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Il punto nave astronomico negli anni 2000
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« Ci troviamo a bordo di una delle più sofisticate Unità di una Marina Militare, per esempio: Nave Garibaldi. La nave è equipaggiata con gli ultimi sistemi elettronici per condurre la navigazione con sicurezza: 
    - sistema ECDIS per la navigazione, che consente la visualizzazione della cartografia Elettronica ENC 
    - radar ultra sofisticato
Ipotizziamo che per vari motivi tecnici, tutta questa moltitudine di strumentazione vada in avaria. Naturalmente tale ipotesi è fortemente esagerata anche perché a bordo delle navi la strumentazione è ridondante. 

La strumentazione è andata in avaria. Ma l’Ufficiale di Rotta è in grado di poter portare a casa la nave e il suo equipaggio con il  
kit di sopravvivenza 

    - bussola magnetica 
    - sestante 
    - orologio 
    - Sferoscopio Del Pino »
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Una moderna bussola magnetica
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Un moderno sestante
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Un moderno orologio

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Lo Sferoscopio Del Pino
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
            Il punto nave astronomico tradizionale 
 
« Per tale motivo, presso l’Accademia Navale ancora oggi si insegna a determinare la posizione in mare con l’osservazione astronomica crepuscolare, al mattino o alla sera. 

Naturalmente il processo educativo si è adeguato al procedere della tecnologia informatica: fino agli anni ’80 gli Allievi della 2^ Classe effettuavano settimanalmente dei compiti di Nautica nei quali una parte del compito era il calcolo del P.N.A. ( Punto Nave Astronomico ) utilizzando gli “strumenti” del tempo: 

    - Effemeridi Nautiche 
    - Tavole HO 214 o HO 249 
    - quaderno dei calcoli astronomici »
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Il punto nave astronomico tradizionale, "computer-aided"

 
« Successivamente all’avvento dei primi Personal Computer e alla naturale estinzione delle tavole HO 214 e 249, la parte preponderante del calcolo veniva svolto da un software, appositamente preparato dagli Ufficiali Idrografi Insegnanti di Nautica presso l’Accademia Navale: dopo aver determinato, grazie alle Effemeridi, i dati di ingresso, ovvero:  
    - t * (Angolo orario dell’astro) 
    - d (declinazione)
(che costituiscono le coordinate locali orarie), si introducevano i dati nel calcolatore, ottenendo, per ogni astro (valori calcolati), la  
    - hs (altezza stimata) 
    - az (azimut)
per il successivo impiego sul foglio quadrettato. »
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Esempio di pagina delle HO 214
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

Esempio di pagina delle HO 249
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

Esempio di "quaderno dei calcoli astronomici"
 

 
 
 
 
 
 
 
  

 

Il "Piede Subastrale di un corpo celeste" 

 
Diamo poi una prima definizione : si dice piede (o punto) subastrale di un astro quel punto sulla superficie terrestre da cui passa la retta ideale che congiunge il centro della terra con l'astro. Osserviamo subito che il piede subastrale della Stella Polare è proprio il Polo Nord. 
 

 
 
 
 
 
 
 
 

 

Il "Piede Subastrale di un corpo celeste"
 
Se noi conoscessimo l'esatta posizione del piede subastrale di una qualsiasi stella, misurandone l'altezza potremmo individuare la nostra posizione disegnando un cerchio sulla superficie terrestre, con il raggio pari a ( 90° - h ) x 60 NM (un grado equivale a 60 primi e quindi 60 miglia marine). 

Basterà una seconda osservazione di una seconda stella per individuare la nostra posizione quale intersezione dei due cerchi (in realtà le intersezioni sarebbero 2 ma una di queste sarebbe lontanissima dalla nostra posizione e quindi potremmo facilmente escluderla). 

Purtroppo, però, per poter disegnare direttamente questi cerchi, dovremmo farlo su un mappamondo, e questo è senz'altro poco pratico. 

Ma, se noi consideriamo un punto qualsiasi, abbastanza vicino alla nostra posizione (un'idea più o meno di dove siamo ce l'avremo pure, no?), e ci calcoliamo quale dovrebbe essere l'altezza misurata osservando una certa stella da quel punto, confrontando questa altezza calcolata con quella realmente osservata, potremmo sapere quanto più o meno distanti dal punto subastrale siamo rispetto a questo punto (che da ora in poi chiameremo determinativo).


 
 
 
 
 
 
 
 

 

Il "Piede Subastrale di un corpo celeste"
 
A questo punto ci basta sapere in che direzione è questo punto rispetto a noi.  

ATTENZIONE : data la grande distanza tra noi e il punto determinativo (avremo cura di osservare stelle che abbiano un'altezza sull'orizzonte compresa tra i 25° e i 60°, che significano una distanza dal punto determinativo non inferiore a 2.400 NM), questa direzione è la stessa sia per noi che per tutti gli osservatori che sono nella stessa zona, il che equivale a poter disegnare quei famosi cerchi come rette perpendicolari alla direzione (Azimut) nella quale osserviamo la stella. 

Noi ci troveremo su una retta distante tante miglia marine quanto sono i primi di grado di differenza tra l'altezza calcolata e quella osservata.



 
 
 
 
 
 
 
 

 

Il "Metodo di Saint Hilaire"
 
Ideato dal Comandante Saint Hilaire, della marina da guerra Francese verso il 1874, è il metodo ancora oggi impiegato. 

Consiste nella risoluzione del triangolo sferico (o di posizione) che ha i vertici P = Polo elevato, Z = Zenit dell’osservatore, A = Astro e gli angoli: angolo al Polo e angolo zenitale (l’angolo all’astro si può trascurare). 

I lati sono la colatitudine ( 90 - j ), distanza zenitale ( 90 - h ) e distanza polare ( 90 – d ). Mediante Eulero, si può risolvere il triangolo. 
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Il "Teorema dei seni" 

 
Risolvendo il triangolo di posizione, del quale si conoscono 2 lati : 90° - d (distanza polare) e 90° - j (colatitudine) e l’angolo al polo P, si ottengono l’altezza e l’azimut dell’astro, chiamati stimati in quanto rappresentano il valore delle coordinate ottenute con quel particolare punto stimato. 
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I "Cerchi di altezza" 
 
 
 
Indicando con Sb il punto subastrale (proiezione sulla superficie terrestre della posizione dell’astro) e con Ps il punto stimato, partendo dal punto Sb si tracciano due cerchi d’altezza, quello stimato e quello vero, aventi per raggio rispettivamente 90° - hs e 90° - hv. Il cerchio stimato dovrà necessariamente passare dal punto Ps. 
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Il "Punto determinativo" 
 
 
 
Se la differenza hv-hs è positiva, il cerchio vero è all’interno di a quello stimato, viceversa se hv-hs è negativa il cerchio vero è esterno...
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"Punti determinativi" 
 
 
 
Anche se si fossero usati diversi punti stimati, si sarebbero ottenuti diversi punti determinativi, diversi azimut ma tutti appartenenti allo stesso cerchio d’altezza.
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z"Potenzialità del metodo Saint Hilaire" 
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Quindi: 

- si calcola l’altezza stimata; 
- si esegue la differenza hv-hs 
- la si riporta a partire dal punto stimato sotto forma di un segmento orientato rispetto l’azimut di tante miglia verso l’astro se la differenza è 
  positiva, di tante miglia, allontanandosi dall’astro se negativa, ottenendo il punto determinativo D, un punto del cerchio di altezza di quel  
  determinato astro. 

In pratica si misurano simultaneamente o, per meglio dire, quasi simultaneamente le altezze di più astri opportunamente scelti e da ogni misura si ricava un luogo di posizione terrestre. Il punto d'incontro di tali luoghi di posizione da origine al Punto Nave. 
 

 
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"Norme" 
  (*) vedi nota in fondo   (*) vai a note in fondo
 
 
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"Origine del grafico" 

 
 
 
 
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"Riporto Az_s" 

 
 
 
 
 
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"Riporto hv - hs" 

 
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"Riporto il trasprto" 

 
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"Riporto la 'Retta d'altezza' perpendicolare a Az_s" 

 
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"Riporto successive 'Rette d'altezza' perpendicolari alle rispettive Az_s" 

 
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"Traccio le 'Bisettrici' trovando così il Punto Nave Astronomico" 

 
 
L’orientamento delle frecce delle rette, costituisce una indicazione “personale” per l’osservatore: un osservatore solito a misurare altezze maggiori di quelle reali, cioè abituato a “bagnare” la stella, avrà le stelle con le frecce che “guardano” il punto nave astronomico. Questo è un errore sistematico.
 
 
 
 
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Il "Punto Nave Astronomico" sulla carta millimetrata 
 
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Il "Punto Nave Astronomico" sulla carta nautica 
 
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Il "Punto Nave Astronomico" sulla carta nautica 
 
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"Note" a fine capitolo
 
(1) si riportano la data ( giorno, mese, anno ) e il periodo dell'osservazio- 
ne (crepuscolo mattunale, Antimeripom, crepuscolo serale)
(2) Fs è la latitudine del punto stimato messo a calcolo, Fa è la latitudine ausiliaria eventualmente messa a calcolo impiegando le HO214 - HO249
(3) longitudine del punto stimato messo a calcolo (4) rotta seguita dall'unità tra l'istante della prima osservazione e l'ora in cui si trasportano le rette
(5) velocità tenuta dall'unità tra l'istante della prima osservazione e l'ora in cui si trasportano le rette (6) correzione dell'indice del sestante
(7) elevazione (in metri) dell'occhio dell'osservatore sul livello del mare (8) differenza tra tempo UT e ora (GMT) del cronometro di bordo
(9) differenza tra l'ora del cronometro di bordo e l'ora della mostra impiegata per l'osservazione (10) ora del fuso alla quale vengono trasportate le rette e viene determinato il PNA
(11) differenza in ore tra l'ora del fuso e l'ora di Greenwich (12) ora Tm alla quale vengono trasportate le rette e viene determinato il PNA
(13) nome di ciascun astro osservato (14) altezza strumentale di ciascun astro
(15) istante di osservazione di ciascun astro (16) differenza tra altezza vera e altezza stimata, in primi e decimi, ottenuta con le tavole o il calcolatore
(17) azimut stimato di ciascun astro ottenuto con le tavole o il calcolatore (18) orea Tm corrispondente al to in cui è stato osservato un astro
(19) intervallo di tempo, in minuti, tra l'ora Tm del PNA e l'ora Tm di osservazione (20) trasporto in miglia di ciascun astro 
 
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