Jak mam zmierzyć, że jestem na słupie?

15

Jak ktoś mógłby zmierzyć, że jest na biegunie planetarnym? Moim pierwszym pragnieniem jest użycie sekstanta, aby upewnić się, że Słońce pozostaje w stałym nachyleniu. Jednak z powodu orbity wokół Słońca i możliwego nachylenia osiowego planety nachylenie Słońca może się zmieniać w ciągu roku, co może mieć wpływ na pomiary, jeśli długość dnia stanowi znaczną część długości roku.

Drugą skłonnością jest próba zidentyfikowania gwiazdy polarnej lub przynajmniej punktu, w którym odległe gwiazdy obracają się podczas obrotu planetarnego. Obserwator mógłby następnie (przynajmniej teoretycznie) zmierzyć nachylenie tego punktu, zakładając, że precesja planetarna zajmuje wystarczająco dużo czasu (jak na Ziemi). Jednak najprawdopodobniej w pobliżu bieguna nie ma jasnej gwiazdy, nie widzę, jak sekstant mógłby w wiarygodny sposób zmierzyć nachylenie punktu zerowego.

Być może można zastosować pierwszą metodę, ale z innymi obiektami na niebie (gwiazdami) zamiast Słońca. Zatem jeśli nachylenie danej gwiazdy nie zmienia się, ponieważ (najwyraźniej) obraca się wokół horyzontu, jesteśmy na biegunie.

Czy są jakieś lepsze metody, zakładające całkowicie samodzielny system (tj. Brak zewnętrznych satelitów)?

planet observational-astronomy dotancohen
źródło

2

„Nic prostszego. Widzisz o krok za biegunem, a północny wiatr zmienia się w południowy”. - Robert Peary (1856–1920), wyjaśniając, skąd wiedział, że dotarł do bieguna północnego.

barrycarter

13

Możesz to potwierdzić, robiąc zdjęcie gwiazdowych szlaków. Tworzyliby koło z widocznym środkiem w zenicie miejsca. W ogóle nie potrzebujesz gwiazdy polarnej. Tylko noc oglądania.

Na podstawie wysokości nad horyzontem można także powiedzieć, że jest słońce. W równonocy słońce będzie na horyzoncie w południe (kiedy osiągnie maksymalną wysokość). Podczas przesilenia letniego jego kąt będzie ponad horyzontem równy kątowi precesji. A poniżej o tę samą kwotę na przesilenie zimowe.

Pomiar szerokości geograficznej za pomocą słońca

Dla każdego innego dnia w roku musisz określić maksymalny kąt na podstawie miejsca między równonocą a przesileniem.

Kompensacja przechyłu Ziemi

Zasadniczo określiłbyś, czy jesteś na biegunie w ten sam sposób, w jaki określasz dowolną inną szerokość geograficzną. Po prostu szukasz wyniku 90 stopni.

Schleis
źródło

Oczywiście, jeśli jesteś na Polaku, „noc oglądania” trwałaby sześć miesięcy, prawda?

DJohnM,

Miałem na myśli wystarczająco długi czas, aby ekspozycja uchwyciła łuk w szlakach gwiazd.

Schleis,

@ User58220 „Noc” oglądania zależy od długości dnia planety, na której się znajdujesz. Na Ziemi 24-godzinna noc na biegunie północnym (możliwe tylko dlatego, że nasza oś jest przechylona) spowodowałaby, że szlaki gwiazd zatoczyłyby pełny okrąg. Jednak naprawdę potrzebujesz kilku godzin szlaków, aby dobrze ocenić lokalizację bieguna.

Moriarty,

90

$90$

23^{\circ}

$23^\circ$

@ User58220 To prawda, jednak pomiar jego kąta nad horyzontem i uwzględnienie daty zapewni szerokość geograficzną, która powie ci, czy jesteś na biegunie, czy nie.

Schleis,

5

Odpowiedzi udzielone do tej pory wydają się być dobre. Najprostszym sposobem, jaki powiem, jest zrobienie zdjęcia z długim czasem naświetlania w jednym z dwóch miejsc:

1) W zenicie ( bezpośrednio nad głową ), jeśli widzisz, że twoje zdjęcie wygląda następująco:

okołobiegunowy

jesteś na jednym z biegunów. Jeśli środek obrotu gwiazd jest przesunięty o pewien kąt (w stopniach), oznacza to tyle samo stopni na południe (lub na północ) od jednego z biegunów.

2) Alternatywą jest zrobienie zdjęcia z długim czasem naświetlania ze wschodu lub zachodu. Kąt między kierunkiem śladu gwiazdy do horyzontu daje szerokość geograficzną w stopniach. Zdjęcie poniżej znajduje się w połowie szerokości geograficznej na powierzchni Ziemi. To, czego szukasz na biegunie północnym lub południowym, to ślady gwiazd równoległe do twojego horyzontu.

startrails

Aby przełamać degenerację na temat tego, na którym biegunie jesteś (jeśli jesteś kosmitą i wylądował na planecie Ziemia (lub jakakolwiek inna planeta)), zapytaj miejscowego, czy jest przyjazny. Mogą nie definiować bieguna północnego i południowego tak samo jak my. Jeśli jesteś istotą ludzką na Ziemi, możesz użyć konstelacji, aby to rozgryźć. Konstelacje takie jak Draco, Ursa Major / Minor i Cassiopeia to konstelacje, które nie powinny być widoczne z bieguna południowego. Można również użyć GPS, aby to rozgryźć.

astromax
źródło

1

To jest piękne ostatnie zdjęcie, zwłaszcza jak równoległe są szlaki i linia dachu.

dotancohen

Zgoda. Jednak nie mogę tego przypisać.

astromax

4

Aby ustalić, czy jesteś na biegunie:

Bądź tam podczas półrocznej „nocy” tego bieguna. Lepiej wokół przesilenia, kiedy słońce będzie znacznie poniżej horyzontu
Wybierz niektóre z jaśniejszych widocznych gwiazd, rozproszonych w różnych azymutach.
Zmierz wysokość nad horyzontem każdego z nich. Trudne, jeśli nie masz horyzontu na poziomie morza.
Zachowaj ciepło przez kilka godzin.
Zmierz ponownie wszystkie wysokości.
Powtarzaj kroki od 3 do 5 przez co najmniej 12 godzin.

Jeśli wszystkie wysokości pozostaną niezmienione, jesteś na biegunie. Gratulacje!

$2^\circ$ $60$

DJohnM
źródło

Dziękuję Ci! Czytałem, jak Amundsen mierzył wysokość Słońca podczas poszukiwania bieguna południowego, więc oczywiście istnieje również metoda dzienna. Wierzę jednak, że on wie, w którym dniu roku był, więc znał oczekiwane zmiany wysokości wynikające z orbity Ziemi wokół Słońca.

dotancohen,

2

Możesz naprawdę dowiedzieć się, czy jesteś na słupie, nigdy nie wychodząc na zewnątrz.

Ustaw wahadło wahadłowe, im większe, tym lepsze. Jeśli zajmie to 23 godziny i 56 minut (dzień gwiezdny), aby ukończyć jedną pełną precesję zgodnie z ruchem wskazówek zegara, jesteś na biegunie północnym. Jeśli to trwa tak długo i idzie w lewo, oznacza to, że jesteś na biegunie południowym.

Jeśli w ogóle nie ma precesji, wyjmij letnie szorty, ponieważ jesteś na równiku.

Możesz faktycznie dowiedzieć się, jaka jest twoja szerokość geograficzna w ogólności, będzie to arcsin ilu stopni przewyższa w ciągu jednego dnia.

John Meacham
źródło

Twoje i inne metody tutaj sugerowane zajęłyby jednak trochę czasu na Wenus.

LocalFluff

Jak mam zmierzyć, że jestem na słupie?

Odpowiedzi: