Warning: Illegal offset type in /home/iz4bzc/ben.br1.net/wp-content/plugins/sitepress-multilingual-cms/sitepress.class.php on line 5354

Warning: Illegal offset type in /home/iz4bzc/ben.br1.net/wp-content/plugins/sitepress-multilingual-cms/sitepress.class.php on line 5354
Navigazione Astronomica | Gianluigi Conti (Ben) IZ4BZC
Warning: Illegal offset type in /home/iz4bzc/ben.br1.net/wp-content/plugins/sitepress-multilingual-cms/sitepress.class.php on line 5354

Identificare gli astri, seconda puntata

loating_star

Per coloro che hanno avuto la pazienza di seguire l’articolo precedente e la costanza per costruirsi lo strumento descritto, ecco una piccola ricompensa, con un articolo che mostra in pochi e semplici passi come identificare un astro, una volta presa la sua altezza, il tempo dell’osservazione ed il suo azimut.
Per questo tipo di esercizio, il materiale occorrente è quello che potete vedere nella foto seguente:

IMG_0411
Lo strumento che avete costruito secondo le istruzioni del precedente articolo;
Le effemeridi nautiche relative al periodo di osservazione;
Un taccuino ed una matita;
Una piccola bussola da rilevamento a mano;
Lo StarFinder 2102D;
e naturalmente un orologio con l’indicazione dei secondi di cui abbiate controllato la precisione rispetto ad un segnale orario

 

A questo punto non vi resta che uscire in giardino, individuare un astro (anche in uno scorcio fra nuvole) che avrete cura di scegliere tra i più luminosi in vista in modo da avere ottime probabilità che si tratti di un corpo celeste fra quelli utilizzati per la navigazione astronomica, e puntando il vostro strumento in modo da vederlo allineato all’interno del dispositivo di mira che avrete costruito utilizzando una stecca da poster oppure una cannuccia, leggere l’angolo di altezza segnato dal filo a piombo contro la scala del goniometro. Vi servirà un po’ di esercizio per imparare a fermare il filo a piombo contro la scala graduata del goniometro per leggere l’angolo con una certa precisione, ma imparerete presto il trucco che più vi si addice. Ricordate sempre di sottrarre 90° alla lettura effettiva poiché il vostro orizzonte corrisponde appunto a 90° sulla vostra scala, nella foto l’esempio dell’angolo letto corrisponde a circa 26° e 30′.

IMG_0401

 

Se avete con voi un assistente potete dare lo stop per la registrazione del tempo esatto dell’osservazione, ma se siete soli potrete contare il tempo mentalmente: milleuno, milledue, milletre, etc. fino al momento in cui potrete leggere il quadrante dell’orologio (iniziando sempre dai secondi).
Una volta appuntato il tempo dell’osservazione e l’angolo di altezza misurato, potete misurare l’angolo dell’azimut approssimativo usando la bussola da rilevamento a mano.
Ecco un’istantanea del taccuino contenente questi dati che come potete vedere corrispondono ad un’altezza di 26° e 30′ misurata alle ore 20 53 minuti e 40 secondi, con un azimut di circa 162° (ricordate sempre di tenere conto della declinazione magnetica del luogo, visto che lo StarFinder si basa su un Azimut vero e non magnetico):

IMG_0402

 

Ho capito che l’astro osservato era una stella per il fatto che, pur essendo estremamente luminosa, baluginava, al contrario di un pianeta che avrebbe avuto una luce più fissa oltre a trovarsi più o meno sulla linea dell’eclittica.
Non ci resta che registrare la nostra posizione, magari avvalendoci di Google Maps, una volta indicato il punto sulla carta o visione satellitare, cliccando con il tasto destro e selezionando dal menu rapido la voce “Che cosa c’è qui?”, vedrete comparire le coordinate nella casella di ricerca in alto.
Ed ora possiamo tuffarci nei nostri calcoli:
Prima di tutto dobbiamo riportare l’ora dell’osservazione al GMT (nel nostro caso, sottraendo un’ora all’orario del nostro fuso locale), in questo modo la nuova ora GMT sarà 19h 53m 40s;
Poi dovremo andare a cercare nelle effemeridi nautiche, nelle pagine pagine giornaliere corrispondenti alla nostra data, il tempo sidereo Ts corrispondente alle ore 19 che, come si vede nella figura seguente è 59°07.1′;

IMG_0408

A questo dovremo aggiungere le parti proporzionali corrispondenti ai 53m e 40s andando alle pagine azzurre corrispondenti e leggendo il valore nella colonna del Ts che è di 13°27.2′ come si vede nella figura seguente:

IMG_0409

Una volta sommati questi due valori ed ottenuto il Ts del tempo dell’osservazione, non ci resta che ottenere l’angolo orario riferito al meridiano locale “t”, sommando il valore della nostra longitudine (sommare se E, sottrarre se W) che come si vede nella foto successiva è 84°50.6′:

IMG_0403

Questo sarà il valore che segneremo per comodità con una matita sul bordo esterno della faccia del disco bianco del nostro StarFinder corrispondente al nostro emisfero (N nel nostro caso) come si vede nella foto seguente:

IMG_0404

Dovremo quindi selezionare il disco trasparente azzurro che più riavvicina alla nostra latitudine (45° Nord, nel nostro caso);

IMG_0405

Ed una volta portato l’indice del disco trasparente sul segno di matita precedentemente riportato sul bordo esterno, potremo vedere che l’astro che si trova a circa 162° di Azimut (letti sul bordo esterno del diagramma che rappresenta il nostro orizzonte) ed all’angolo di circa 26°, 27° di altezza (letti sulla scala verticale dell’indice), non può essere altri che Sirio.

IMG_0406

Potrete a questo punto fare esperimenti con molti altri astri seguendo la guida di cui sopra e tenendo conto che poiché ad ogni ora sul bordo esterno del vostro StarFinder, corrisponde uno spostamento di 15°, vi basterà in pratica fare avanzare il disco di un grado ogni quattro minuti trascorsi dall’ora per cui avete fissato l’inizio delle vostre osservazioni, trasformando così il vostro StarFinder in una sorta di orologio celeste. Sempre e comunque vi renderete conto che anche se le misure effettuate hanno una certa approssimazione, gli astri verranno sempre identificati senza ombra di dubbio.
Nella foto che segue, lo stesso risultato ottenuto con il precisissimo programma di calcolo StarPilot su una calcolatrice scientifica ad ulteriore conferma della bontà degli strumenti manuali in nostro possesso.

IMG_0410
Esistono almeno altri tre metodi per procedere a questo tipo di identificazione, ma nessuno di questi è veloce e semplice come l’utilizzo dello StarFinder.
Allenatevi e tenetevi in forma non solo fisicamente per le vostre navigazioni … astronomiche naturalmente!

 

Share

Inverno, tenersi in allenamento con le stelle

gonio_uso Se avete provato la navigazione astronomica, e vi siete appassionati, avrete senz’altro scoperto che per avere una certa dimestichezza col mezzo bisogna tenersi in allenamento come per qualsiasi altra disciplina.
Nulla di meglio allora che utilizzare il proprio Star Finder e costruire un semplice attrezzo che vi regalerà infiniti esercizi durante la stagione invernale in attesa di mettere in pratica durante le vostre crociere estive, tutto ciò che avete imparato nelle fredde giornate d’inverno. Abbiamo già parlato in un altro articolo dello Star Finder un attrezzo molto utile utilizzato nella navigazione astronomica principalmente per due scopi: il primo trovare la posizione degli astri nella volta celeste al crepuscolo in modo da predisporre il sestante per osservare facilmente il corpo celeste sull’orizzonte, il secondo per, una volta localizzato un corpo celeste anche in un tratto di cielo coperto da nubi, capire di che astro si tratta e poterlo utilizzare per fare il vostro punto. Del resto, se avete praticato già un po’ di navigazione astronomica vi sarete resi conto che non è facile trovare sempre le condizioni ideali per fare le proprie osservazioni e che è più frequente trovare, anche in oceano, un cielo coperto con qualche squarcio qua e là. È proprio in questo tipo di osservazioni, in queste occasioni, che lo Star Finder vi sembrerà uno strumento quasi insostituibile per la sua semplicità e velocità d’uso.
Per aiutarvi in questo tipo di esercizio dal vostro giardino o dal balcone di casa vostra, dovrete dotarvi di uno strumento che vi mostrerò come costruire da soli in questo articolo. In un prossimo articolo, se avrete avuto la pazienza di costruirvene uno, vi accompagnerò nel suo utilizzo pratico.
Questo strumento avrà il compito di sostituire il sestante dotato di orizzonte artificiale, visto che in un paesaggio urbano vi mancherebbe senza ombra di dubbio un orizzonte marino da cui misurare l’altezza degli astri ed un semplice sestante vi risulterebbe inutilizzabile. Qualcuno potrebbe obiettare che utilizzando una semplice padella riempita di olio, si può ottenere un semplice orizzonte artificiale, ma questo finirebbe per complicarvi la vita e farvi imparare un esercizio come quello di trovare il riflesso degli astri dentro questa sorta di specchio, che in mare non utilizzereste mai. In aggiunta, per riconoscere un astro con l’ausilio dello Star Finder, non vi serve certo la precisione di un sestante.
Andiamo ora all’elenco del materiale occorrente che potete vedere anche nelle foto allegate:
Un pezzo lungo circa 30 cm. di stecca da poster
Un goniometro da poco prezzo di plastica robusta e di dimensioni abbastanza grandi
Un pezzo lungo circa 35 cm. di filo (quello da ricamo in seta è il più adatto per morbidezza e robustezza)
Un piccolo peso da pesca di circa 25 o 30 grammi, ma va bene anche un altro peso qualsiasi come un dado di acciaio.
Uno stuzzicadenti (opzionale)
gonio_materiale2
Ho scelto una stecca da poster, ma andrebbe bene anche un pezzetto di tubino in plastica oppure una cannuccia, semplicemente la stecca da poster si è rivelata la migliore per poter facilmente fissarla al goniometro incollandola ed ottenendo uno strumento robusto ed in grado di durare.
Abbiate cura di assemblare il tutto in modo che l’origine del filo a piombo corrisponda con precisione al centro di riferimento dell’arco graduato del goniometro. Per i più esigenti, uno stuzzicadenti diviso a metà ed infilato nella stecca da poster in corrispondenza degli estremi, può contribuire alla precisione della mira.
gonio_fin
Per finire avrete già capito tutti come si utilizza per prendere l’altezza di un astro, che potete fare a qualsiasi ora perché non è necessario che l’orizzonte sia visibile. Basterà un minimo di allenamento per imparare a bloccare con un tocco leggero il filo nella posizione corrispondente all’angolo di altezza e poterlo leggere comodamente.
Buon vento ed alla prossima puntata!

Share

La navigazione astronomica in una palla di Natale


Warning: Illegal offset type in /home/iz4bzc/ben.br1.net/wp-content/plugins/sitepress-multilingual-cms/sitepress.class.php on line 5354

pallina-di-nataleMolti di voi, una volta appresi i rudimenti della navigazione astronomica, si saranno chiesti come spiegare ad altri la meccanica celeste e la relazione fra le coordinate terrestri e quelle astronomiche. Ma che cosa c’entra questo con il Natale?
È proprio in questo periodo dell’anno che, girando a fare shopping nei mercatini del fai da te, avrete visto una serie di palline di Natale da decorare con vari materiali che a me hanno fatto venire in mente, manco a dirlo, un metodo per spiegare meglio i sistemi di coordinate che entrano in gioco quando si spiega la navigazione astronomica.

Ho pertanto acquistato il materiale che potete vedere in figura 1, una palla trasparente in plastica di grandi dimensioni, una palla più piccola in polistirolo ed uno spiedino di legno che a dire la verità avevo già in casa.
Lo scopo del lavoro è di costruire un modello tridimensionale del globo terrestre e della sfera celeste.
A questo punto l’operazione più difficile che è quella di infilzare la nostra palla globo terrestre con lo spiedino di legno a simulare l’asse di rotazione del pianeta come in figura 2 cercando di attraversare la palla al centro esatto. All’inizio non è facile andare dritto, ma dopo un paio di tentativi ed aiutandosi con i segni lasciati dallo stampo sulla palla di polistirolo tutto risulta più facile. Gli stessi segni che con l’aiuto di un po’ di spilli e di filo da cucire ci aiuteranno a tracciare con un pennarello il meridiano di riferimento (Greenwich) ed il suo opposto (la linea del cambio di data) e l’equatore come potete vedere nelle figure 3, 4 e 5.
Poi possiamo preparare la palla di plastica trasparente che simulerà la sfera celeste praticando i fori per far passare lo spiedino che simula l’asse terrestre come si vede in figura 6. Per non far scivolare la sfera piccola lungo l’asse all’interno della sfera più grande, ho incollato due perline di legno alla giusta distanza ed ho preparato una piccola barchetta di carta da fissare con uno spillo di volta in volta nelle posizioni desiderate a simulare le varie situazioni di posizione in cui ci si può trovare come si vede in figura 7.
Ora non resta che racchiudere la palla piccola nella palla trasparente più grande e completare il lavoro tracciando sulla sfera celeste, il meridiano di Ariete e l’equatore celeste, la nostra terra ruotando al suo interno ci mostrerà le varie situazioni in cui ci si viene a trovare per calcolare l’angolo orario locale conoscendo il tempo sidereo di Greenwich (GHA), la coascensione retta e la declinazione dell’astro, insieme naturalmente al nostro punto nave stimato. In figura 8 potete vedere il modellino finito che potrebbe anche non sfigurare sull’albero di Natale di un navigatore astronomico. Buon divertimento ed auguri!

Share

Quanto è precisa l’ora del GPS?

clockDurante una delle mie ultime navigazioni, mentre controllavo alcune linee di posizione di astri confrontandole con la posizione mostrata dal ricevitore GPS, mi è caduto l’occhio sul tempo visualizzato dal display del GPS e l’ho trovato molto diverso (14 secondi avanti), da quello del mio orologio da polso radiocontrollato, lo stesso che avevo appena usato per etichettare le letture fatte con il sestante.
Non sto a descrivere il mio stupore tanto che mi sono precipitato a confrontare l’orologio da polso con un altro orologio radiocontrollato installato sul tavolo da carteggio, bene gli orologi radiocontrollati concordavano, allora ho estratto il ricevitore GPS di emergenza che conservo nel grab-bag, l’ho acceso ed ho scoperto che anche questo aveva una differenza di quindici secondi in avanti. Ancora incredulo, ho acceso la radio HF ed ho sintonizzato una delle stazioni campione di tempo e frequenza ascoltandone in religioso silenzio i tic fino al relativo segnale del minuto. Anche questi segnali concordavano con gli orologi radiocontrollati.
A questo punto, ho completato i miei calcoli astronomici con i tempi presi dal mio orologio da polso e vedendo che la precisione del punto astronomico era sufficientemente buona, ho iniziato a sospettare che, visto che in genere quattro secondi corrispondono ad un miglio, se avessi utilizzato l’orario mostrato dai ricevitori GPS, avrei sbagliato la posizione di parecchio rispetto al punto attuale.
I calcoli eseguiti nuovamente il giorno successivo utilizzando l’orario del GPS, hanno confermato questa ipotesi.
Al ritorno dalla crociera, ho cominciato a documentarmi sulla possibilità che il tempo mostrato dal ricevitore GPS, non sia preciso, anche se mi sembrava sinceramente incredibile, visto che il GPS basa la precisione del suo funzionamento sulla precisione e la sincronizzazione degli orologi atomici al cesio e al rubidio presenti a bordo di ogni satellite.
Dopo aver scritto sia al governo statunitense che ai fabbricanti di alcuni ricevitori GPS, vi elenco le conclusioni:

Il tempo utilizzato internamente dal GPS per ricavare la posizione ha una precisione estrema che ammonta a circa quaranta nanosecondi.

Gli orologi del sistema GPS sono stati allineati tutti insieme nel 1980 e vengono mantenuti sincronizzati tramite il TAI (Tempo Atomico Internazionale). Periodicamente, il tempo UTC viene aggiornato togliendo un secondo (detto “secondo intercalare” o “leap second” in inglese) per adeguarlo al tempo basato sulla rotazione terrestre rispetto ad una griglia di riferimento fissa nello spazio. Da allora tra il tempo coordinato UTC ed il TAI si sono accumulati svariati secondi che erano undici nel 1996.

Questo differenziale viene trasmesso ai ricevitori GPS solo ogni 12.5 minuti, ed in caso di cattiva ricezione dei satelliti, potrebbe anche non essere acquisito correttamente alla prima occorrenza.

Quando questa informazione viene elaborata dal ricevitore GPS, il tempo mostrato sul display, viene corretto, nonostante questo i tempi di elaborazione e visualizzazione possono mostrare il tempo con un certo ritardo che in genere è di uno o due secondi, questo problema si presenta anche nel segnale NMEA trasmesso dal ricevitore GPS.

Morale: Non fidatevi ciecamente dell’orario mostrato dal ricevitore GPS per fare i vostri calcoli di navigazione astronomica, ma controllatelo se potete tramite un orologio radiocontrollato oppure una delle stazioni campione di tempo e frequenza!

Nota: Qui ho cercato di banalizzare l’argomento per non introdurre spiegazioni e masse di dati numerici troppo voluminosi, chi volesse approfondire l’argomento può cercare in rete ulteriori informazioni qui e qui.

Personalmente amo ancora indicare il tempo sui miei calcoli astronomici con l’etichetta GMT come il mio guru della navigazione astronomica David Burch. GMT per i più pignoli si piazza sempre fra UTC e UT1, mantenendo comunque una notevole precisione per i nostri usi.

Share

Effemeridi fai da te

Se siete pronti per le vostre navigazioni, non vorrete certo lasciare a casa il vostro fido sestante, le tavole a soluzione diretta, il cronometro ed il vostro fido quaderno. Se quest’anno, non avete deciso di investire nelle effemeridi nautiche o nel nautical almanac per l’anno corrente, poco male.
Oggi potete trovare il modo di stampare da soli le effemeridi nautiche. Vi basterà visitare il sito dell’amico clc Roberto Iori per poter trovare un comodo file excel da scaricare che vi permetterà di produrre la pagina giornaliera simile in tutto e per tutto alle pagine giornaliere delle effemeridi nautiche edite dall’IIM relative ai dati di sole e stelle.

Mancano i dati relativi ai pianeti e luna perché effettivamente poco utilizzati nella navigazione astronomica speditiva come mi faceva giustamente osservare l’autore.

Io stesso non ho mai usato i pianeti ad eccezione di Venere e Giove, per la loro luminosità che permette di piazzare le osservazioni nel crepuscolo civile, lasciando l’intero periodo del crepuscolo nautico per le stelle.

Sul sito di Roberto trovate anche alcune tabelle tipicamente presenti nelle pagine colorate delle effemeridi, (un tempo gialle ed ora azzurre) per la correzione delle altezze e le tabelle per l’interpolazione dei valori orari presenti nelle pagine giornaliere con le frazioni di ora e parti proporzionali.

La particolarità più rilevante di questo programmino in Excel è dato dal fatto che i dati relativi al sorgere e tramonto del sole e dei crepuscoli, vi vengono forniti già calcolati per la vostra posizione senza bisogno di avventurarsi in ulteriori calcoli. Questo può essere un vantaggio oppure uno svantaggio a seconda che siate abituati a portare con voi un computer portatile, nel qual caso potete produrre le pagine giornaliere all’occorrenza, mentre se dovete stampare le pagine che vi occorrono prima di partire per la crociera, dovrete produrle tenendo conto del piano di viaggio che avete preparato inserendo le coordinate presunte di ogni zona di navigazione ed accontentarvi di un calcolo leggermente più approssimativo dei crepuscoli, ma già pronto all’uso.

Una sola piccola osservazione sull’output del programma in Excel, nel calcolo dei crepuscoli potrebbe capitarvi che il valore orario, frutto del calcolo, contenga dei decimali tali che l’approssimazione porta a visualizzare i minuti come 60. Risulterà quindi evidente a tutti che in quel caso si tratta dell’approssimazione all’ora successiva, in pratica un’orario che si presenti come 8h 60′ sarà uguale a 9h 00′.

Dal sito di Roberto, che ha promesso di aggiornare il file delle effemeridi ogni anno, manca una sola tabella utile ai calcoli astronomici, per la conversione dell’arco in tempo e del tempo in arco, ma la potete trovare comunque nella sezione download di questo blog.

Nella pagina di Roberto che trovate a questo indirizzo, è spiegato anche con dovizia di particolari l’uso delle effemeridi, mentre la tabella di conversione dell’arco in tempo e del tempo in arco la trovate qui.

Share

I crepuscoli del navigatore

La differenza tra un navigatore astronomico neofita ed un esperto, balza all’occhio di ogni osservatore che abbia avuto l’occasione di navigare con entrambi. Il primo, all’apparire dei primi astri in cielo si affanna ad estrarre i ferri del mestiere e chiede ad altri in modo piuttosto concitato di fare cose, farfugliando, che si sta perdendo l’attimo fuggente ed accampando poi mille scuse per la scarsa qualità dei risultati poi. Il secondo siede rilassato da qualche parte godendosi la navigazione o dedicandosi a qualche altra attività, fino al momento in cui un breve allarme squilla sul suo orologio da polso, solo allora egli estrae un suo taccuino, scende con la dovuta calma sotto coperta a prendere il sestante e si mette tranquillamente all’opera. Dobbiamo a questo punto tornare un po’ indietro nel tempo per capire fino in fondo quali trucchi hanno reso il nostro navigatore astronomico così tranquillo e rilassato. Come per la stragrande maggioranza delle attività un grammo di prevenzione vale un chilo di cura ed è proprio l’attività di preparazione che distingue il navigatore astronomico esperto dal neofita.
Tutti sappiamo che il momento ideale per osservare l’altezza degli astri sull’orizzonte è quel momento particolare in cui entrambi sono visibili e che viene chiamato crepuscolo, rispettivamente serale e mattutino. Per conoscere l’ora dei crepuscoli, normalmente quando siamo a terra possiamo consultare un quotidiano, ma questo non ci aiuta molto se siamo in mare ed in special modo se siamo lontani dalla città in cui viene stampato il giornale.
Bisogna anche tenere conto di una serie di fatti che dipendono dal moto del nostro pianeta e dal variare dell’altezza dell’eclittica con l’alternarsi delle stagioni. In inverno le giornate durano molto meno, a latitudini più elevate corrispondono durate dei crepuscoli maggiori, fino ad arrivare alle alte latitudini circumpolari in cui in vicinanza dei solstizi d’estate e d’inverno il sole rispettivamente non tramonta mai e non sorge mai. Se parlate al telefono con un amico che è 10° più a ovest di voi e gli dite che vedete un magnifico tramonto, lui il tramonto lo potrà apprezzare solo 40′ più tardi, nonostante possa trovarsi per convenzione nello stesso vostro fuso orario.
In effetti il momento per le osservazioni astronomiche è scandito da più periodi che mettono il navigatore nella condizione di capire al meglio quali astri osservare a quale ora ed in quale direzione. Dovendo passare al mondo dei numeri, i crepuscoli sono delimitati dai seguenti momenti:
Crepuscolo civile– va dal momento in cui il sole tramonta al momento in cui si trova ad un’altezza di 6° al di sotto dell’orizzonte (alla sera), e dal momento in cui si trova ad un’altezza di 6° al di sotto dell’orizzonte al momento in cui sorge (al mattino). Questo è anche il periodo in cui bisogna accendere le luci di navigazione alla sera e spegnerle al mattino.
Crepuscolo nautico– va dal momento in cui il sole si trova ad un’altezza di 6° al di sotto dell’orizzonte al momento in cui si trova ad un’altezza di 12° al di sotto dell’orizzonte (alla sera), e dal momento in cui il sole si trova ad un’altezza di 12° al di sotto dell’orizzonte al momento in cui si trova ad un’altezza di 6° al di sotto dell’orizzonte (al mattino).
Esiste anche un crepuscolo astronomico che corrisponde al momento in cui il sole si trova ad un’altezza di 18° al di sotto dell’orizzonte ed il cielo è pertanto così oscuro da permettere le osservazioni astronomiche ad occhio nudo di stelle fino alla sesta magnitudine, ma questa è un’altra storia ed interessa solo marginalmente il nostro navigatore astronomico.
Nelle effemeridi italiane, il periodo del crepuscolo civile è da intendersi come quello che va dal tramonto all’inizio del crepuscolo nautico, mentre il crepuscolo nautico ha un inizio e una fine ben contrassegnati. Al mattino, dopo il crepuscolo nautico, il crepuscolo civile va dalla fine del crepuscolo nautico al sorgere del sole. Negli almanacchi di stile anglosassone, al tramonto, alla colonna “inizio del crepuscolo nautico” corrisponde la colonna “civil twilight”, ed alla colonna “fine crepuscolo nautico” corrisponde la colonna “nautical twilight”, l’inverso è riportato per il mattino.
Come vedrete nella figura esplicativa riportata alla fine di questo articolo, il momento giusto per osservare le altezze degli astri più luminosi (i pianeti e più in particolare Venere e Giove) è il crepuscolo civile e si inizierà ad osservare per primi quelli che si trovano nell’emisfero celeste più ad Est. Seguono, durante il crepuscolo nautico, le stelle più luminose sempre a cominciare dall’emisfero Est perchè è il primo luogo dove il cielo si scurirà a sufficienza per distinguere i primi astri e dove contemporaneamente la linea dell’orizzonte tenderà a scomparire per prima. Analogamente si farà al mattino tenendo presente che i due crepuscoli saranno rispettivamente invertiti nell’ordine. La cosa che appare strana le prime volte agli osservatori esterni è che il navigatore sembra puntare il sestante verso il nulla, una porzione di cielo dove non si vede nessun astro ad occhio nudo, ma dove il cannocchiale del sestante riesce a discriminare i primi astri avendo contemporaneamente una linea d’orizzonte ben visibile e capace di regalare misure estremamente precise.
Torniamo ora al lavoro di preparazione del nostro navigatore che, anche ore prima del tramonto e dell’alba, avrà proceduto a calcolare il tempo esatto di tali fenomeni per la posizione stimata con il seguente metodo (qui faremo l’esempio del tramonto, ma tutti gli altri fenomeni si determinano con lo stesso procedimento):
1) Eseguire un rapido calcolo (molto grezzo) di dove ci si troverà quando l’ora GMT corrisponderà più o meno al tramonto nella posizione attuale (naturalmente più siete vicino al tramonto più il calcolo sarà preciso).
2) Una volta ottenuta la posizione stimata, andate nelle pagine giornaliere corrispondenti alla data attuale e, nell’apposita tabella della pagina di destra, annotate l’ora GMT del tramonto del sole alla latitudine immediatamente inferiore alla vostra, a meno che non siate esattamente ad una delle latitudini riportate in tabella. Noterete anche che gli intervalli di latitudine variano lungo tale colonna con gruppi di intervallo di 10°, 5° e 2° al crescere della latitudine, appuntatevi anche di quale ampiezza è l’intervallo in cui è compresa la vostra latitudine, e l’intervallo di tempo che intercorre tra il valore inferiore ed il valore superiore di latitudine.
3) Andate ora alla fine delle pagine colorate delle effemeridi e più precisamente alle “Tavole per l’interpolazione del sorgere e del tramonto del sole e della luna, crepuscoli, etc.” – Tavola I per la latitudine. Entrate nella prima, seconda o terza colonna corrispondente all’intervallo di latitudine in cui era compresa la vostra latitudine. andate alla riga approssimata ai gradi e primi di differenza tra la vostra latitudine e quella trovata nella pagina giornaliera. Ora procedete in orizzontale fino alla colonna corrispondente all’intervallo di tempo del tramonto fra le latitudini che vi eravate appuntati in precedenza.
4) Aggiungete il tempo trovato all’orario GMT del tramonto del sole che vi eravate annotati in precedenza.
Ora bisogna procedere alla correzione per la longitudine.
5) Convertite la vostra longitudine in tempo tramite l’apposita tabella A1 di conversione di arco in tempo e sottraete questo tempo a quello trovato in precedenza se la longitudine è Est o sommatelo se la longitudine è Ovest. Quello trovato è molto presumibilmente l’orario che segnerà il tempo GMT al tramonto nella posizione stimata.

Una regola molto pratica per determinare ad esempio l’inizio del crepuscolo nautico se vi doveste essere spostati di molto durante la navigazione rispetto alla longitudine stimata in precedenza, consiste nell’osservare sulla pagina giornaliera l’intervallo che intercorre tra il tramonto e l’inizio del crepuscolo nautico. Quando vedrete tramontare il sole dal ponte della vostra barca saprete ad esempio che se l’intervallo in minuti era 23, esattamente 23 minuti più tardi, potrete ragionevolmente iniziare le vostre osservazioni ed avete tempo a sufficienza per prepararvi.
Un’ultima curiosità: osservando la pagina giornaliera delle effemeridi, vi sarete resi conto che tra il tramonto e l’inizio del crepuscolo nautico, non esiste lo stesso intervallo di tempo che intercorre tra l’inizio e la fine del crepuscolo nautico. Questo perchè, mentre le altezze negative del sole rispetto all’orizzonte di 6° e 12° sono calcolate rispetto al centro dell’astro, il tramonto ed il sorgere del sole sono, per comodità, quelli apparenti, presi cioè quando il lembo superiore del sole si trova sull’orizzonte, aggiungendo così una differenza corrispondente ad un semidiametro dell’astro.
Utilizzando questa informazione, non solo potrete prevedere a quale ora prepararvi alle osservazioni, ma anche precalcolare quali astri osservare ed a quali azimuth ed altezze approssimative trovarli ad esempio tramite lo starfinder di cui ho già parlato in un articolo precedente, collocandovi immediatamente nella categoria dei navigatori astronomici rilassati.
Nello schema esemplificativo riportato qui sotto, potete vedere in sequenza il tramonto, il crepuscolo civile ed il crepuscolo nautico, naturalmente all’alba la sequenza si invertirà.

Share

Gli specchi del sestante, argentare, anzi alluminare.

Prima o poi l’argentatura degli specchi dei nostri sestanti è destinata a deteriorarsi fino a compromettere l’uso del sestante stesso. La natura stessa dell’ambiente marino fa di questo problema, per un sestante tenuto in buone condizioni, pulito e debitamente lubrificato, il primo ostacolo nell’uso del sestante. Se cominciate ad osservare piccoli distacchi dell’argentatura anche se di piccola entità che non siano rigorosamente ai bordi degli specchi, ebbene rassegnatevi, il momento è giunto di fare qualcosa.
In situazione contingente durante una lunga navigazione, si può sempre procedere a quella che potremmo chiamare un’argentatura d’emergenza, rimuovendo tutta l’argentatura residua degli specchi e la vernice protettiva tramite un solvente ed un’azione meccanica evitando l’uso di abrasivi aggressivi per il vetro e poi applicando a spray della vernice nera avendo cura di mascherare prima una metà dello specchio d’orizzonte con carta adesiva da carrozziere. Anche se sembra strano, pur con una luminosità inferiore a quella originale gli specchi faranno ancora il loro servizio molto meglio di quando avevano l’argentatura rovinata. Probabilmente per le osservazioni di sole sono ancora migliori di quelli argentati.
Se vi siete chiesti se potete far tagliare degli specchi convenzionali per poterli usare sul sestante, abbandonate subito quest’idea peregrina poiché gli specchi originali sono prodotti utilizzando lastre di cristallo con facce perfettamente piano-parallele per evitare grossolani errori di misura dati dalle diverse diffrazioni introdotte da specchi che non sono espressamente costruiti per questo uso.
Se un tempo si trovavano molti laboratori disponibili ad eseguire la riargentatura per pochi denari, oggigiorno trovare artigiani disposti a spendere parte del loro tempo e della loro pazienza per superfici così piccole è diventata un’impresa.
È proprio questo tipo di impresa che mi ha fatto meditare sulla possibilità di argentare gli specchi in proprio per cui mi sono armato dei chimici necessari, di opportuni presidi protettivi, e mi sono lanciato nell’impresa del fai-da-te. Dopo alcuni tentativi si possono ottenere risultati ottimi, ma anche questi specchi, al pari di quelli originali hanno una vita abbastanza limitata.
Osservando sestanti di moderna produzione ho altresì notato che la superficie riflettente di questi specchi, era molto più duratura e resistente nel tempo e documentandomi ho scoperto che questi specchi sono non più argentati come un tempo, ma alluminati. Una rapida ricerca in rete mi ha fatto trovare alcuni indirizzi di artigiani che argentano specchi per telescopi e dopo aver spiegato ad uno di loro che a me serviva la superficie a contatto del vetro per rispettare le quote dei supporti originali e non già la superficie alluminata diretta come nei telescopi e che lo specchio d’orizzonte andava alluminato solo per metà.
Detto e fatto ho spedito un pacchetto con gli specchi originali di alcuni vecchi ma ottimi sestanti in mio possesso per vedermeli restituire dopo circa una decina di giorni perfettamente alluminati. A questo punto mi è bastato proteggere le parti da non verniciare con carta adesiva da carrozziere ed applicare una vernice protettiva sul retro dello specchio per proteggere l’alluminatura dall’azione del salino e dall’abrasione delle viti di registro e delle cornici porta specchio. Nelle foto che seguono potete vedere gli specchi di alcuni sestanti dopo questo processo e l’attenzione da porre nel rimuovere la carta adesiva dallo specchio d’orizzonte aiutandovi con una lametta in modo da ottenere una superficie di strappo netta senza andare a rovinare il bordo dell’alluminatura e mantenendo una leggera eccedenza della vernice oltre il limite della superficie riflettente di due o tre decimi di millimetro per ottenere una migliore sigillatura dall’infiltrazione di umidità ed infine un sestante (un Carl Plath) ritornato al suo vecchio splendore con in più le prestazioni di specchi di ultima generazione.
Ah ! .. e non dimenticate che per navigatori rispettosi della natura e del mare come noi il migliore olio lubrificante che possa sostituire quello di balena nella manutenzione del sestante, è l’olio di Jojoba che potete acquistare in qualsiasi erboristeria sotto casa per pochi euro.

Share

Lo Starfinder 2102-D un utile strumento

Nell’apprendimento della navigazione astronomica, molti di voi si saranno resi conto che una volta imparati i principi fondamentali, l’uso del sestante richiede non più di una o due ore, volendo includere alcuni trucchetti accessori, per migliorare le propria capacità di far combaciare un astro con la linea sottile dell’orizzonte. La cosa più impegnativa diviene a questo punto pianificare in anticipo quali astri osservare, in quale direzione trovarli ed a quale ora effettuare l’osservazione.
Altri già familiarizzati con l’uso delle tavole nei calcoli di previsione e del sestante stesso, una volta usciti nel vasto oceano, si saranno resi conto che, nelle latitudini e nelle stagioni più propizie alla navigazione, il cielo proprio nel momento giusto per l’osservazione, si presenta coperto facendo scadere l’entusiasmo anche dei più convinti. A questo punto il problema principale è rappresentato dall’esigenza di identificare un astro dopo averlo osservato mentre si mostrava in un piccolo squarcio fra le nuvole.
È per rispondere a questi due quesiti in maniera preponderante ed a tanti altri piccoli problemi astronomici, che nasce uno strumento come lo Starfinder 2102-D.


Si tratta in sostanza di uno strumento formato da un disco rigido in plastica bianca di base con due facce rappresentanti rispettivamente l’emisfero Nord e l’emisfero Sud e da una serie di nove dischi flessibili trasparenti stampati in blu che rappresentano in pratica il cielo visibile alle varie latitudini a partire dai cinque gradi ad intervalli di dieci gradi. A questi si aggiunge un ulteriore disco flessibile stampato in rosso utile a tracciare sul disco di base la posizione di astri non ancora presenti sul disco di base come stelle al di fuori del catalogo elencato nelle pagine giornaliere degli almanacchi ovvero di pianeti che per le loro caratteristiche di moto nel cielo stellato non possono essere rappresentati in maniera permanente.
Oggigiorno esistono programmi per calcolatori e sussidi elettronici di vario genere che sostituiscono egregiamente l’uso di questo starfinder, ma rimane il fatto che oltre ad essere quest’ultimo di una grande rapidità e praticità nell’uso, in un ambiente non sempre propizio alle sofisticazioni come quello di una barca in mezzo al mare, non necessita di fonti di energia esterne e non ha certo paura dell’acqua salata o dell’umidità in genere. Inoltre la sua praticità rispetto all’uso di altri sistemi manuali di calcolo come le varie tavole a soluzione diretta è aumentata dal fatto che restituisce le informazioni anche in maniera grafica e non dimentichiamo che una figura vale mille parole.
Naturalmente questo strumento non è unico nel suo genere e conta al momento un analogo starfinder (N.P.323) edito dall’Ammiragliato Britannico ed un autorevole quanto negletto strumento (l’Ortosferoscopio del Pino) edito fino a qualche anno fa dall’Istituto Idrografico della Marina italiana che volendo aveva una serie di funzioni aggiuntive.
Con l’esperienza, questo starfinder può diventare anche un sussidio alla navigazione d’emergenza senza bisogno del supporto di un sestante, ma insieme ad un sempllice sestante di plastica ed alcuni fogli con tavole di declinazione annuali, può a pieno titolo entrare nel contenuto del sacco di emergenza da imbarcare su una zattera in caso di abbandono barca.
Chi ne avesse uno per le mani, avrà notato che sul disco di base sono rappresentate le 57 stelle riportate negli almanacchi nautici stranieri, per essere più precisi 58, visto che la polare è rappresentata dal piccolo perno posto al centro del disco. Su quello in mio possesso, ed usando il disco trasparente stampato in rosso in dotazione, ho tracciato anche, con l’ausilio di un pennarello indelebile fine, le ulteriori otto stelle presenti nelle pagine giornaliere delle effemeridi italiane edite dall’Istituto Idrografico della Marina rendendolo in tal modo compatibile ad un uso completo con tale pubblicazione che preferisco a quelle straniere per una serie di caratteristiche che non mi dilungo ad elencare in questa sede.
Per tutti coloro che fossero interessati, ho preparato anche un foglio di istruzioni rapide in Italiano e compatibili con le convenzioni utilizzate per le grandezze utilizzate nelle effemeridi italiane, che possono essere liberamente scaricate a questo indirizzo.
Tali istruzioni sono disegnate in modo che, una volta stampate, possano essere ritagliate in modo da entrare senza ulteriori pieghe nella busta in dotazione allo starfinder. I più maniaci potranno anche plastificarle per renderle resistenti all’acqua come il resto dello strumento.
Buon vento.

Share

Le stelle della navigazione astronomica

Come sanno tutti coloro che hanno praticato la navigazione astronomica utilizzando almanacchi di diverse nazionalità, nelle effemeridi italiane esistono, nella tabella delle pagine giornaliere, 66 stelle, mentre negli almanacchi stranieri ne vengono elencate solo 57 con la sola eccezione di alcuni almanacchi in lingua spagnola che ne elencano 60.
Pur avendo rimediato al problema dell’utilizzo dello Starfinder 2102D americano modificando il disco principale ed aggiungendo le stelle mancanti con un pennarello fine per poterlo utilizzare con le effemeridi dell’Istituto Idrografico della Marina (IIM), ho continuato per anni a pormi l’interrogativo sulle ragioni di questa differenza.
Ho posto lo stesso quesito ad alcune autorità nel campo della navigazione astronomica ed ho ottenuto una serie di risposte piuttosto articolate ed al contempo interessanti.

Prima di tutto osservate voi stessi la differenza fra le varie pagine dei vari almanacchi:

Effemeridi nautiche italiane

Almanaque nautico portoghese

Nautical almanac americano

L’elenco delle stelle per così dire supplementari nelle effemeridi italiane sono le seguenti (in ordine alfabetico):

Num.Nome proprioNome astronomicoMagnitudo
1Almakγ Andromedae2.26
2Castorα Geminorumvar. 1.9~2.8
3Cor Caroliα Canum Venaticorum2.90
4Merakβ Ursae Majoris2.37
5Mizarξ Ursae Majoris2.27
6Phactα Columbae2.64
7Polareα Ursae Minoris2.02
8Saiphκ Orionis2.06
9Scheddiδ Capricorni2.87

In questa carta usata dagli istruttori americani trovate evidenziate le stelle supplementari delle effemeridi italiane con, in rosso, i relativi nomi propri. Essendo una carta equatoriale manca naturalmente la stella polare.

Osservate anche questo sito molto interessante per una storia delle effemeridi nautiche italiane.

La prima persona interpellata è stata, in ordine di tempo, David Burch, direttore di Starpath, una delle più prestigiose scuole di navigazione al mondo, che mi ha inviato le seguenti risposte che ho tradotto a beneficio dei lettori:

Ciao Gianluigi,

Ho allegato anche una copia della mappa stellare che usiamo nelle nostre classi, con le vostro stelle italiane speciali segnate. Guardandole non vedo la logica.

Logiche da prendere in considerazione:

(1) tutte le stelle al di sopra di una certa luminosità …. la versione americana non segue questa regola, ci sono stelle più brillanti tralasciate. Ma questa non è la risposta in quanto vi sono stelle deboli aggiunte e alcune più brillanti non  aggiunte.

(2) aggiunte ai luoghi dove la densità delle stelle di navigazione è bassa. Questo pure è sbagliato poiché ci sono aggiunte, proprio accanto a stelle luminose che le rende assolutamente superflue.

(3) aggiungere astri più in vista dall’Italia. Anche questo non funziona per le stelle aggiunte dell’emisfero meridionale.

Così …. La risposta è, non so perché hanno aggiunto quelle che hanno messo in più. Ci sono probabilmente ragioni individuali per ciascuna di esse, piuttosto che una regola valida per tutte.

E dopo una breve meditazione la seconda risposta:

Ciao di nuovo Gianluigi,

In seguito alla ultima idea che ti ho detto che vi fosse più di un motivo per aggiungere le stelle, possiamo ricondurre tutto a sole due ragioni:

Motivo 1, completare con una stella un vuoto notevole sulla lista americana/inglese. Questo spiegherebbe Scheddi, Cor Caroli, Almak, e Phact.

Motivo 2, completare stelle delle costellazioni, dove ci sono già un sacco di stelle di navigazione, ma non tutte le più importanti sono selezionate. Questo spiegherebbe Mizar, Mirak, Castor e Saiph.

Polaris è già una stella presente nei nostri almanacchi, solo non è elencata nelle pagine giornaliere.

Questo è il meglio che posso fare!

Quella che segue è invece la risposta allo stesso quesito inviatami dal C.F. Paolo Lusiani dell’IIM:

Gentile Sig. Conti

Dall’Ufficio relazioni con il pubblico dell’Ufficio Generale per il Personale della Marina ci è giunto il suo quesito, a cui cerchiamo di dare una risposta esaustiva.

La scelta delle stelle da inserire nelle pagine giornaliere delle Effemeridi Nautiche, sia quelle dell’Istituto Idrografico sia per altri paesi produttori di almanacchi nautici, viene fatta principalmente seguendo due criteri:

– Magnitudo (apparente) della stella

– Posizione

Questo tipo di scelta è molto ben evidenziata nelle parti esplicative (Explanation) dei vari almanacchi, dove addirittura le diciture spesso sembrano addirittura simili.

La differenza da lei riscontrata è presente non solo con le pubblicazioni di stampo anglosassone , ma anche per i paesi di lingua spagnola (Spagna, Cile, ecc… e altri  “Almanaque Nautico”).

Nell’ambito della “magnitudo”, le stelle rientrano in quelle con valore  < 3 (un po’ il limite per una buona osservazione astronomica) e che permettono di comprendere più o meno tutte le costellazioni più importanti .

Le 9 stelle riportate “in più” nelle nostre pagine giornaliere, ovvero Almak, Castor, Cor Caroli, Merak, Mizar, Phact, Polare, Saiph e Scheddi sono state aggiunte per assicurare una maggiore copertura sui 360° dell’orizzonte, anche se non sono fra le più luminose.

Un discorso a parte meritano la Polare, stella da considerare cardine per ogni sessione di osservazione e che, per tale motivo, abbiamo ritenuto doveroso inserire, e Castore, stella binaria con una componente principale molto luminosa, e la cui luminosità totale varia da 1.9 a 2.8

Nel caso necessitassero ulteriori informazioni non esiti a contattarci

Cordiali saluti,

C.F. Paolo LUSIANI

Capo Reparto Studi e Relazioni Esterne

Istituto Idrografico della Marina

Passo Osservatorio, 4

16134 GENOVA

Come potete vedere le conclusioni sono piuttosto simili, anche se ci sono alcune piccole differenze. La principale sta nel fatto che, non solo ci sono differenze nel numero di stelle riportate negli almanacchi destinati alla navigazione astronomica, ci sono differenze anche nell’organizzazione dei contenuti, ad esempio i dati della polare sensibili al calendario, negli almanacchi stranieri sono riportati insieme ai valori di correzione delle altezze, mentre nelle effemeridi italiane sono separati facendomi preferire in questo caso il volume dell’Istituto Idrografico della Marina, trovandolo più corretto sotto il profilo epistemologico.
Una delle conclusioni più notevoli è comunque quella che non sono completamente d’accordo con quanto scritto in molte storie delle effemeridi italiane che le vogliono vedere come una copia di simili pubblicazioni straniere, trovandole invece originali ed utili sotto molti aspetti, non ultimi il metodo per applicare le correzioni alle altezze lette con il sestante rese estremamente semplici ed a prova di errore.
Conclusione delle conclusioni …..
Gli almanacchi che posso dichiarare più genuinamente unici per la loro originalità in alcuni aspetti sono i seguenti:

  • Nautical Almanac americano edito dal NAO (Nautical Almanac Office) – che incorpora dal 1989 anche una serie di tabelle per la riduzione diretta molto compatte (NAO concise sight reduction tables) e che costituiscono una riedizione delle famose Ageton Tables (HO211) incorporate anche fino al 1986 nelle edizioni del Bowditch.
  • Effemeridi nautiche edite dall’Istituto Idrografico della Marina – che oltre alle tabelle per la navigazione astronomica (comprendenti anche un metodo per applicare le correzioni alle altezze misurate molto comodo), includono una serie di notizie utili all’astronomia in genere ed al calcolo delle maree.
  • Almanac du Marin Breton edito da un’associazione di solidarietà per i marinai bretoni e contenente una serie aggiuntiva di informazioni per la pesca ed il diporto come i moduli per il giornale di bordo, un’interessante tabella per il calcolo delle maree così importanti da quelle pari ed il portolano della costa atlantica.

Ultima …. ma non ultima nota sulle effemeridi italiane.
Un tempo, nemmeno tanto remoto, le stelle elencate nelle pagine giornaliere, erano 72 ed in una edizione del 1972 erano ancora presenti, non solo quindi più numerose dell’elenco attuale, ma anche diverse, ma questa è un’altra storia….

Share