Глобус с картой созвездий

Звездная карта или звездный глобус

Как устроена звездная карта и существуют ли звездные глобусы?

Довольно легко, при наличие точных топографических карт, составить глобус поверхности земного шара. Ещё бы, ведь не Москва, не Эверест, никуда не “убегут” и останутся на своих местах. Кроме того, и земная поверхность, хотя и велика, но все же вполне укладывается в “рамки разумного”, в отличие от бескрайних просторов космоса. И все-таки, атлас, карта или даже “глобус” звездного неба нужен.

Но как это сделать? Ведь небо, это — бесконечность, это простор, окружающий землю со всех сторон. А видимые звезды составляют один неимоверно громадный рой, в котором затерялась наша бедная маленькая земля. Как же изобразить все это?

Для этого, придется немного отвлечься и пофантазировать. Представим на минуту, что звезды — это просто небольшие сверкающие шарики прикрепленные к небу. А теперь представим, как все они разом оторвались и упали на землю.

Какая-нибудь из этих “звездочек” упадает и прямо нам под ноги. Какая же? Очевидно, та самая звезда, которая в данный момент стоит как раз над нашей головой.

Например, в апреле, в десятом часу вечера, Большая Медведица становится прямо над нами. Вообразим, что ее звезды вдруг упали. Где же мы их найдем? Не близко! Звезда альфа упадет в Норвегии, бета — в Дании, гамма — в Гродно, дельта — в Пскове, эпсилон — во Владимире, зета — неподалеку от Ульяновска, эта— в Киргизских степях, у Каспийского моря.

Такая же картина будет и с другими созвездиями – каждая звезда упадет на то место, над которым она стояла в тот миг. Теперь возьмем обыкновенный глобус и отметим на нем, куда упала каждая звезда. Так мы получим ничто иное, как небесный глобус.

Но, надо помнить, звезды не стоят неподвижно над одним и тем же местом, а двигаются, то есть на самом-то деле земной шар вертится, и наши города и мы сами уходим из под “своих” звезд на восток, и только воображаем, будто мы гордо стоим на месте, и ничтожные звездочки проходят перед нами, как солдаты на смотру перед генералом. Поэтому неудобно, например, нарисовать звезду Капеллу над Крымом: ведь, всего через каких-нибудь полчаса она очутится уж над Румынией.

Чтобы представить дело, кан оно есть, надо бы вставить обыкновенный глобус в стеклянный шар и уж на этом шаре рисовать звезды. Тогда можно вертеть внутренний или наружный шар: то и другое будет представлять вращение земли, либо движение звезд, первое — как оно есть, второе — как оно кажется. Вот такая “модель мироустройства” уже будет точна в полной мере.

Спица, на которой вертятся оба глобуса, называется земной осью (если вертеть земной глобус) или осью мира (если вертеть стеклян­ный — небесный — глобус). Точки, в кото­рых спица пронизывает поверхность глобу­сов, называются полюсами; на земном гло­бусе их два — северный и южный, на не­бесном — то же самое.

Если на место любой звезды, например, звезды альфа Кассиопеи, мы вставим карандаш и будем вертеть глобус, карандаш проведет на земном глобусе круг, который пройдет, во взятом нами примере, через Москву; обратно, если в земном гло­бусе на месте Москвы вставим карандаш, он начертит на небесном глобусе круг, проходящий через альфу Кассиопеи. Такие круги, описываемые звездами на глобусе, назы­ваются параллельными кругами, или короче параллелями.

Если взглянуть на глобус с любого полюса, то мы увидим, что каждый полюс находится посреди всех параллельных кругов. Чем звезда ближе к полюсу, тем меньше описываемый ею круг. Самый большой из этих кругов находится на одинаковом расстоянии от обоих полюсов. Если разрезать глобусы по этому кругу, то из каждого глобуса получатся два полушария: северное и южное, и каждый полюс придется ровной посередине своего полушария. Этот круг называется экватором.

В каждом полушарии расстояние от экватора до полюса на поверхности глобуса принято делить на 90 равных частей. Параллели, проходящие через эти деления, считаются, начиная от экватора: 1-я, 2-я и так далее до 89-й. На 90-м делении приходится полюс — уж не кружок, а точка.

Очевидно, что 45-я параллель проходит как раз посредине расстояния между экватором и полюсом, а от 60-й параллели полюс вдвое ближе, чем экватор. Параллель 45-я проходит через Крым, а 60-я — через Санкт-Петербург.

Наконец, весь глобус делят на 24 части, проводя линии по поверхности глобуса от одного полюса к другом. Эти 24 линии расходятся от полюсов лучами и делят экватор и все параллельные круги на равные части, а если разрезать глобус по этим линиям, то он распадется на ломтики, похожие на дольки апельсина – часовые линии.

Так как земной шар на самом деле, а небо по видимому — делает один оборот в сутки, то каждая звезда передвинется на одно деление в одну двадцать четвертую часть суток. Это время и называется часом, также и 24 ломтика небесного глобуса называются часами.

Часы на глобусе считаются от звезды альфа Андромеды влево, кругом, так что эта звезда, говоря приблизительно, стоит на черте, отделяющей конец 24-го часа от начала 1-го часа.

Параллели и часовые линии делят небесный глобус на клеточки. Чтобы обозначить звезду на глобусе, достаточно знать, на какой параллели она находится и в каком часу глобуса. Эти цифры обычно и указываются в списках и каталогах звезд.

Древние греки знали, над какими странами идут известные созвездия. Поэтому они и дали имена многим созвездиям. Например, Медведицы, Большая и Малая, вращались, по их мнению, над странами, где водились медведи (что весьма близко к истине); созвездие Льва шло над страною львов — северной Африкой, Пегас восходил в Аравии, стране коней.

Разумеется, не всем созвездиям даны такие географические имена, уж по одному тому, что иные созвездия осеняют саму Грецию, как, например, Лира.

Между прочим, легко ошибиться, думая, что звезда, видимая вверху, стоит прямо над вами. Иной раз жителю Санкт-Петербурга кажется, что яркая звезда Денеб в Лебеде стоит прямо над ого головой, а на самом деле она упала бы немного южнее Одессы.

Простой (в наше время, уже не такой и простой) способ проверить истинное положение звезды – это заглянуть в глубокий колодец. Если там в воде отражается ваша звезда, значит, она действительно стоит над вами. Отыскав эту звезду в списке звезд, вы можете легко узнать, под какой параллелью находится ваш город.

Можно устроить небесный глобус и без земного: просто взять шар, разделить его на часы и параллели и обозначить каждую звезду в соответствующей клетке. Беда в том, что приходится изображать на глобусе созвездия не так, как мы их видим на небе, а так, как мы их видели бы, если бы смотрели на земной шар сквозь звездное небо, сами выбравшись куда-то наружу и очутившись вне пространства и времени: фигуры созвездий и их расположение — все представляется навыворот, как бы отраженным на зеркальном шаре.

Чтобы изобразить на глобусе созвездия, как мы их видим, надо было бы нарисовать созвездия не снаружи, а изнутри глобуса. Но тогда надо устроить глобус такой величины, чтобы в него можно было забраться внутрь и разгуливать. Но для такого глобуса нужно целое здание, планетарий.

Гораздо проще изобразить звездное небо не в виде шара-глобуса, а в виде карты. Так и поступают – чертят два круга и в одном изображают северное полушарие воображаемого глобуса, а в другом — южное, как они были бы видны изнутри глобуса.

Такие карты очень удобны для жителей средней Африки: верхняя половина нарисованного северного полушария изображает для них северную сторону неба, как они ее видят, а верхняя половина южного полушария — южную сторону неба; нижние половины обоих полушарий будут изображать ту половину всего неба, которая скрыта под землей. Надо только повернуть полушария по времени года и по часу вечера или ночи, закрыть нижние половины полушарий бумагой, и — готовы две картины созвездий, как они видны на севере и на юге.

Житель северного полюса мог бы удовольствоваться даже одной картой северного полушария; она изображает все видимое ему небо.

А мы с вами всегда видим средину северного полушария неба и один край южного. Воображаемая линия экватора, граница между северным и южным полушариями неба, идет у нас дугой где-то посредине южной стороны неба. Для нас небесные полушария не изображают ни всего видимого неба, ни северной, ни южной стороны. Картину видимого нами неба приходится составлять из кусочков обоих карт, при большом усилии воображения.

Как поставить карту перед собой, которым краем вниз, которым вверх? Ответ зависит от времени года и от часа вечера. Представьте, что карта, это — циферблат, а Малая Медведица стрелка, и запомните вот что:

1. 22-го сентября, в 9 часов вечера Малая Медведица показывает 9 часов, а внизу на севере стоит 9-й час небесного глобуса.
2. Каждый час круг поворачивается на одно часовое деление обратно часовой стрелке, так что при вращении круга прежнее деление на нижнем краю уходит вправо.
3. Каждый месяц небесные часы опережают обыкновенные часы на 2 часа (1 час в 2 недели); так что 22 октября в 9 часов вечера внизу придется уж не 9-е часовое деление, а 11-е.

Собственно, этого достаточно, чтобы поставить карту на любой день и на любой час. По легко запомнить все четыре положения Малой Медведицы в 9 часов вечера: в начале осени, зимы, весны и лета.

• 22 сентября Малая Медведица показывает влево.
• 22 декабря — вниз.
• 22 марта — вправо.
• 22 июня — вверх.

По этим четырем положениям Малой Медведицы наш круг разделен крестообразно двумя линиями на четыре четвертинки. Они соответствуют четырем временам года: осени, весне, лету и зиме. Например, поставив кружок так, чтобы Малая Медведица показывала вниз и вправо, как часовая стрелка, показывающая половину пятого, мы получим картину созвездий на северной стороне неба в 9 час. вечера в середине зимы.

Давайте называть четвертинки круга по временам года так, что зимней назовем ту четвертинку, которая находится зимою вверху; на ней изображены созвездия, которые стоят в зимние вечера над нашей головой, — выше Полярной звезды.

Запомним, что внутренний кружок на карте (60-я параллель) проходит через созвездия, которые идут над Санкт-Петербургом, а второй кружок, побольше (45-я параллель), проходит через созвездия, которые идут над Крымом; звезды, намеченные на самом краю карты (30-я параллель), идут над северной Африкой. Вот какие главные созвездия в этих четвертях:

• Осенняя четверть: Кассиопея (над Санкт-Петербургом) и Андромеда (южнее Крыма).
• Зимняя: Возничий и Персей, оба над Крымом.
• Весенняя: Большая Медведица над Санкт-Петербургом и всей Россией.
• Летняя: Лира (южнее Крыма).

Карту звезд южного полушария надо поворачивать не так, как северную: она поворачивается вправо, считая по верхнему краю, а не по нижнему.

В противоположность северному небу, на небе южного полушария самые яркие звезды расположены близко к полюсу, именно — близ 60-й южной параллели, на месте нашей Большой Медведицы и Кассиопеи: Южный Крест, две звезды Центавра, а Эридана, две звезды Корабля Арго — целых шесть звезд 1-й или почти 1-ой величины, которых мы никогда не видим. А между тем житель самой южной обитаемой земли — Огненной земли — любуется ими, да в то же время видит и наши светила, за исключением Капеллы и Веги.

Источник

Звездный глобус

Звездный глобус представляет собой модель небесной сферы и предназначен для приближенного решения некоторых задач мореходной астрономии, связанных с наблюдениями звезд и планет.
Общий вид и основные части отечественного глобуса марки «ЗГ» показаны на рисунке. Фото звездного глобуса вы можете посмотреть по ссылке слева.
Пустотелая сфера глобуса изготовлена из пластмассы. На нее наклеена карта звездного неба для наблюдателя, смотрящего на сферу снаружи. Поэтому изображения созвездий обратны действительным.
Сфера глобуса может вращаться вокруг двух точек, изображающих полюсы мира, причем полюс P N определяется по расположенной рядом с ним Полярной звезде ( Ро1аris ).
Тонкими линиями от полюсов через 15 º (1 ч ) нанесены небесные меридианы . По середине глобуса проходит, показанный двойной линией, небесный экватор с делениями — градусными (арабские цифры) и часовыми (римские цифры). Эти деления служат для установки местного звездного времени S м или прямого восхождения a . Начало счета делений экватора — точка Овна , обозначенная цифрами 360° (XXIV).
Под углом 23°27′ к небесному эк в атору расположена эклиптика , нанесенная также двойной линией и имеющая градусные деления.
Меридианы точек экватора 360 — 180° (так называемый колюр равноденствий ) и 270—90° ( колюр солнцестояни й ) обозначены двойными линиями и имеют градусные деления.
Параллельно экватору через 10° нанесены небесные параллели.
Вокруг полюсов мира сферу глобуса о хватывает металлическое к ольцо, из ображающее меридиан наблюдателя с градусными делениями 0—90°, нанесенными от экватора к полюсам мира.

М ер и диа н наблюдателя вставляется в другое кольцо, имеющее вырезы, обозначенные буквами N и S , которое располагается на горизонтальной поверхности ящика н изображает истинный горизонт, разделенный в четвертном счете.
На рисунке звездного глобуса показаны :
1 — зажим; 2 — горизонтальное кольцо; 3 — кольцо меридиана наблюдателя; 4 — изображение экватора; 5 — крестовина вертикалов; 6 — мягкие карандаши; 7 — крышка;
8 — индекс-указатель; 9 — изображение эклиптики; 10 — сфера глобуса; 11 — ящик (футляр).

Сверху на кол ьцо горизонта надевается съемная металлическая крестовина вертикалов , расположенных под углом 90°, с градусными делениями от 0 до 90 °, нанесенными от горизонта вверх. Точка пересечения вертикалов дает зенит наблюдателя , отмеченный сверху небольшим шариком. Для установи величины h на вертикалы надевается зажимной индекс.
Н а поверхность глобуса нанесены положения около 170 наиболее ярких з в езд для определенной эпохи; в течение 20—30 лет изменением координат вследствие прецессии можно пренебречь. Недалеко от точ ки Р N помещена табличка усло в ных знаков, показывающих яркость звезд .
На гл о бу се » 3 Г» более старых выпусков созвездия обозначены латинскими наименов аниями , а звезды на них —буквами греческого алфавита. Н а новых моделях «ЗГ» созвездия обозначены русскими наименованиями. Для перевода латинских наименований в русские применяют таблицу МАЕ — вкладыш.
Так как планеты, Луна и Солнце вследствие собственного движения изменяют свои координаты, на глобусе они не обозначены и должны наноситься мягким карандашом, имеющимся в комплекте .
Сфера глобуса удерживается в неподвижном положении трением о деревянную подушку с пружиной внутри ящика.
На некоторых судах встречаются глобусы зарубежных марок, нес к олько отличающиеся о т со в етс к их . В частности, глобусы ГДР имеют круговую разбивку г о ри з онта, дру гую конструкции индекс-указателя, а меридиан н а блюдателя у них св о бодн о вращается и может изображать любой вертикал .
Положение не бесной сферы со всеми светилами на ней зависит от шир о ты места наблюдателя и момента времени. Поэтому глобус перед решением задач надо установить по широте j с и звездному местному времени S м (t g м ) , а иногда — только по широте.

Установка звездного глобуса по широте

Поворотом кольца меридиана наблюдателя устанавливают повышенный полюс над одноименной точкой горизонта на величину угла h = j . Так как деления меридиана наблюдателя глобуса «ЗГ» нанесе н ы от экватора, отсчет на дуге у линии горизонта должен равняться 90° — j . Чтобы избежать ошибок при установке, надо поставить полюс н а высоту, равную j с , ведя счет градусов от полюса, а затем проверить отсчет у горизонта, который должен равняться 90° — j с .

Установка глобуса по звездному местному времени

Рассчитывают Т г р = Т с ± № Ost _W и по МАЕ ; находят на этот мо мент t g гр ( S гр ) , после чего определяют t g м = t g гр ± l Ost _W и округляют до 0,5°. Затем поворачивают сферу глобуса так, чтобы под серединой кольца меридиана наблюдателя, на п о луденн о й его части, был отсчет шкалы экватора, равный найденному значению t g м . Так как кольцо имеет толщину примерно в 2°, то к оцифрованному его срезу следует подводить отсчет экватора на 1 °меньше рассчитанного t g м. Посл е установки t g м н адо проверить, не сдвинулся ли меридиан наблюдателя и не изменилась ли установка j .

Установить звездный глобус по широте и звездному времени на 15 марта 1976 г. Т с = 5 ч 20 м ; j с = 29 ° 10,0’N;

П о днимаем северный п олюс м ира P N на 29 ° н ад точ кой N , п роверяя з атем у горизонта точ н ый отсчет 90 ° — j с .

По сле э того подводим к оцифрованному срезу меридиана на блю дат е ля отсчет н а ш кале экватора 249 ° , то есть 250 ° — 1 °.

Нанесе н ие на звездный глобус планет , Луны и Солнца

Поскольку навигационные планеты вв и ду их собственного дв и же ния на глобусе не обозначены, приходится наносить их перед предполагаемыми наблюде н иями на поверхность глобуса. Венеру рекомендуется наносить один раз в неделю, Мар с — ра з в две недели , Юпитер и Сатур н — один раз в месяц.

Порядок нанесения планет таков:

1. Выбирают из МАЕ значения a и d план е т ы.
2. Поворачивают сферу глобуса, подводя к оцифро в анному кра ю ме риди ан а наблюда т еля отсчет экватора , равный a планеты.
3. Откладывают по дуге меридиан а н а блюдателя величи н у d в сторону северного или ю ж н ого по л юсов мира в зависимости от наимено в аний склонения .
4 . Отмечают положение планеты точкой спец и альным восковым или обычным мягким карандашом и ставят рядом астрономический знак данного светила .
5 . Контроль : нанесенные планеты должны располагаться неда ле ко от эклиптики.

Для нанесения Луны надо предварительно рассчитать ее прямое в о схо ж дение , так как о но в МАЕ не приводится . Порядок работы здесь таков :
1. Выбирают из МАЕ на ближайший целый час наблюде н ий Т гр вел ичины t g м и t ) гр [ знак ) здесь обозначает луну ] .
2. Рассчит ы вают a ) = t g гр — t ) гр .

3. Наносят Луну на поверхн ос ть глобуса так же, ка к и планеты.

Задача нанесения Луны на практике применяется сравнительно р едко.

Солнце в принципе можно на н осить так же, как и Луну, его a и d допустимо выбирать на середину суток Т гр = 12 ч . Для контроля следует помнить, что Солнце всегда должно располагаться на эклиптике.

Вообще можно прямо наносить Солнце на эклипт и ку, опреде л и в п риближенно L ө .

Пример. 31 август а 1976 г ода. Т с = 18 ч 45 м , l c = 13° 07,0′ O st .
Нанести на звездный глобус Марс и Луну .

31/VII. T c — № Ost = 18 ч 45 м — 1 = T гр = 1 7 ч 45 м .

Тгр = t g гр = 250 º 02,2 ‘; t g гр — t ) гр = 250 º 02,2 ‘ — 8 º 20,8 ‘ = a ) = 241 º 41,4’ ≈ 241,5 º.

a &#9794 = 18 º26,4′; d &#9794 = 1,4 ºS ( на Т гр = 18 ч ).

Мар с расположен вбли з и экли п тики в районе созвездия Девы. Луна — в районе созвездия Скорпио н а .

Задачи, решаемые на звездном глобусе

Определение названия неопознанной звезды или планеты.

Если, звезда наблюдалась в просветах между облаками, весьма трудно опознать ее. Необходимость опознания наблюдаемых звезд возникает также, если наблюдатель малоопытен и плохо знает з в ездное небо .

Порядок решения задачи следующий.

1. Получив отсчет секстана ос звезды и определив по компасу ее пеленг К П , замечают Т с и снимают с карты j с и l с .
2. Рассчитав Т гр = Тс ± № Ost _W , находят с помощью МАЕ t g м = t g гр ± l Ost _W .
3. Устанавливают глобус по широте и звездному местному времени.

4. Переводят КП в ИП и затем в азимут четвертного счета .
5. Устанавливают индекс вертикала на измеренную высоту — ос , а сам вертикал — на величину найденного азимута.
6. Под индексом или вблизи него находят звезду, которая обозначена на глобусе но ее месту в созвездии. В таблице «Список звезд» вкладыша МАЕ находят русское название созвездия и порядковый номер звезды. На новых глобусах «ЗГ» созвездия о б оз начены русскими названиями, и надо только найти порядковый номер звезды в МАЕ .
7. Если под индексом не окажется звезды, то возможен промах в решении задачи или наблюд а л ась планета . Приближенно опознать планету можно по таб л иц е » Видимость планет » в начале МАЕ , определив предварительно по глоб у с у , в районе какого созвездия находилось неопознанное светило. Для более точного решения снимают a и d точки под индексом и в ежедневных таблицах находят планету, имеющую значения этих величин, ближайшие к снятым. Понятно, что если планеты б ыли нанесены на глобус заранее, дополнительных действий не требуется.

Пример . 7 июля 1976 года. Т с = 20 ч 50 м . Наблюдали неопознанное светило и получили: ос = 43°56 ‘, КП = 318° (&#916К = + 2°). Определить название светила.

Решение. Установив глобус j с и t g м , ставим на вертикале 44° . Переведя КП в ИП , получаем А ч = NW 40 ° .

Ставим вертикал по этому азимуту и под индексом находим * a Волопаса ( Арктур ), № 99.

Получение высоты и пеленга светила на данное время и подбор звезд для определения места

Эта задача является самой важной и наиболее часто решаемой на звездном глобусе .

1. Снимают с карты j с и l с на предполагаемый момент наблюдений Т с , который обычно выбирают на период навигационных сумерек, находят Тгр = Тс ± № Ost _W.
2. Рассчитывают t g м = t g гр ± l Ost _W .
3. Устанавливают глобус по широте j с и звездному местному времени t g м .
4. Ставят крестовину так, чтобы оцифрованный край вертикала проходил через выбранное для наблюдений светило, и снимают h и А звезды или планеты.
5. Для определения места по двум светилам подбирают вторую звезду или планету у соседнего вертикала (разность азимутов примерно 90°). Соответственно для определения по трем светилам разность азимутов должна быть близкой к 120°, по четырем — к 180° в каждой паре или по 90° — между соседними звездами.
Подробно вопрос о выборе светил для определения места мы рассмотрим отдельно в этом разделе сайта.

17 мая 1976 года. Т с = 4 ч 15 м ; j с = 44 º 44 ‘ N; l с = 168 º 28,0 ‘ O st .

Определить высоту и компасный пеленг Юпитера и звезды Сеат ( b Пегаса) и подобрать еще две звезды для определения места (&#916 К = -1 º ).

1. 17 мая. Тс — № Ost = 4 ч 15 м — 11 = T гр (16 мая) = 17 ч 15 м .

t g м = 129 º 31,9 ‘. t g м + &#916t g = 129 º31,9′ + 3º45,6′ = 133 º17,5’ = t g гр .

t g м = t g гр + l _ost = 133 º17,5′ + 168 º 28,0 ‘ = 301 º 45,5’ ≈ 302 º .

2 . 16 мая Т гр = 17 ч. Выбираем a юп = 39,8 º и d юп = 14,6 ºN.

3. Устанавливаем глобус по j с и t g м и снимаем: для Юпитера h ≈ 6 º ; A ≈ NOst 75 º = 75º. КП = 76 º (-1 º ). Для Сеата h ≈ 35 º, A ≈ SOst 23 º = 157º. КП = 158 º (-1 º ).

4. Подбираем еще две достаточно яркие звезды под углом, близким к 90 º к Юпитеру и Сеату:

a Лиры (Вега) h ≈ 70 º, A ≈ SW 77 º = 257º, КП = 258 º (-1 º );

a Большой Медведицы (Дуббе) h ≈ 23 º, A ≈ NW 21 º = 339º, КП = 340 º (-1 º ) .

Источник