Sin la electrónica moderna, ¿cómo podría determinar su longitud, latitud y altitud mientras se pierde en las profundidades del subsuelo?

La altitud (o la profundidad) se puede medir con un barómetro.

Latitude es factible, pero complicado. Me vienen a la mente dos métodos, pero requieren permanecer en un lugar durante bastante tiempo para realizar mediciones precisas.

La primera opción es utilizar un péndulo de Foucault . La tasa de precesión de tal péndulo está directamente relacionada con la latitud; el péndulo sirve convenientemente como su propio dispositivo de cronometraje, por lo que ni siquiera necesita un reloj de bolsillo para acompañarlo. Un transportador y una tabla de conversión de una sola hoja serían suficientes. Solo tiene que quedarse en un lugar el tiempo suficiente para obtener una medida precisa de la tasa de precesión, lo que tomaría al menos varias horas, y aunque podría empaquetarse de manera bastante compacta para el transporte, el dispositivo sería bastante complicado de configurar. .

La segunda opción es utilizar un giroscopio. Esto sería un poco más allá del nivel de tecnología que nos dio relojes de bolsillo para medir la longitud en la Tierra, para poder usar un mecanismo de relojería accionado por resorte para mantener la cosa girando el tiempo suficiente y con rodamientos suficientemente libres. La idea básica es hacer que el giroscopio comience a girar y luego observar su eje aparente de precesión durante una parte significativa del día; el giroscopio mantendrá una orientación constante en el espacio mientras es transportado por la rotación del planeta. El eje de precesión es paralelo al eje del planeta, y el ángulo que forma con la dirección de la gravedad te indica tu latitud. Es una buena idea hacer funcionar al menos dos giroscopios en paralelo, a noventa grados entre sí, para obtener una mejor lectura. aunque con suficiente desarrollo es posible construir giroscopios amortiguados que se alinearán de forma natural con el eje de precesión, facilitando mucho la lectura. A diferencia de un péndulo de Foucault, un dispositivo giroscópico también indicará el norte y el sur, de ahí el nombregirocompás .

La longitud es mucho más difícil. Los relojes de bolsillo no hacen nada por ti si no puedes medir la hora solar local. Los odómetros podrían usarse para ayudar con la navegación a estima. Las brújulas también podrían ser útiles en este sentido; si puede establecer una profundidad, latitud y orientación hacia el norte verdadero con un barómetro y un girocompás, y tiene un mapa detallado de declinación magnética desarrollado en la superficie, simplemente puede consultar la tabla de declinaciones magnéticas a lo largo de su línea de latitud para reducir las opciones que coincidan con la lectura de su brújula magnética.

Con una combinación de reloj de bolsillo y brújula giroscópica realmente buena., sin embargo, puedes hacerlo mejor. Para que esto funcione, necesitará una brújula giroscópica extremadamente precisa que gire en una posición conocida (por ejemplo, cuando ingrese al sistema de mazmorras) exactamente perpendicular al eje planetario. Si se quedara en un lugar, parecería girar a una velocidad conocida a medida que gira el planeta, dando una vuelta completa cada día, por lo que puede comparar su rotación real con la predicha por su reloj de bolsillo. Si te quedas en un lugar, coincidirán exactamente, pero si te mueves hacia el este o hacia el oeste, no lo harán. La diferencia en la posición real de su girocompás en cualquier punto con respecto a la predicha por el reloj de bolsillo indicará un transporte alrededor del eje del planeta mayor o menor de lo que se lograría con la propia rotación del planeta y, por lo tanto, indica qué tan lejos ha viajado. el planeta usted mismo. Esencialmente,tiempo solar , mientras que una brújula giroscópica rastrea el tiempo sideral.

Las personas en la superficie o en los asentamientos subterráneos establecidos podrían instalar "golpeadores", que son pesos enormes que se levantan y luego se dejan caer a grandes alturas de acuerdo con un programa de tiempo predeterminado. Con un sismógrafo lo suficientemente exacto (papel y bolígrafo), los exploradores de cuevas podrían triangular con un buen reloj y "golpes" regulares a su alrededor.

¿Existe algún tipo de método o mecanismo topográfico, portátil y lo suficientemente manejable como para llevarlo con el explorador promedio, que les permita saber exactamente dónde se encuentran en términos de longitud, latitud y altitud?

Me temo que, si no puedes confiar en las estrellas para determinar tu posición y realmente quieres/necesitas saberlo, te verás obligado a usar constantemente un teodolito para triangular tu posición con respecto a alguna ubicación conocida.

Tu punto de entrada será el que tenga coordenadas medidas con respecto a las estrellas, ya partir de ahí procederás marcando y midiendo puntos sucesivos.

¿Para una referencia rápida y fácil? No. ¿Para levantamientos lentos y metódicos? Sí.

Podría tener marcadores en forma de varillas pintadas con bandas alternas de colores y usar algo similar a un teodolito para medir el rumbo de la brújula, el ángulo de inclinación de un punto a otro.

Con un telémetro estadiamétrico integrado en el visor de teodolito, puede calcular la distancia al marcador de varilla en función del tamaño de su imagen en comparación con las líneas grabadas en el visor.

De esta forma, podría trazar la cueva minuciosamente punto a punto, calculando la posición con trigonometría. Marcar caminos con marcadores, etc.

Si bien no creo que esta sea la mejor explicación sobre cómo determinar la posición, creo que es una idea que vale la pena y la presento como una sugerencia.

Si es realmente importante que sus exploradores puedan determinar su ubicación bajo tierra para la trama de la historia, podría construir algunas fuentes de ondas sísmicas conocidas de período regular que le permitan triangular su ubicación.

Estos podrían ser instalados por gobiernos o asociaciones de exploradores o lo que sea: grandes balizas que emiten un pulso regular de compresión sísmica de baja frecuencia a través de la Tierra. De esa manera, puede triangular su posición mirando un sismógrafo sensible. Así es como funciona:

1. Configuras el sismógrafo y observas el camino trazado por la aguja

2. La aguja se balancea hacia arriba y hacia abajo en ondas sísmicas regulares. Registras el intervalo de tiempo entre dos olas consecutivas y la altura de cada ola:

   Arriba, hay dos ondas visibles, una con período T1 y otra con período T2.

3. Busca el período de tiempo de cada ola en una tabla de índice. La tabla contiene datos que especifican la intensidad de cada ola en su fuente, así como la posición geográfica de las fuentes.
4. Comparas la intensidad de cada onda con la intensidad de su fuente. A partir de la cantidad en la que ha disminuido la intensidad de la onda, puedes calcular la distancia que ha viajado. Una vez que sepa qué tan lejos está de 4 o más fuentes, puede calcular su posición exacta en 3 dimensiones en relación con las fuentes.
5. Usando las ubicaciones conocidas de las fuentes, puede calcular sus coordenadas usando trigonometría.

Sí, esto requiere mucha configuración. Pero dado que esta tecnología sería difícil de adquirir en un pasado lejano, podría ser una forma útil de explicar por qué solo recientemente los exploradores pueden navegar muy profundo debajo de la superficie. Esto significa que hay mucho territorio inexplorado, pero explorable.

Esencialmente, los humanos no pudieron navegar por los sistemas de cuevas durante mucho tiempo hasta que se instalaron estas balizas. Ahora, la espeleología es mucho más segura y rentable, y los exploradores pueden llegar a profundidades que antes se creían inalcanzables, porque las balizas permiten una navegación precisa.

Además, las señales se debilitan más lejos de la superficie. Entonces, por debajo de cierta profundidad, debe volver a subir para obtener una señal confiable. Siempre que los sistemas de cuevas estén conectados por la misma masa de aire, debería poder calcular la profundidad usando un barómetro, para que eso sea posible.

Todos ellos se verían afectados por una precisión limitada, pero aún viables:

• Latitud: por la dirección de la componente vertical magnética del campo magnético de la Tierra . Eso requeriría una aguja magnética bien equilibrada y conocimiento sobre los depósitos de mineral magnético (uno puede mapearlos en la superficie).

• Altitud por presión de aire. Corrección de primer orden basada en la latitud, para tener en cuenta el grosor variable de la atmósfera debido a la rotación de la Tierra

• Longitud: eso ES difícil. Además del método de navegación a estima... ummm... dado que supuestamente ya cartografió los depósitos de mineral magnético para la superficie, ¿se puede usar su posición como "balizas pasivas" o "mapa geográfico magnético"? ¿Quizás algunas balizas infrasónicas en la superficie y alguna triangulación de "tiempo de vuelo"?

En 1890 HABÍA una especie de radio. Las antenas direccionales no son de alta tecnología y podrían inventarse y desarrollarse si hubiera demanda.

Por lo tanto, para frecuencias lo suficientemente bajas (para que las ondas entren bajo tierra) y lejos de grandes depósitos de mineral de hierro, puede obtener una estimación aproximada de la dirección de una estación de radio conocida. Vea "caza de zorros de radioaficionados" o simplemente abuse de ellos como "estrellas de radio" para navegar.

Cuanto más profundices, mejor debe ser tu receptor. Si permite unos 20-30 años de desarrollo después de 1890, puede ser bastante bueno.

Si está agitando un poco la mano, puede agregar uno o dos planetas que zumban en baja frecuencia (Júpiter y Saturno en realidad lo hacen, también algunos cuázares, el Sol, etc., pero necesitará alguna tecnología posterior para eso). De esta manera, puede tener una constelación de fuentes de radio para buscar.

La única forma efectiva de navegar es el buen método topográfico antiguo. Instale un teodolito en un marcador conocido con otro marcador conocido detrás. Envíe a alguien caminando adelante con un poste de encuesta a un punto desconocido. Mida el ángulo hasta el punto desconocido (horizontal y vertical, utilizando la línea de referencia para el ángulo horizontal). Mida la distancia hasta el punto desconocido (varias formas de hacerlo, incluido simplemente estirar una línea). Empaca el equipo de topografía, dirígete hacia el tipo con el palo y marca esa posición. Envíe al tipo con el bastón de nuevo, y mientras está caminando, configure, mire hacia atrás, mida los ángulos a la nueva posición desconocida, enjuague y repita.

Después de eso, tendrás un montón de trillizos que consisten en un ángulo horizontal, un ángulo vertical y una distancia. Y ahora alguien tiene que dibujarlos en un mapa. ¡Hurra! Ahora puede usarlos para calcular dónde se encuentra horizontal y verticalmente, según el lugar donde comenzó, que es una ubicación conocida.

¡Y puedes hacerlo en la oscuridad!

Sir John Ambrose Fleming inventó la primera válvula termoiónica o tubo de vacío en 1890 y la investigación de las ondas de radio a energías más altas comenzó realmente. Al principio, como era de esperar, la búsqueda era de distancia y no pasó mucho tiempo antes de que los investigadores descubrieran que las longitudes de onda más largas podían saltar alrededor del planeta. Sin embargo, las ondas de radio se vuelven peculiares por debajo de un cierto rango y, en lugar de rebotar en el suelo, las montañas y las capas de la atmósfera cargada las atravesarán de forma más parecida al magnetismo. Durante más de un siglo, esto fue solo una nota al pie peculiar hasta la década de 1970, cuando un grupo de espeleólogos se emborracharon con los fanáticos de la electrónica y aparecieron varios diseños para radios portátiles VLF (muy baja frecuencia) como Molephone, Ogophone y Troglaphone.

más información en http://www.scavalon.be/avalonuk/technical/radio1.htm

Parece que las ondas de sonido son la mejor apuesta. Los gobiernos/reinos podrían mantener una red de "Faros" (balizas) sonoros. Como ejemplo los egipcios tenían los Faros (una de las Siete Maravillas del Mundo (Antiguo)). El uso de diferentes frecuencias y tiempos de emisión (sonido) para cualquiera de estas balizas de sonido más un reloj realmente preciso podría hacer posible la navegación. Pero, más importante, es una cuestión de matemáticas. Creo que es posible. Antes de que los marineros del GPS pudieran gritar y esperar la respuesta del eco. Contando los latidos del corazón podían estimar a qué distancia estaba la orilla del mar. Difícil de creer, pero es cierto.

Dado que hay aperturas conocidas, las personas pueden medir la ubicación bajo tierra como un conjunto de vectores desde una apertura conocida. Por ejemplo, "Comenzando en BookTown, 50 m al norte, 25 m al este, a la derecha en la bifurcación, continúe durante 35 m, etc."

Además, con esta técnica, las ubicaciones subterráneas comunes evolucionarían y las direcciones podrían cambiar a algo como esto: "Primero, vaya a la biblioteca inferior de BookTown, luego salga por el corredor este durante 35 m, justo en la bifurcación, continúe 35 m, etc."

Solo mis 10 centavos para agregar a los otros ^{[ 1 ]} respuestas ...

• Profundidad La Tierra (y por lo tanto su mundo) es calentada por el Sol desde la superficie y por la radiactividad desde el núcleo ^{[ 2 ]} . Cerrar la superficie se ve afectada por las condiciones locales de la superficie, con un retraso de tiempo dependiendo de la profundidad. Más profundo no. Entonces, un buen termómetro puede darle una indicación sobre la profundidad. Recuerde que en la Tierra el gradiente geotérmico es de 25 a 30 grados por km, pero en su propio mundo puede ser diferente. La presión también puede funcionar bien.

• La longitud es difícil, pero... el mundo gira siempre en la misma dirección. También lo es la propagación de la ola de calor desde la superficie (retraso que depende de la profundidad). Así que lo suficientemente cerca de la superficie que puedes crear para encontrar hongos especiales, piedras, vegetales con una orientación Este-Oeste... al menos para la dirección.