Navegación celeste desde cero

¿Es posible establecer la longitud y la latitud de uno observando las estrellas? ¿Puedes usar las observaciones de las estrellas para encontrar la distancia relativa entre dos ubicaciones, lo que sería útil para hacer mapas? ¿Qué tipo de herramientas rudimentarias ayudarían (un sextante es demasiado complejo, pero tal vez un bastón trasero?)

¿Qué diferencia habría si estuvieras haciendo esto en un planeta que no fuera la Tierra y tuviera una ubicación diferente en la galaxia, un día y una duración diferente del año?

Tal vez la construcción de mundos, pero esto probablemente esté "demasiado basado en la historia". No parece el tema aquí tampoco.
Worldbuilding es un lugar maravilloso lleno de gente brillante, pero todos parecen usar GPS.
He hecho una reescritura completa para tratar de mantener esto dentro del tema. He eliminado todos los elementos de la "historia".
Agradezco los servicios de traducción, gracias. Toda la historia estaba tratando de llevar a casa la idea de que los sextantes, los cronómetros marinos y las tablas en alminacs escritas para la tierra no van a ayudar. Así que no era necesario.
@CarlWitthoft Gracias, parece bueno. Hice un pedido de biblioteca con la esposa. (Me temo que puede no ser útil en el sentido de tener algo técnico, pero se ve bien y los antecedentes hacen que las cosas técnicas se mantengan).
Recomiendo tratar de conseguir una copia de Principios básicos de navegación marina de DA Moore. Es un excelente librito que cubre bien los conceptos básicos. No asume ningún conocimiento matemático más allá del álgebra de la escuela secundaria y la trigonometría plana. Si ya sabes un poco de trigonometría esférica, eso es una ventaja, pero el libro contiene información básica sobre eso. Sin embargo, está bastante anticuado, ya que fue escrito antes de que las calculadoras electrónicas estuvieran comúnmente disponibles, por lo que hace sus cálculos usando tablas y no profundiza en la teoría, pero sigue siendo una buena introducción, en mi humilde opinión.
Añadido a la lista de lectura y gracias. Lo único esférico que conozco son las áreas básicas de las cosas de geometría de triángulos que aprendí durante un descanso en el trabajo hoy. (y luego miré tres ecuaciones corporales para predecir la posición de una luna llena de variables que tendrían que ser encontradas por prueba y error hasta que el tiempo por tránsito lunar comenzó a sonar como una mala idea)
Me gustaría decir ¡GRACIAS! a todos por tolerar mi pregunta mal ajustada y la relativa ignorancia del material que rodea mi pregunta.
Si tengo la latitud y el ángulo del sol del mediodía durante una semana, ¿eso me dirá qué estación es esta? Nunca he oído hablar de él, pero solo sería útil para naves espaciales estrelladas, viajeros en el tiempo y personas que se despiertan del coma, por lo que no esperaría.

Respuestas (2)

Para ampliar un poco la respuesta de James: al método del ángulo del polo no le importa la época del año, el polo celeste no va a ninguna parte. ;) Sin embargo, si estás en los trópicos, la altitud del polo celeste es bastante baja, lo que puede dificultar la observación precisa.

Por supuesto, si está haciendo esto en otro planeta (o incluso en el hemisferio sur de la Tierra), es posible que no tenga una estrella polar conveniente, y hacer este tipo de cosas sin un equipo decente no será particularmente preciso.

Para determinar la longitud, debe tener una buena manera de determinar el tiempo en relación con una referencia fija, como el meridiano de Greenwich. La Tierra hace una rotación sobre su eje (respecto a las estrellas) en un día ( sideral ), por lo que un día equivale a 360° de longitud, una hora corresponde a 15° y un minuto de tiempo corresponde a 15 minutos de longitud. , que es de 15 millas náuticas en el ecuador y alrededor de 11,5 millas náuticas a 40° de latitud. En otras palabras, si sus cálculos de tiempo tienen un error de un minuto, sus cálculos de posición pueden tener un error de 10 a 15 millas.

Newton describió un método para determinar el tiempo desde la luna, puede leer sobre él en el artículo Distancia lunar (navegación) de Wikipedia. Desde la Tierra, el diámetro angular de la Luna es de aproximadamente 0,5°, y tarda aproximadamente una hora en recorrer esa distancia en relación con las estrellas. Entonces, si desea mediciones de tiempo precisas al minuto, necesita muy buenas observaciones. Sin embargo, esa es la parte fácil.

También necesita cálculos muy precisos que le indiquen dónde se supone que debe estar la Luna en ese momento. Y eso no es fácil de hacer: ¡el movimiento de la Luna es complicado! No entraré en detalles aquí, pero Wikipedia tiene una buena introducción a la teoría lunar . Si tiene curiosidad sobre el tipo de fórmulas que se utilizan, eche un vistazo a los enlaces en esta pregunta .

Así que no fue solo la dificultad de hacer observaciones a bordo suficientemente precisas lo que impidió que se adoptara el método de Newton, sino también la dificultad de preparar tablas lunares suficientemente precisas. En realidad, el método de distancias lunares de Newton se utilizó principalmente desde 1763 (cuando se publicaron por primera vez las tablas y el método necesarios) hasta alrededor de 1850, cuando fue reemplazado por el cronómetro marino. Sin embargo, como menciona Wikipedia,

El método se utilizó hasta principios del siglo XX en embarcaciones más pequeñas que no podían permitirse un cronómetro o tenían que depender de esta técnica para la corrección del cronómetro.
[...]
El capitán Joshua Slocum, al realizar la primera circunnavegación en solitario en 1895-1898, utilizó de manera algo anacrónica el método lunar junto con la navegación a estima en su navegación.

Para citar al Capitán Slocum:

Incluso se considera que los lunarianos expertos están haciendo un trabajo inteligente cuando promedian dentro de las ocho millas de la verdad.

Por supuesto, en otro planeta puede que tengas una luna que se comporte mejor o que no tengas luna. O, como mencionó James, puede tener mucha suerte y tener un gran planeta cercano con lunas que se mueven rápidamente y que son visibles a simple vista.

Estaba leyendo la predicción lunar/cosas de tres cuerpos hoy. Se comparará con su enlace. Parecía fácil, incluso haciendo los cálculos con un palo en la tierra. Si alguien te dio las variables. Parece que las siguientes preguntas serían si una persona tiene las matemáticas y está tratando de hacer todas las observaciones para predicciones posteriores, ¿cuánta pesadilla es eso? y sería mejor que pusiera cero, "Greenwich", donde se para para hacer sus observaciones o 180 grados desde allí, o pi radianes desde allí o...
@Darkhorse Hice una pequeña corrección y agregué más enlaces e información a mi respuesta. Aunque he hecho algunas matemáticas usando un palo en la arena, realmente no me gustaría usar esa técnica para preparar tablas trigonométricas y logarítmicas. ;) Para citar la página de Teoría Lunar "Los analistas de mediados del siglo XVIII expresaron las perturbaciones de la posición de la Luna en longitud usando alrededor de 25-30 términos trigonométricos". Puede arreglárselas con menos términos si solo desea una aproximación aproximada.
@Darkhorse En 1995, escribí un pequeño programa en C para calcular los tiempos de las principales fases lunares, usando ecuaciones y parámetros del USNO Almanac. Utiliza algunos polinomios de tercer grado y una docena de términos trigonométricos. Sus predicciones generalmente difieren en menos de 10 segundos de los resultados dados en los almanaques publicados que usan cálculos más sofisticados, aunque puede estar fuera de hasta medio minuto. Espero que para el método de las distancias lunares pueda funcionar con un número similar de términos.

La latitud de uno es fácil de establecer. Solo necesita encontrar el ángulo de elevación del polo, el punto alrededor del cual las estrellas parecen girar cada noche. Un palo y una plomada pueden hacer esto.

La longitud de uno es casi imposible de encontrar a menos que tenga un reloj preciso. Para encontrar la longitud, debe medir la posición de las estrellas en un tiempo absoluto conocido (no en un tiempo solar local). Si tiene un reloj que funciona, está ordenado. Si no tienes dificultad.

Si estás en otro planeta, puedes tener suerte y tener alguna forma de mantener el tiempo absoluto, como otro planeta en el sistema con lunas visibles. Al observar el movimiento de las lunas se podía saber el tiempo absoluto. Algo así se puede hacer con las lunas de Júpiter en la Tierra.

Estar en otro planeta podría cambiar las cosas: si el planeta gira, puedes encontrar la latitud, pero si, por ejemplo, la rotación del planeta fuera muy lenta, podría haber días muy largos y noches muy largas. Un problema que puede enfrentar es no tener ninguna forma de mantener registros de las observaciones, a menos que tenga una pila de papel y tinta. Explorar y mapear un planeta entero no es una tarea que una sola persona pueda lograr.

Latitud, ¿el método del ángulo polar es sensible a la época del año como el método de la sombra del mediodía? Longitud/tiempo, ¿no había un sistema para tomar el tiempo del sol o la luna que no se usó porque no era práctico en un barco? (¿El método de la estrella requería tu posición?) Mapeando todo el planeta, solo el dibujo te mataría . Pero si podemos hacer esto (y ellos pueden) podemos ir a buscar al dueño de un mensaje en una botella o lo que sea. El papel, la tela o el cuero y la tinta deberían ser factibles. Conseguirlo o fabricarlo probablemente será más fácil que transportarlo (y en el caso que sea necesario) si vamos a pie.
Navegación celeste desde cero
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v