con lo scopo di misurare gli spostamenti del Polo per mezzo di osservazioni di latitudine eseguite da Stazioni situate sullo stesso parallelo. Infatti, secondo Fergola […] potendo la latitudine di un luogo variare anche per effetto di una variazione della verticale, così la variazione che per caso si fosse notata nella latitudine di un punto sarebbe stato l’effetto risultante di uno spostamento della verticale e di uno spostamento dell’asse di rotazione. Ma poiché la variazione della verticale non può essere sensibile che in prossimità della regione ove si produce il fenomeno geologico che a quella variazione da luogo, così si deduce che la variazione della verticale essendo semplicemente un fatto locale, potrebbe solo alterare le latitudini sopra uno spazio relativamente piccolo; al contrario il cangiamento dell’asse di rotazione della terra è un fatto di natura generale che, se avviene, cangia la latitudine di tutte le regioni della terra […].
Sotto il profilo pratico la realizzazione del progetto di Fregola incontrò grandi difficoltà in quanto l’attenzione della comunità scientifica di quegli anni era rivolta verso altri problemi di cooperazione internazionale come la "Carta del cielo", promossa dall’Osservatorio di Parigi o l’Astronomische Gesellschaft iniziato nel 1869.
Una volta accettata la proposta di Fregola i membri dell’AGI diedero inizio alla parte operativa. Come primo passo si iniziò a individuare le stazioni osservative che dovevano essere collocate sullo stesso parallelo e che, con identici strumenti e metodi, avrebbero dovuto condurre, parallelamente, osservazioni di latitudine. Successivamente, una volta ottenuti i dati, essi sarebbero stati inviati ad un Ufficio Centrale per la riduzione e la successiva elaborazione.
Grazie all’impegno del Generale Annibale Ferrero e del prof. Giovanni Celoria, in qualità rispettivamente di Presidente e di vice-Presidente della Commissione Geodetica Italiana, di Giovanni Lorenzoni, Direttore dell’Osservatorio Astronomico di Padova e soprattutto di Giovanni Schiaparelli, Direttore dell’Osservatorio Astronomico di Milano, una delle Stazioni Osservative fu assegnata all’Italia.
La scelta delle Stazioni del Servizio, oltre alla posizione sullo stesso parallelo, che venne scelto il 39°,08’, si basò anche su altri requisiti come:

1. condizioni omogenee del terreno, particolarmente lungo il meridiano a Nord e a Sud del sito, per evitare l’insorgere di variazioni differenziali nella rifrazione difficilmente valutabili;
2. buone condizioni sia igienico-sanitarie sia economico sociali;
3. buone strutture logistiche: presenza di strade e linee ferroviarie, vicinanza di grandi città e possibilmente esistenza di Osservatori astronomici;
4. condizioni meteorologiche favorevoli rispetto alla nuvolosità e alle precipitazioni;
5. stabilità, dal punto di vista sismico, del territorio.

I nuovi Osservatori inizialmente proposti furono: uno in Giappone a Mizusawa, uno in Russia a Tschardjuii, tre nell’America del Nord a Gaithesburg, Cincinnati e Ukiah ed uno in Italia dove si individuarono cinque diversi possibili siti: Sicilia, Calabria, in Sardegna, in Campania e in Puglia. La scelta finale fu fatta nel corso della XII Conferenza dell’Associazione Geodetica Internazionale svoltasi a Stoccarda nel 1898, dove si decise l’organizzazione del Servizio Internazionale di Latitudine. Durante la preparazione della Conferenza venne segnalata a Celoria la combinazione finale delle Stazioni di Mizusawa, Dover o Gaithesburg, Ukiah e Cagliari. Immediatamente Celoria si attivò per la definizione del sito di Cagliari programmando un sopralluogo in Sardegna in modo che la scelta del luogo non si discostasse dal parallelo prescelto per non più di circa un chilometro e che rispettasse tutte le altre condizioni precedentemente poste.
Giunta la notizia della scelta della città di Cagliari, la prima segnalazione, per definire una postazione idonea per la realizzazione dell’Osservatorio fu fatta dall’ingegner Guarducci dell’Istituto Geografico Militare, che suggerì la Torre di San Pancrazio, sede di un punto trigonometrico di primo ordine. Se l’attenzione verso Cagliari era giustificata, per la presenza dell’Università e perché rispondente alle caratteristiche richieste, i geodeti dell’Ufficio di Postdam non avevano sufficienti informazioni sulle possibilità logistiche del suo territorio. Contemporaneamente giunsero a Celoria altre segnalazioni e tra queste egli prestò particolarmente attenzione al riferimento all’isola di San Pietro posta sul parallelo 39° 08’. Il Comandante G. B. Lasagna, vice-direttore a riposo del Catasto di Genova, essendo stato qualche tempo prima in visita presso l’isola di San Pietro, nella sua lettera del 2 Novembre 1897 al Celoria scriveva sul parallelo di 39° 08’ non vi è a parer mio che l’Isola di San Pietro. E’ più sana del rimante della Sardegna meridionale. E’ abitata da una popolazione di origine ligure anzi vi si parla il Genovese di Pegli. Nell’isola oltre il paese di Carlo Forte vi sono molte casette sparse ed utilizzate per la coltivazione dei terreni. Si potrebbe trovarne qualcheduna per alloggio. L’isola è trachitica a collinette, la più alta delle quali appena giunge a 214 m: Guardia dei Mori j = 39° 09’ 40". La popolazione è molto industriosa e buona e Carlo Forte comune abbastanza importante. E’ in comunicazione con Cagliari per mare credo una volta per settimana; e con Iglesias per barca e ferrovia privata con uno o due turni al giorno. Il parallelo 39° 08’ taglia quasi esattamente per metà l’isola e l’osservatorio potrebbe impiantarsi a poca distanza da Carlo Forte. Disturbi sismici non se ne sentono; dominano molto i venti foranei. Nella settima seduta dell’Assemblea di Stoccarda venne approvato in via definitiva la scelta di Carloforte, sull’isola di San Pietro, al posto di Cagliari e la città di Gaithersburg sostituì la città di Dover. 
Alla fine di gennaio 1899, l’astronomo aggiunto dell’Osservatorio di Padova, il dott. Giuseppe Ciscato, giunse a Carloforte, con l’incarico di Direttore. Per la scelta del luogo in cui istituire la Stazione Astronomica, la sua attenzione cadde sull’antica e robusta Torre di San Vittorio, proprietà di una famiglia locale. Espletate le pratiche per l’affitto dei locali, chiese al Municipio l’autorizzazione a far demolire il cono centrale, posto sul piano del terrazzo, per la sistemazione della cupola. Quest’ultima venne appositamente progettata e costruita a Postdam per ospitare il Telescopio Visuale Zenitale (VZT), realizzato presso l’officina Wanschaff di Berlino. Sia la cupola che lo strumento furono messi a disposizione dall’Associazione Geodetica Internazionale. Il 16 settembre Ciscato venne raggiunto da Emilio Bianchi, e la notte tra il 24 e il 25 ottobre 1899 i due astronomi effettuarono le prime determinazioni astronomiche di latitudine mediante a Carloforte sfruttando il Telescopio Visuale Zenitale.

Verso la fine degli anni ’60 cominciarono a venir meno le motivazioni scientifiche per il mantenimento del servizio di osservazione delle latitudini e le nuove tecnologie portarono le stazioni osservative storiche, come quella di Mizusawa in Giappone, a intraprendere un programma di evoluzione che le portò a convertirsi in veri e propri osservatori geodetici con strumentazioni moderne e numerosi ricercatori.
La stessa strada fu intrapresa da Edoardo Proverbio, l’ultimo direttore di Carloforte, mediante un ambizioso progetto che consisteva nel trasferimento della struttura a Cagliari e nel suo collegamento con l’Università. I nuovi impianti furono affiancati per un certo periodo a quelli di Carloforte, per poi trasformarsi in una vera e propria struttura autonoma di ricerca osservativa, sempre dedicata a ricerche in campo geodetico e di astronomia fondamentale. Le Facoltà scientifiche dell’Università di Cagliari accolsero di buon grado l’iniziativa e tutto l’Ateneo si fece promotore e finanziatore, mettendo a disposizione un terreno e dei fabbricati che avrebbero ospitato uffici e cupole osservative. Fu così che nacque il progetto dell’Osservatorio di Cagliari. La sede scelta fu una collina in comune di Capoterra, a circa 20 chilometri da Cagliari, prossima al villaggio residenziale di Poggio dei Pini. L’area disponibile era sufficientemente ampia da ospitare le palazzine con i laboratori e gli uffici e numerose cupole osservative. Così nel 1970 nacque l'Osservatorio Astronomico di Cagliari.
Il programma di ricerca e sviluppo, presentato da Proverbio, comprendeva l’utilizzo di strumenti classici (VZT e lo Strumento dei Passaggi) insieme con i più moderni strumenti ottici (Tubo Fotografico Zenitale, Astrolabio a prisma) per studi sulla rotazione della Terra, del il moto del Polo, e analisi di carattere astrometrico (cataloghi stellari). Infine il nuovo osservatorio comprendeva anche un moderno centro di calcolo, una stazione meteorologica di nuova generazione e un laboratorio di Tempo e Frequenza. Si trattava di un programma a vasto raggio che necessitava di grossi finanziamenti e di un forte aumento del personale scientifico e tecnico, ben difficile da attuare nell’ambito della vecchia Stazione Astronomica. Fu grazie a numerose collaborazioni internazionali e all’apporto di personale assunto direttamente o “prestato” dall’Università e dal CNR che si riuscì a partire.
L’inaugurazione del nuovo osservatorio parzialmente funzionante avvenne nel 1978. Dal 1980 la Stazione Astronomica di Cagliari entrò di fatto nel panorama delle strutture per la ricerca astrometrica e geodinamica, con uno staff di sette ricercatori e altrettanti tecnici, e numerosi strumenti già operativi o in fase di collaudo. Il fiore all’occhiello della struttura era il modernissimo impianto laser per telemetria su satelliti artificiali (SLR). La tecnica consisteva nel misurare, con grande precisione, la distanza istantanea dell’oggetto celeste grazie all’uso di impulsi di luce laser potentissimi e brevissimi “sparati” da un telescopio emettitore. Gli echi di questi impulsi venivano raccolti da un sistema di grande sensibilità che misurava i tempi di volo con precisione inferiore al miliardesimo di secondo. Nacque così la “Geodesia Spaziale”, ossia l’insieme delle tecniche di studio della forma, della rotazione e del potenziale della Terra basate sui satelliti artificiali e non più su osservazioni astronomiche. Queste tecniche si arricchiranno nel corso degli anni di nuove tecnologie sempre più sofisticate, tra cui il sistema di navigazione GPS e simili, che daranno un contributo decisivo alle ricerche in campo geodetico.
Dopo il periodo di fondazione e costruzione, la crescente collaborazione tra l’Osservatorio di Cagliari e le Facoltà universitarie favorì la nascita di nuovi settori di ricerca, specie in campo dell’Astrofisica, grazie anche all’istituzione di alcune cattedre di insegnamento e a un particolare indirizzo della laurea in Fisica. Fu questa spinta, nei primi anni ’90, a determinare il maggiore incremento delle attività di formazione per giovani studenti o laureati e a formare le basi per la crescita scientifica della struttura. Fu allora che si cominciò a valutare il progetto di installare un grande radiotelescopio in Sardegna, da affiancare, in Italia, a quelli già esistenti a Medicina (Bologna) e a Noto in Sicilia. E sarà da questo progetto che nascerà la maggiore spinta di sviluppo dell’Astronomia in Sardegna. In realtà l’idea era già insita nei primi programmi di ricerca degli anni ’70, dato che le reti di radiotelescopi forniscono un potente strumento osservativo per la Geodinamica, grazie all’Interferometria su Lunga Base (VLBI) che permette misure angolari su sorgenti celesti con estrema precisione. Quello che si fece, e che ora è operativo, fu pensare non soltanto a una semplice stazione VLBI, ma a un radiotelescopio ad elevata tecnologia, capace di effettuare osservazioni utili per l’Astrofisica e la Cosmologia, e da fungere da supporto anche per le imprese di esplorazione spaziale. Fu così che nacque il Sardinia Radio Telescope (SRT).

La Radioastronomia nacque intorno al 1930 per opera di Karl Guthe Jansky e, in meno di un secolo, fornì risultati sorprendenti nella conoscenza dell’Universo e della sua evoluzione. Nel 1994 cominciarono i primi sopralluoghi sul territorio sardo nell’ambito di un progetto di fattibilità per la realizzazione di un grande radiotelescopio, voluto dall’Istituto di Radio Astronomia. L’idea era di realizzare Il primo uno strumento di grandi dimensioni, con superficie dell’antenna quattro volte superiore a quelle già esistenti in Italia (diametro 64 m) e con tecnologia “attiva”, ossia in grado di spingere verso l’alto la massima frequenza radio osservabile. A questo dovevano contribuire anche le caratteristiche del territorio e dell’atmosfera. Prima della fine degli anni ’90 le località adatte erano state individuate, e in ultima analisi fu scelto un sito nel territorio comunale di San Basilio, a circa 30 km a nord di Cagliari. Intanto il progetto veniva finanziato con un concorso di contributi statali, europei e regionali. La costruzione vera e propria comincerà nella metà degli anni 2000, per arrivare all’inaugurazione nel 2013. Durante questi anni l’Osservatorio di Cagliari subisce una vera e propria trasformazione, convogliando gran parte delle attività verso settori legati alla Radioastronomia o a tecnologie di supporto. La stessa sede dell’Osservatorio, in uso dal 1978, verrà spostata dal territorio di Capoterra all’attuale sede, in comune di Selargius, in una posizione vantaggiosa sia rispetto al Radiotelescopio, sia rispetto alle strutture universitarie. Contemporaneamente al trasloco vengono dismesse quasi tutte le attività osservative legate alla Geodesia Spaziale e all’Astronomia ottica, chiudendo così dopo oltre cento anni il capitolo iniziato a Carloforte con le osservazioni di latitudine. La stessa sede della Stazione Astronomica di Carloforte viene definitivamente chiusa e restituita all’Amministrazione comunale. Oggi (2018) l’Osservatorio di Cagliari può contare su uno staff di oltre cinquanta unità tra ricercatori, tecnologi e tecnici, molti dei quali impegnati in attività legate alla radioastronomia. Inoltre gode di una continua e proficua collaborazione con l’Università di Cagliari, sotto forma di corsi d’esame, dottorati, specializzazioni. In aggiunta, la struttura ospita personale dell’ASI (l’Agenzia Spaziale Italiana) con la quale collabora per l’utilizzo di SRT per attività astronautiche (telemetria di sonde spaziali e altre osservazioni legate alle missioni interplanetarie).