Устройство звездного глобуса, его установка

Построение проекции небесной сферы

Данный способ обеспечивает получение искомых горизонтальных координат светила с точностью 1° - 2°. Порядок построения проекции небесной сферы на меридиан наблюдателя, небесный экватор и горизонт следующий:

Чертеж на плоскости меридиана наблюдателя.

Рассмотрим построение на конкретном примере.

 

Дано: φ = 40° 42,0´ S

λс = 146° 10,0´ Е

= 189° 24,7´

α = 24° 20,3´

δ = 57° 17,6´ S

______________

Определить: h, А, , название звезды.

 

Решение.

1. Необходимо рассчитать , порядок его расчета следующий:

 

 

 

2. Начертить круг произвольного радиуса (R ≈ 50мм). В центре круга поставить Е или W, в зависимости от наименования часового угла звезды (в практическом счете) через точки E (W) провести отвесную линию и линию истинного горизонта.

3. Выбрать направление оси мира и нанести ее. Высота повышенного полюса равна широте места (hр =φ). При этом надо учесть, что в северной широте РN располагается над т. N горизонта, в южной широте РS над т. S.

 

 

Для данного примера

Точка S располагается слева, РS над т. S.

4. Перпендикулярно оси мира нанести небесный экватор. Отметить точки z, n на отвесной линии, РN и РS на оси мира, полуденную еи полуночную q точки на экваторе, N и S на линии горизонта.

Смотрим на небесный экватор со стороны повышенного полюса мира.

5. От полуденной точки е отложить tм светила, отметить точкуt, спроектировать ее на экватор и обозначить . Через точки РN , РS и провести окружность, которая будет меридианом светила. Меридиан изобразится эллипсом.

6. Нанести параллель светила. Для этого от точки е (или q)поокружности меридиана наблюдателя в сторону соответствующего полюса отложить δ(склонение светила) и провести через конец дуги δ линию, параллельную экватору.

7. В точке пересечения меридиана и параллели светила обозначить его место. Провести через светило прямую линию, параллельную полуденной линии N – S (альмукантарат светила).

Измерить дугу меридиана наблюдателя от точки N или S до пересечения с альмукантаратом, получим h – искомую высоту светила.

Смотрим на истинный горизонт с точки z.

8. Провести через точки z, n и светило, вертикал – дугу окружности. Пересечение вертикала с полуденной линией даст точку А¢.

9. Спроектировать точку А¢ на меридиан наблюдателя (параллельно отвесной линии), получить точку А. Измерить дугу от вертикала повышенного полюса (т. N или S) до точки А – это будет искомый азимут А светила в полукруговом счете. Перевести его в круговой счет, записать результаты.

Пример 2. Условия примера 2. В соответствии с рассмотренным выше порядком строим проекции небесной сферы (рис. 4).

 

Рис. 4

 

 

С чертежа снимаем

h = 55°

А = S 45° E

 

 

Звездным глобусом называется прибор, представляющий модель небесной сферы и предназначенный для приближенного решения задач мореходной астрономии, изучения звездного неба и движения светил. Отечественный звездный глобус (ЗГ) состоит из собственно глобуса 1, представляющего пустотелый шар из металла или пластмассы диаметром 168мм, на который наклеены карты звездного неба по участкам в таких проекциях, что искажения практически отсутствуют, а также нескольких колец и ящика.

Рис. 5. Звездный глобус

 

Глобус может вращаться в меридианном кольце 4, которое изображает подвижный произвольный меридиан, если глобус вынут из ящика, и меридиан наблюдателя, если глобус помещен в ящик. Горизонтальное кольцо 2 изображает истинный горизонт, а съемная крестовина вертикалов 3 (из полуколец) изображает вертикалы. Все эти кольца разделены на градусы, что позволяет отсчитывать координаты до 0,2 – 0,3°. На глобус нанесены основные круги сферы (двойными линиями); небесный экватор, эклиптика и меридианы точек равноденствий и солнцестояний, разделенные через 1°. Кроме того, на глобус нанесены сетка меридианов (через 15° = 1ч) и параллелей (через 10°). Верхняя шкала экватора, данная в градусах, оцифрована через 10°, нижняя, данная в часовой мере, - через 15° (часы помечены римскими цифрами). Обе эти шкалы для произвольного меридиана дают прямые восхождения светил, а для отсчета на экваторе у кольца меридиана наблюдателя – звездное местное время Sм. Точка Овна (в пересечении экватора и эклиптики) помечена цифрой ХХIV (360°); противоположная точка – Весов помечена цифрой XII. Эклиптика проведена под углом 23,5° к экватору и поделена на 12 отрезков, разделенных от 0 до 30°; такой отрезок Солнце проходит за 1 месяц.

По координатной сетке на глобус нанесены 160 наиболее ярких звезд. Названия созвездий даны по-латыни, а на новых глобусах – по-русски. Места звезд отмечены условными знаками (табличка знаков дана на глобусе) в зависимости от их блеска и около них поставлены греческие буквы, указывающие их места в созвездии, например, Близнецы α, β и т. д. Координатная сетка и места звезд нанесены на глобус как «постоянные» объекты. Однако эти объекты подвержены небольшим смещениям. Начало двух систем координат (точка Овна) смещается вследствие процессии приблизительно на 1´ в год. Поэтому через 30 лет координатная сетка на глобусе сместится приблизительно на 0,5° от положения сетки в данный момент, и места звезд окажутся неточными. Следовательно, чтобы решать задачи с точностью до 1°, срок службы глобуса не должен превышать 30 лет от даты составления его звездной карты.

Места объектов, движущихся по сфере сравнительно быстро (планет, Солнца, Луны и др.), наносит сам наблюдатель по их координатам α и δ на данный момент.

Конструкция нашего звездного глобуса является одной из наиболее удачных.

Установка глобуса по месту и времени наблюдений.Чтобы глобус воспроизвел ту картину неба, которую видит наблюдатель на небесном своде в данный момент, необходимо установить меридианное кольцо глобуса в прорези горизонта и повернуть его шар по данной широте и по звездному времени S наблюдений. Для установки глобуса по широте надо повышенный полюс, соответствующий широте, поднять над горизонтом на угол φ, причем, если φN, то над точкой N поднимается РN (около него на глобусе написано «Полярная» или «Polaris»), если же φS, то над S поднимается противоположный РS, при этом отсчет на меридиане у горизонта равен 90° - φ. Для проверки смотрим на отсчет у зенита, он должен быть равен широте, так как δz = φ. После этого глобус поворачивают вокруг оси, пока на середину кольца меридиана в его полуденной части не придет отсчет экватора, равный заданному . Если теперь глобус ориентировать по горизонту так, чтобы его длина NS совпала с этим направлением в натуре, то расположение светил и направления на них будут соответствовать наблюдаемым на небесном своде.

Накладывая на глобус крестовину вертикалов и подводя вертикал к намеченному светилу, можно отсчитать его h и А. Точность полученных координат зависит от состояния глобуса и года его изготовления; в среднем для отечественных глобусов для высоты mh = ±0,5°; для азимута mА = ±0,8°.