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Il punto
nave astronomico negli anni 2000 |
itrio
« 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 »
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Una moderna
bussola magnetica |
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Lo Sferoscopio
Del Pino |
Il punto nave
astronomico tradizionale |
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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.
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Esempio di pagina
delle HO 214 |
Esempio di pagina
delle HO 249 |
Esempio di "quaderno
dei calcoli astronomici" |
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Il "Piede
Subastrale di un corpo celeste"
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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.
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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). |
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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. |
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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"
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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"
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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"
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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"
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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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"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"
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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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(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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