Arctic Airships, Parte 2 - Navegación

Esta es la segunda pregunta de mi serie de preguntas Arctic Airships . El primero es Arctic Airships, Part 1 - Generating Electricity .

La configuración se describe en la Parte 1, pero repetiré la premisa aquí.

La premisa:

Un planeta similar a la Tierra se sumergió en una edad de hielo aproximadamente 2000 años antes de la historia. Las capas de hielo se extienden hasta una latitud de unos 50 grados por encima y por debajo del ecuador, aunque esta historia (hasta ahora) tiene lugar en el hemisferio norte del planeta. En una latitud de unos 67 grados norte hay una serie de diez o más pequeños pueblos, cada uno con una población de 500 personas.

La tecnología es más o menos la de finales de la era victoriana, por lo que no hay automóviles. De hecho, no existe un límite claro entre la tierra helada y el agua congelada, y sería extremadamente peligroso viajar por tierra de cualquier manera. No se han desarrollado submarinos, ni aviones; la falta de combustibles fósiles significa que los motores de combustión interna son inexistentes.

El problema:

Algunos de nuestros héroes se han vuelto rebeldes en una aeronave para ver qué hay más allá de la cadena montañosa al estilo de las Montañas Rocosas al sur de su tierra. Para su sorpresa, no hay más que hielo hasta donde alcanza la vista. Sin embargo, son valientes y están decididos a continuar, arriesgando la vida y las extremidades para ir a donde nadie ha ido antes y ha regresado para contar la historia.

El problema es que se olvidaron de traer una brújula o, más bien, el ingeniero la dejó caer poco después del despegue. No tienen nada que puedan usar para crear uno nuevo. La tripulación decide utilizar el Sol para la navegación; desafortunadamente, están en pleno invierno, donde los días son extremadamente cortos, si es que existen. Parece que no serán capaces de encontrar su camino.

Podrían simplemente seguir recto , y ese es de hecho su plan, pero golpea una tormenta y pierden el rumbo.

¿Cómo pueden averiguar en qué dirección van? Solo tienen los suministros a bordo de una aeronave típica: herramientas de mantenimiento para los motores (por ejemplo, llaves, destornilladores, taladros, etc.), comida, papel y lápices, algo de ropa y sábanas limpias y varios artículos personales.


Debo agregar que me gustaría evitar una discusión extensa; use el chat general o una sala de chat separada creada para la Parte 1.

Deberías leer sobre la navegación usando el sol y las estrellas, y luego obtendrás una respuesta. Esto se ha hecho durante mucho tiempo, por lo que preguntarnos es un poco flojo.
En el hilo de comentarios sobre su otra pregunta, dijo que "dado que las aeronaves pasan gran parte de su tiempo sobre las nubes, solo un pequeño porcentaje de la flota debe atracar en cualquier momento", por lo que esto no es realmente un asunto. Por encima de las nubes siempre puedes ver el sol y orientarte.

Respuestas (8)

Realmente no especificas qué equipo tienen, así que asumiré un equipo como el que se encontraría en una aeronave de larga distancia o en un velero en la Tierra en 1900.

En particular, tendrían un sextante , un cronómetro marino y un almanaque de navegación, además de la brújula ahora perdida, y están familiarizados con las constelaciones.

En tal situación, encontrar el norte es trivial: hay una estrella polar con la que cualquiera debería estar familiarizado, o el almanaque enumerará una constelación cercana al norte y los cálculos para encontrar el norte a partir de ella, o el almanaque tendrá un procedimiento para encontrar latitud de una estrella brillante que implícitamente implica encontrar el norte (el día X, en el tiempo solar Y, la estrella Z estará en su máxima elevación en el sur).

Una vez que haya establecido el norte, mantener un rumbo sur constante es fácil, incluso sin una brújula: elija dos puntos de referencia distantes que apunten al sur en línea, vuele hacia ellos y, una vez que llegue al más cercano, elija un tercer punto de referencia distante en línea con el segundo. Repetir. Vuelva a encontrar periódicamente el norte para corregir los errores de navegación.

¿Y si las nubes oscurecen el cielo? Esto definitivamente funciona, si pueden construir uno de estos o encontrar uno a bordo, lo cual creo que pueden, pero ¿qué pasa si la visibilidad es nula?
Si ya han establecido sus puntos de referencia que apuntan al sur, pueden seguir volando hacia el sur siempre que haya suficiente luz para ver. Si no lo han hecho, echan el ancla y esperan a que mejore el tiempo.
¿Puede su aeronave subir lo suficientemente alto como para salir de la capa de nubes?
@TimB, probablemente no. En primer lugar, a menos que tenga una manera de reponer el gas de elevación y el lastre en el camino, no querrá cambiar demasiado su altitud. En segundo lugar, incluso si puede escalar por encima de él, perderá de vista el suelo, lo que hace que sea difícil convertir su rumbo norte-sur en avistamientos de puntos de referencia: existe una buena posibilidad de que la turbulencia dentro de las nubes cambie su rumbo a medida que pasa. .
@HDE226868 Quédate por encima de las nubes. Dijiste que tus barcos podrían hacer eso, en el hilo de comentarios.
Parte de la premisa de esto es que las aeronaves vuelan por encima de todo el terrible clima. Siento que eso solo es realmente posible si vives por encima de las nubes.

Como tienen electricidad y supongo que algún cable de repuesto, podrían crear una bobina para magnetizar una aguja o algo igualmente pequeño. Ahora deberían tener todo lo que necesitan para construir un dispositivo de aguja y cuenco.

Por supuesto, el problema es que una tormenta puede desviar un dirigible de su rumbo y aún podría estar 'apuntando' en la dirección correcta...

Pues llevas motores eléctricos de la época vitoriana a bordo. Desmonte uno, recoja los imanes que se usan en su interior y construya una nueva brújula.

De todos modos, en el hilo de comentarios sobre su otra pregunta, dijo que "dado que las aeronaves pasan gran parte de su tiempo sobre las nubes, solo un pequeño porcentaje de la flota debe atracar en cualquier momento", por lo que esto no es realmente un problema. Por encima de las nubes siempre puedes ver el sol/las estrellas y orientarte.

Incluso tan al norte, durante el día polar, pueden establecer el norte/sur por la longitud de la sombra de un palo vertical. La sombra más larga apunta al sur. El sol es más alto cuando está al sur - hará la sombra más corta. Necesita un área bastante uniforme (sin inclinaciones).

La mitad del invierno es similar: encuentre la dirección cuando el sol emerge sobre el horizonte, donde se pone, y divídase en el medio: es el sur. Todo lo que necesitas es un horizonte plano sin obstrucciones, por lo que en las montañas estás jodido.

¡Y estrellas! Incluso durante la noche polar (que podría ser el crepúsculo porque el sol está justo debajo del horizonte), puedes ver estrellas brillantes como Vega.

Pero la gente no se aventuraría lejos durante el invierno, demasiado frío, demasiado ventoso. Agáchate y caza focas. Explore en verano en su lugar.

Otros proporcionaron navegación si tienen acceso a la tecnología. Mi solución es útil cuando se quedan varados, la aeronave se estrella y necesitan caminar a casa.

Espera, cometí un error tipográfico en la pregunta: los días son casi inexistentes, no las noches. El otro problema es que este enfoque puede funcionar bien durante el día, pero si hace mal tiempo durante la noche, como me aseguraré de que le suceda a mis héroes, para que las cosas sean interesantes, estarán en problemas.
Lógicamente, las sombras serían más largas al amanecer y al atardecer, ¿no?
Durante el día polar, el sol está sobre el horizonte todo el día. Sin amanecer ni atardecer. Pero el sol está más alto o más bajo sobre el horizonte durante el día, lo que puede usar para orientarse.
¿Día polar? Supongo. Los pueblos están justo en la línea del círculo polar ártico, por lo que posiblemente podría tener largos días de verano y un día continuo alrededor del solsticio de verano. Pero la mayoría de los días caería la noche, aunque solo sea brevemente.
No es así. En 75, sobre el círculo polar, tienes un sol de medianoche que nunca se pone. No hace calor (al igual que antes del atardecer) y proporciona poca energía solar.

Ya hay algunas buenas respuestas sobre los métodos de navegación, pero hay una pregunta, y no es una pregunta trivial si eres realista, que deberás responder: ¿qué tipo de cartas usarían tus aeronaves? Y por "tipo de carta", me refiero a la proyección cartográfica utilizada para convertir una superficie planetaria esférica en una carta plana.

Esto es importante porque no habrá mapas preexistentes de las nuevas regiones al sur de las montañas . Tus protagonistas tendrán que incluir al menos un matemático increíble y un navegante senior increíble (posiblemente la misma persona) que deberán ser capaces de dibujar nuevos gráficos en blanco con retículas Lat-Long en ellos, en las que se pueden corregir las posiciones. ser trazado

En nuestro mundo, las proyecciones de Mercator han sido la carta de navegación preferida: crean una cuadrícula rectilínea en la que la dirección siempre es precisa. Estas son enormes ventajas (como puedo atestiguar personalmente, habiendo navegado en el mar durante algunos años).

Sin embargo, las proyecciones de Mercator no funcionan en las regiones polares. Si está operando cerca del polo, probablemente querrá usar una proyección equidistante polar acimutal , que no es mala para la navegación práctica, siempre que no se aleje demasiado al sur. En este tipo de proyección, los meridianos de Longitud son líneas rectas y los paralelos de Latitud son arcos circulares.

Entonces, ¿qué tipo de mapa habría construido su civilización? Demasiado al sur, las proyecciones azimutales polares se vuelven menos útiles; demasiado al norte, y las proyecciones de Mercator dejan de existir para fines prácticos.

Más importante aún, ¿qué tradiciones de navegación tendría su civilización del norte? Si las aeronaves han estado atravesando las regiones polares, probablemente se habrían asentado en proyecciones azimutales polares; si se hubieran mantenido fuera de las regiones polares, habrían podido desarrollar la tradición de utilizar la proyección de Mercator algo superior.

De cualquier manera, afectará las prioridades de la tripulación y su capacidad para determinar dónde están. Presumiblemente, esto tendrá un gran efecto en su historia...

Se enumeran otros métodos más confiables... pero como alternativa, un observador del clima debería poder resolverlo. La región polar del globo tiene un patrón de viento mucho más fuerte y predecible que no fluctúa mucho. Este Jetstream polar se puede utilizar para determinar la dirección... no con mucha precisión, pero los vientos siempre serán del oeste mientras rodea el polo. Esto no es tan cierto en tierra, pero en el aire es muy estable y puede alcanzar velocidades de 160 km/h. Un par de citas wiki:

[b] Las corrientes en chorro más fuertes son los chorros polares, a alrededor de 7 a 12 km (23 000 a 39 000 pies) sobre el nivel del mar [/b]

wiki

También de interés potencial para su historia, ya que causaría estragos absolutos en su aeronave... copiado de wiki en Jet Streams:

Chorro de la noche polar[editar] La corriente en chorro de la noche polar se forma solo durante los meses de invierno, es decir, las noches polares, del año en sus respectivos hemisferios en torno a los 60° de latitud, pero a una altura mayor que el chorro polar, de unos 80.000 pies (24.000 m). [60] Durante estos meses oscuros, el aire sobre los polos se vuelve mucho más frío que el aire sobre el ecuador. Esta diferencia de temperatura da lugar a diferencias extremas de presión de aire en la estratosfera que, combinadas con el efecto Coriolis, crean los chorros de la noche polar, que se desplazan hacia el este a una altitud de unas 30 millas (48 km).[61] Dentro del chorro de la noche polar está el vórtice polar. El aire más cálido solo puede moverse a lo largo del borde del vórtice polar, pero no entrar en él. Dentro del vórtice,

Encontrar la dirección desde el cielo es trivial, el sol y la luna tienen caminos predecibles con direcciones claras y la rotación del planeta da la apariencia de que las estrellas giran alrededor de un punto específico, fácilmente reconocible y bien conocido, en la dirección del polo.

Determinar tu latitud después de perderte también es trivial. Simplemente mida el ángulo de la "estrella polar" mencionada anteriormente o el ángulo más alto (mediodía) del sol. Uno es bastante inútil sin instrumentos precisos cerca de los polos y otro cerca del ecuador, pero siempre debe haber al menos una forma simple de medir la latitud disponible. Suponiendo que conozca el ángulo relevante para su objetivo en esta fecha y la fecha correcta, por supuesto. Esto le indica si necesita ir al norte o al sur para volver al área conocida.

La longitud, que indica si necesita ir al este o al oeste para llegar a un lugar conocido, es mucho más difícil. Hay básicamente dos soluciones utilizables.

Si tiene el reloj configurado en la hora de una ubicación de longitud conocida, simplemente puede verificar qué hora se muestra al mediodía para determinar la longitud relativa. La precisión depende de la precisión del reloj. Parece probable que sus personajes víctimas no tengan un cronómetro de precisión requerido para obtener la longitud exacta, pero tampoco lo necesitarían. Simplemente necesitan saber si girar a la derecha oa la izquierda después de regresar lo suficiente al norte, ¿verdad? Los relojes ordinarios deberían poder darles eso, si cada paso del recorrido es lo suficientemente corto como para evitar que se acumulen las imprecisiones del reloj. Una aeronave capaz de volar por encima de las nubes no necesita un posicionamiento preciso para encontrar un objetivo cerca de una cadena montañosa importante con picos reconocibles.

Si por alguna razón no tienen un reloj utilizable, digamos, algún idiota puso el reloj en la hora local antes de que nadie estimara la longitud o el reloj se detuvo durante la tormenta, existe un método alternativo que se basa en usar la ubicación de la luna. para obtener una ubicación independiente del tiempo y luego usar las posiciones de las estrellas para obtener la longitud. Pero requiere conocer los datos astronómicos relevantes y saber utilizarlos. Los barcos solían transportar estos datos por si acaso, pero si se supone que su gente no debe participar en viajes de larga distancia, no tendrían esto. Un astrónomo o astrólogo podría tener los datos y saber cómo usarlos.

Cabe señalar que una brújula realmente solo es útil para la navegación mediante el "cómputo total" o para realizar un seguimiento de las distancias y las direcciones recorridas. Una aeronave solo puede usar esto si la tripulación puede ver el suelo y medir la distancia. Como tal, sería inútil para una aeronave que "perdió el rumbo" en una tormenta.

Dada la tecnología de finales de la era victoriana, no es descabellado suponer que sus ingenieros podrían construir una brújula giroscópica. En nuestra historia, las versiones prácticas se patentaron en 1906-08 https://en.wikipedia.org/wiki/Gyrocompass#History Por lo tanto, su aeronave está equipada con una o más, y no se necesita la brújula magnética.