Astronavigatie. CC Naamsvermelding 3.0 Nederland licentie.

Transcriptie

1 Auteur Laatst gewijzigd Licentie Webadres Menno Jacobs 12 october 2016 CC Naamsvermelding 3.0 Nederland licentie Dit lesmateriaal is gemaakt met Wikiwijs van Kennisnet. Wikiwijs is hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt, maakt en deelt.

2 Inhoudsopgave Astronomische navigatie Inleiding Hemellichamen Bewegingen hemellichamen. De Sfeer Begrippen waar we mee werken. Schijnbare Dagelijkse Beweging Coördinatenstelsels Geocentrisch coördinatenstelsel Topocentrisch coordinatenstelsel Ware Peiling Samenvatting definities Samenvattend filmpje. Over dit lesmateriaal Pagina 1

3 Astronomische navigatie Inleiding nog steeds verplicht volgens STCW. De volgende redenenen worden aangevoerd. -Op zee geen andere mogelijkheid om te controleren. => Denk vooruit en doe dat dan als het wél kan! Zoek twee objecten uit op de kaart waarvan je zeker weet dat je ze ook op de radar ziet. Dit is de Ware Peiling (WP. -Peil nu m.b.v de "Walking EBL" diezelfde objecten op de (gyrogestabiliseerde!) radar. Pagina 2

4 de Gyro Peiling.(GP) tc= WP - GP Dus we weten nu de fout van de gyro. Dit is Nu meten we op de radar een bekend punt dat ook goed gepeild kan worden op het magnetische kompas. WP= GP + tc. We weten nu wat we moeten peilen op het magnetisch kompas. Peil nu op het magnetisch kompas hetzelfde object, Dit is de Pagina 3

5 Kompas Peiling (KP) WP= KP+mw (MisWijzing) MW=var+dev Variatie uit de kaart halen => weten we de deviatie. (Op díe koers. Deviatie is op elke koers (een beetje anders). -Als elektronische systeem uitvalt=> back up. => Pakken we een andere GPS. -Als Amerikanen het GPS systeem gaan jammen heb je niets meer. => Pak je GLOSNASS (Russen) of GALLILEO (Europa) (Wel met aparte ontvangers) => Binnen GSM bereik? => problem solved. - In een sloep heb je geen 12V voor je GPS. => wanneer in sloep? => met rotweer => wolken en golven => geen zon en gewiebel. Succes met je sextant, je boek met tabellen, je rekenmachine, je natgeworden uitrekenpapiertje, je parallellineaal + passer. => Stel de handheld GPS verplicht in een crashkastje naast de SART. -Blind varen op één navigatie-systeem niet goed. Mee eens. - als controlemiddel op electronische. => Als er verschil in zit, welke positie is dan de foute??? Ware reden? Waarschijnlijk omdat de bedenkers van de Pagina 4

6 STCW-code het zelf ook nog moesten leren. En: Het is heel leuk om te doen! Hemellichamen Alles dat zich in de ruimte bevindt is een hemellichaam. -Sterren. (Zon is een ster!) -Planeten. -Satellieten. (On bruikbaar voor ons doel, want positie staat nergens in de boeken.) Verschil sterren en planeten? Ster geeft zelf licht, planeet weerkaatst licht. Bewegingen hemellichamen. Eeuwen lang: Alle hemellichamen draaien om de zon. Pagina 5

7 Copernicus (Niklas Kopernik) : "Zon is middelpunt. Daar draait alles omheen." Idee werd niet geaccepteerd. "Godslastering". Tycho Brahe: "Ik ga bewijzen dat planeten om de aarde draaien."=> Kwam er achter dat Kopernik gelijk had. Pagina 6

8 Leerling van Brahe, Johannes Kepler ( ) heeft deze bevestiging in wetten gegoten: De Wetten van Kepler. Pagina 7

9 1e Wet: "De aarde beschrijft een ellipsvormige baan om de zon, waarbij de zon in één der brandpunten staat." In "Perihelium" planeet gaat snel, in "Aphelium" planeet gaat langzamer vanuit de zon gezien. Immers, per tijdseenheid wordt hetzelfde oppervlak gevormd, dus zal de planeet "sneller" gaan als hij dichterbij staat. Verschil in afstand: Perihelium : Aphelium = x straal aarde : x straal aarde Dit leidt naar de 2e wet van Kepler: Pagina 8

10 Ook wel "De Wet der Perken" "De voerstraal van de aarde beschrijft in gelijke tijden sectoren van gelijk oppervlak" Tien jaar na deze wetten kwam hij nog met een derde wet: "Het kwadraat van de omlooptijd T van een planeet is evenredig met de derde macht van haar halve lange r as". ofwel: De Sfeer Heeft Kepler eindelijk alles in wetten gegoten, gaan wij weer alles anders doen. Terug naar de middeleeuwen: Aarde staat in het midden. De denkbeeldige bol aan de hemel waar we alle sterren en planeten op zien heet "De Sfeer" Pagina 9

11 De straal van de bol is onbekend, maar zeer groot. Alle "herkenningspunten" op aarde, zoals de polen, de Equator etc, liggen ook op de sfeer. In dit vlak, de Sfeer liggen alle sterren en planeten. Maakt niet uit hoe ver of dichtbij ze echt staan. Pagina 10

12 Begrippen waar we mee werken. Enkele belangrijke begrippen in de astronavigatie: De Normaal: De lijn die vanuit het middelpunt van de aarde door de voeten en het hoofd van de waarnemer gaat. De lijn staat loodrecht op het aardoppervlak. Pagina 11

13 Lokale Horizon De horizon ter plaatse van de waarnemer. Deze horizon staat loodrecht op de normaal van de waarnemer. Pagina 12

14 Toppunt & Voetpunt. Waar de normaal de sfeer recht boven en onder de waarnemer snijdt is toppunt respectievelijk het voetpunt. Hemelas. Pagina 13

15 TOPPUNT kn.nu/ww.125d923 (docx, maken.wikiwijs.nl) Als we de aardas (de as waar de aarde om draait) doortrekken tot in de sfeer hebben we de hemelas. De hemelas snijdt "beneden" en "boven" de sfeer. Dit zijn de Hemelpolen. Afgekort met Pn en Ps Pagina 14

16 Trekken we de normaal door naar beneden dan is het punt waar denormaal de sfeer snijdt het Voetpunt. Chique namen voor Toppunt (T) en Voetpunt (V) zijn ZENITH en NADIR. Pagina 15

17 Vanaf de Noorpool gezien draait Aarde linksom: De Dagelijks beweging. Afspraak; terug naar de Middeleeuwen: Aarde staat stil, de Sfeer draait: De Schijnbare Dagelijkse beweging. Rechtsom om de hemelas. Pagina 16

18 Hierdoor wordt alles begrijpelijker en gemakkelijker te berekenen. Resultaat is hetzelfde. De boog die door de Pn, T, Ps, V loopt: Hemelmeridiaan. Pagina 17

19 Waarin de boog Pn -> T-> Ps de Bovenmeridiaan Waarin de boog Ps -> V-> Pn de Benedenmeridiaan. Schijnbare Dagelijkse Beweging De baan die alle hemellichamen aan de Sfeer beschrijven met de S.D.B lopen gelijk evenwijdig aan de Hemelequator => op Hemelas. Pagina 18

20 Een hemellichaam dat één keer rond is geweest heeft een z.g. Sterrendag afgelegd. Die duurt korter dan 24 uur: 23 hr 56 min 4 sec. Gemiddeld. Dus per dag 3 minuten en 56 seconden tekort. Na 1 jaar : 365 dagen x 3 minuten 56 seconden teveel= 365 x 3, 933 = 1435,667 minuten per jaar. In een dag zitten 1440 minuten, => februari 28 dagen. Maar na 4 jaar komen we dan weer een dag tekort => schrikkeljaar. Elk jaar dat deelbaar is door vier. Dan klopt het na een eeuw weer niet, dag teveel. Want in een jaar tijd ,667= 4,33 minuten van zo'n extra dag te veel. Daarom op eeuwjaren geen schrikkeldag (b.v. in 2000 geen Pagina 19

21 schrikkeljaar gehad.) Maar we komen ook aldoor een paar tienden van seconden tekort. Daarom ook eens in de zoveel tijd een schrikkelseconde. Klok springt van 23:59:59 niet op 00 maar op 60. Maar omdat de rotatiesnelheid van de aarde steeds verder afneemt, en andere invloeden die invloed hebben op de zonnedag klopt het over 1000 jaar weer niet. Jaar 3000 => sowieso geen schrikkeljaar, want niet deelbaar door 4 en eeuwjaar=> zou dan wel moeten. Want, die minuut teveel per schrikkeljaar is na 1000 jaar 4333 minuten minuten / 1440 minuten (1 dag) = 3,009 dagen. Dat zoeken ze dan maar uit. (Met tekening op blz 97 boek) Dagbaan: De baan die het hemellichaam in een sterrendag beschrijft. Pagina 20

22 Opkomst: Het punt waar de dagbaan van het hemellichaam boven de ware horizon komt. Hoogste punt: In Bovenmeridiaan => culmineren => culminatiepunt. ("Bovendoorgangspunt") Ondergang: Dagbaan snijdt het vlak van de ware horizon weer. Circumpolair boven de horizon: Dagbaan ligt de gehele S.D.B. boven de horizon. Circumpolair onder de horizon: Dagbaan ligt de gehele S.D.B. beneden de horizon. Coördinatenstelsels Geocentrisch coördinatenstelsel Dit stelsel gaat uit van het hemelequatorvlak en de hemelas Oorsprong: Middelpunt Aarde. Doel: Plaats van hemellichaam aan de sfeer vastleggen. Kan niet met lengte en breedtegraden zoals op aarde. De eerste referentie: Grootcirkel over hemellichaam-> Pn-> Ps = "Declinatiecirkel" De boog van de equator tot aan hemellicham: declinatiecirkel. Pagina 21

23 Draaiing van de aarde om zijn as, draaiing van alle planeten om de zon en de draaiing van de maan om de aarde => snel veranderende coördinaten. De zon beschrijft hierdoor een Schijnbaar Jaarlijkse Beweging tegengesteld aan de S.D.B. Het vlak waar deze baan zich in bevindt heet ECLIPTICA. Vier belangrijke punten in dit vlak: Pagina 22

24 Kreeft "Cancer" Begin zomer 21 juni Decl 23.5 Noord Weegschaal "Libra" Begin herfst 21 sept Decl 0 Steenbok Decl 23.5 Zuid "Capicornus" Begin winter 21 dec Ram "Ariës" Begin lente 21 Pagina 23

25 maart Decl 0 KREEFT CANCER WEEGSCHAAL LIBRA STEENBOK CAPORNICUS Pagina 24

26 RAM ARIËS Topocentrisch coordinatenstelsel Het Topocentrisch coordinatenstelsel gaat uit van de waarnemer. Dus de lijn toppunt -> voetpunt Halverwege deze lijn, door het middelpunt van de aarde, loopt het vlak van de Ware Horizon. Vanaf die horizon kan je een boog trekken naar het hemellichaam: de Ware Hoogte (Hw) Pagina 25

27 Het stukje van het Toppunt tot het hemellichaam heet: Topsafstand. (n) De formule er voor is: n= 90 gr - Hw. Ware Peiling Pagina 26

28 We kunnen een lijn trekken van PS => Centrum aarde => PN. Waar deze lijn aan de "bovenkant" de sfeer snijdt ligt de bekendste ster: Polaris. (Poolster). Dit heet de Poolshoogte. We kunnen nu een boog trekken vanaf Polaris naar de ware Horizon. Daar ligt het Noorden. (waar het kompas ook heen wijst) We kunnen ook een boog trekken van het hemellichaam naar de ware horizon.(hemelboog). De hoek vanaf het noorden naar de plek waar de hemelboog ware horizon snijdt heet de Ware Peiling. Samenvatting definities Verticaalcirkel: Grootcirkel aan de sfeer door Toppunt en Voetpunt. Ware Hoogte: Het stukje van de verticaalcirkel van de ware horizon tot het hemellichaam. Ware peiling: Het stukje van de ware horizon vanaf het noorden, Pagina 27

29 rechtsom, tot waar de verticaalcirkel van het hemellichaam de ware horizon raakt. Topsafstand: De boog van de verticaalcirkel vanaf het toppunt totaan het hemellichaam. Poolshoogte: De boog van de verticaalcirkel vanaf de ware horizon tot de pool. Hemelbreedte: De hemelmeridiaan over de pool vanaf het de hemelequator tot het toppunt (T). (Is kleiner dan 90 gr) Samenvattend filmpje. Pagina 28

30 Over dit lesmateriaal Colofon Auteur Menno Jacobs Laatst gewijzigd 12 october 2016 om 20:21 Licentie Dit lesmateriaal is gepubliceerd onder de Creative Commons Naamsvermelding 3.0 Nederlands licentie. Dit houdt in dat je onder de voorwaarde van naamsvermelding vrij bent om: het werk te delen - te kopiëren, te verspreiden en door te geven via elk medium of bestandsformaat het werk te bewerken - te remixen, te veranderen en afgeleide werken te maken voor alle doeleinden, inclusief commerciële doeleinden. Meer informatie over de CC Naamsvermelding 3.0 Nederland licentie Aanvullende informatie over dit lesmateriaal Van dit lesmateriaal is de volgende aanvullende informatie beschikbaar: Eindgebruiker Moeilijkheidsgraad leerling/student gemiddeld Pagina 29