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IL PUNTO NAVE ASTRONOMICO Corso online di Astronomia Nautica precedente               seguente

IL RICONOSCIMENTO DI UN ASTRO INCOGNITO Talvolta accade che durante le osservazioni, specialmente quando il cielo si copre e scopre celermente, si prenda l'altezza di un astro che non corrisponde a nessuno di quelli selezionati in fase di pianificazione. Ci si ritrova così con un astro sconosciuto. E' questo un problema più teorico che altro, in quanto l'Ufficiale di coperta conosce abbastanza bene il cielo sotto cui sta navigando per cui raramente gli capita di osservare o vedere un astro che non conosce. Tra l'altro lo spostamento della nave nel corso di una giornata, o mezza giornata, è geograficamente abbastanza limitato tanto che il cielo non presenta significative variazioni rispetto ai giorni precedenti. Questo problema è talmente di scuola che tutti gli anni, all'esame scritto di maturità degli Istituti Nautici, non manca mai di essere proposto, e rivela nello studente, la capacità e maturità di elaborare formule trigonometriche dell'Astronomia Nautica. Il problema si può risolvere sostanzialmente in tre maniere. 1) Riconoscimento dell'astro mediante confronto con la carta del cielo stellato riportata nelle Effemeridi Nautiche. 2) Utilizzo, per chi lo possiede, dello Starfinder and Identifier edito dall'Istituto Idrografico americano. 3) Calcolo mediante trasformazione di coordinate sferiche da altazimutali locali a equatoriali uranografiche. Ovviamente, dal punto di vista teorico, il più importante e' il terzo metodo, anche se più laborioso. CARTA DEL CIELO STELLATO Nelle Effemeridi Nautiche italiane, edite dall'Istituto Idrografico della Marina, sono riportate alcune carte del cielo dove sono riportate le stelle più importanti, in particolare quelle maggiormente utilizzate dai naviganti per le osservazioni astronomiche. Qui sotto è riportata la più famosa e diffusa. E' una carta in proiezione di Mercatore dove sono riportate stelle e costellazioni di entrambi gli emisferi, e sulla quale si sono allenati generazioni di Ufficiali di Coperta. Con un po' di esperienza, è abbastanza facile individuare gli astri che si vedono in cielo, e dare loro un nome. La carta è leggermente più complicata di quello che a colpo d'occhio appare. Infatti, con qualche operazione grafica, consente di rappresentare lo Zenith e l'orizzonte dell'osservatore rendendola idonea anche alla pianificazione delle osservazioni. Ma tralasciamo questo argomento. Esistono in commercio anche altre carte più o meno analoghe, di cui la più nota è forse la Bernard's Star Chart. STARFINDER Lo Starfinder è uno strumentino semplice e simpatico. E' costituito da un disco di plastica rigida sulle cui due facciate sono riportate le stelle dell'emisfero Nord e dell'emisfero Sud. Dispone poi di una serie di dischi trasparenti, da sovrapporre al disco rigido, su cui sono disegnati i paralleli di altezza e i cerchi verticali per una data latitudine. In questa maniera si dispone di una particolare proiezione del cielo stellato da cui desumere l'altezza e l'azimut degli astri riportati. Il disco trasparente va posizionato in base al "ts", cioè tempo sidereo locale che quindi va predeterminato per l'ora delle osservazioni. Identificare un astro è quindi molto semplice. Esempio Latitudine 37°10' S Longitudine 21°58' E ora UT dell'osservazione Tm 19:03:27 del 02/01/1992 altezza misurata hi=15°53' azimut stimato 161° Si prende il disco delle stelle dell'emisfero Sud ed il disco trasparente per la latitudine più prossima, 35° S. Dalle Effemeridi si calcola il ts per l'ora considerata Tso = 26° 40'.6 (per le ore 19) +Is = 5'.9 (per 3 minuti e 27 secondi) ------------------ Ts = 26° 46'.5 + Long. = 21° 58'.0 ------------------ ts = 48° 44'.5 che risulta essere 48°44'; si sovrappone il disco trasparente a quello delle stelle e lo si ruota posizionando la freccia sul bordo del disco bianco in corrispondenza di tale valore. Si osserva che in corrispondenza dell'azimut 161° e altezza circa 15° vi sono alcune stelle, ma quella che più si avvicina ai valori di cui sopra è la stella Acrux. Metodo semplice e velocissimo; il tutto in meno di un paio di minuti. CALCOLO Quando non si dispone di carta del cielo, nè di starfinder dobbiamo tirare fuori le nostre competenze di Astronomia Nautica e risolvere il problema con il calcolo trigonometrico. Il metodo è un po' laborioso e cosituito dai seguenti passi. 1) Leggere l'altezza dell'astro al sestante, come di consueto, associandola alla lettura del cronometro 2) Misurare sulla bussola l'azimuth dell'astro. Ovviamente sarà un valore abbastanza approssimato, specie se l'astro è molto alto. 3) Correggere come di consueto l'altezza strumentale 4) Trasformare l'azimuth in angolo azimutale Z; portarlo cioè da un valore compreso tra 0° e 360°, in un valore compreso tra 0° a 180°. 5) Calcolare con le Effemeridi il ts per l'ora dell'osservazione 6) Con la formula seguente calcolare l'angolo al polo dell'astro.           tan(AP) = sen(Z) / [tan(hv) cos(Lat) - sen(Lat) cos(Z)] 7) Trasformare l'angolo al polo in angolo orario, cioè ta 8) Ricavare la coascensione retta coalfa = ta-ts e se necessario ridurla ad un valore compreso tra 0° e 360° 9) Con la seguente formula calcolare la declinazione.           sen(dec) = sen(Lat) sen(hv)+cos(Lat) cos(hv) cos(Z) 10) Entrare nelle Effemeridi Nautiche nell'elenco delle stelle e cercare un astro che abbia i valori di coascensione e declinazione più prossimi a quelli calcolati. Quello è il nostro astro incognito. Ovviamente non troveremo valori perfettamente concordanti, poichè l'azimut di partenza è abbastanza approssimato, ma sicuramente sufficienti ad individuare l'astro senza ambiguità. Facciamo un esempio per chiarire meglio la procedura. Alle ore Tm 19:03:27 del 02/01/1992, dal punto stimato di coordinate Lat. 37°10.0'S e Long. 21°58'.0 E si osserva tra le nuvole un astro, di cui non si conosce il nome, con hi = 15°53'.0, azimut = 161°, gammac = +1'.2. Identificare l'astro. Ripetiamo passo passo lo schema operativo di cui sopra, con i dati attuali. 1) hi = 15°53'.0 Tm = 19:03:27 del 02/01/1992 2) Azimut approssimato = 161° 3) Correzione dell'altezza hi = 15° 53'.0 +gc = + 1'.2 ------------------ ho = 15° 54'.2 +c1 = 13'.4 (elevaz. 14 m.) +c2 = 36'.7 -------------------- hv+1° = 16° 44'.3 hv = 15° 44'.3 4) azimut 161° ----> angolo azimutale Z = N 161° E 5) Dalle Effemeridi calcoliamo il tempo sidereo locale Tso = 26° 40'.6 (per le ore 19) +Is = 5'.9 (per 3 minuti e 27 secondi) ------------------ Ts = 26° 46'.5 + Long. = 21° 58'.0 ------------------ ts = 48° 44'.5 6) Trasformiamo prima i valori sessagesimali in decimali, per comodità di uso della calcolatrice, Z = 161 hv = 15°44'.3 -----> 15.791667 Lat = 37°10'.0 S -----> -37.16667 e poi applichiamo la formula per il calcolo dell'Angolo al Polo tan(AP) = sen(161) / [tan(15.791667) cos(-37.16667) - sen(-37.16667) cos(161)] tan(AP) = 0.325568 / [0.2828144 x 0.7968815 - (-0.6041356) x (-0.945518)] = 0.325568 / (0.225369 - 0.57122108) = 0.325568 /-0.34585208 =-0.94135 tan(AP) = -0.94135 ----> AP = -43°.2695 ----> 136.7304 E 7) Calcoliamo il tempo locale dell'astro AP = 136.7304 E ----> ta =223°.2695 --> 223° 16'.0 8) Calcoliamo la coascensione retta coalfa = ta - ts ta = 223° 16'.0 -ts = 48° 44'.5 -------------------- coalfa = 174° 31'.5 9) Calcoliamo la declinazione sen dec = sen(-37.16667) sen(15.791667) + cos(-37.16667) cos(15.791667) cos(161) sen dec = -0.6041356 x 0.27214 + 0.79688 x 0.96225 x -0.945518 = -0.164409 -0.72502 =-0.889429 sen dec = -0.889429 --------> 62.8016 = 62° 48' S 10) Cercare sulle Effemeridi l'astro con le coordinate più prossime a quelle calcolate. Dunque abbiamo ricavato le coordinate equatoriali approssimate dell'astro incognito: coascensione retta = 174° 31' e declinazione = 62° 48'S. Dalle Effemeridi, per il giorno indicato, si nota che l'astro con le cooridnate più vicine è Acrux. Beh, come vedete non è proprio una passeggiata. Meglio comprarsi lo Starfinder!