NOCIONES DE
ASTRONOMÍA NÁUTICA
Astronomía: ciencia que estudia los
astros y determina las leyes que rigen su movimiento.
Física o Mecánica Celeste: estudia como se mueven
los astros.
Esférica o Náutica: estudia
cómo aparecen los astros en la bóveda celeste; sus
posiciones aparentes.
Astros: todos los cuerpos que podemos observar en el
firmamento.
Estrellas: son los astros que poseen luz propia y tienen
movimiento aparente no acusado.
Planetas: no poseen luz propia y tienen movimiento
aparente acusado.
Satélites: no poseen luz propia; son astros que
acompañan a los planetas.
Esfera Celeste y su movimiento: es una esfera imaginaria
en cuyo centro se encuentra la Tierra; es un mapa de
astros.
La tierra se mueve entorno a su eje de W a E (movimiento
directo); por lo tanto nosotros vemos a los astros salir por el E
y ponerse por el W y éste movimiento de la bóveda
celeste es llamado movimiento retrógrado.
Puntos, Líneas y Planos:
Ecuador Celeste QQ`: intersección de
la esfera celeste y el plano que pasa por el Ecuador
terrestre.
Meridiano Celeste: intersección de
la esfera celeste con los planos que pasan por los meridianos
celestes. Hay dos importantes, el meridiano de Grennwich y el
meridiano del observador. Al moverse la esfera celeste (tierra
quieta) los meridianos permanecen quietos. Zenit Z: punto que
está directamente encima del observador. Punto que resulta
de la intersección de la esfera celeste con un radio
terrestre que pasa por el observador. El meridiano que lo
contiene es el superior.
Nadir Z`: intersección de la esfera
celeste con la continuación en sentido opuesto del radio
que determina el zenit. El meridiano que lo contiene es el
inferior.
Círculo horario: círculo
máximo que pasa por el astro y se mueve con éste.
Paralelos de Declinación: intersección de la esfera
celeste con los planos que pasan por los paralelos terrestres.
Son círculos menores paralelos al ecuador. Horizonte
verdadero o geocéntrico: intersección del plano
perpendicular a ZZ` que pasa por el centro de la tierra y la
esfera celeste. Es un círculo máximo. Horizonte
sensible o aparente: intersección del plano perpendicular
a ZZ` que pasa por el ojo del observador. No es un círculo
máximo.
Horizonte visible: es perpendicular a ZZ` y
depende de la altura del observador y se ve afectado por la
refracción. Es sobre el cual se miden las alturas de los
astros.
HH`: la esfera celeste es tan grande en
comparación con la tierra y la tierra, a su vez, es tan
grande en comparación con el observador que los tres
horizontes se confunden en uno solo.
Polo elevado: es el que está en el
mismo hemisferio que el zenit. Es visible por el observador sobre
la bóveda celeste.
Polo depreso: es el que está en el
hemisferio del nadir. Es invisible para el observador.
Almicantarat: son círculos menores paralelos al horizonte
(HH`) en el hemisferio visible. Paralelos de depresión:
son círculos menores paralelos al horizonte en el
hemisferio invisible.
Verticales: son círculos
máximos que pasan por el zenit y el nadir; son
perpendiculares al horizonte.
Puntos cardinales
en el horizonte:
* Al N y al S los determina la
intersección del meridiano del observador con el
horizonte.
* En la intersección entre el
ecuador y el horizonte encuentro los puntos E y W.
Vertical principal: vertical que coincide
con el meridiano del observador, contiene a los polos.
Vertical primario: vertical perpendicular
al vertical principal; pasa por el E y el W en el
horizonte.
Coordenadas geográficas:
Signos: f N: + f S: –
Colatitud: arco de meridiano desde el polo
hasta el observador, sobre el meridiano del observador. Cof = 90-
f
Eclíptica: Es el círculo
máximo formado por la proyección de las posiciones
aparentes del sol, descriptas durante un año sobre la
esfera celeste.
La órbita de la Tierra es elíptica y tiene
al sol en uno de sus focos. Nosotros vemos como si el sol
describiera una órbita igual a la de la Tierra, con la
tierra en uno de los focos de ésta órbita aparente,
y esto es conocido cómo el movimiento aparente del
sol.
Oblicuidad de la eclíptica: el eje de la
eclíptica está inclinado 23º27´ con
respecto al eje de los polos.
Equinoccio: intersección de la eclíptica
con el ecuador celeste. Son dos, el de Aries (ry>)
cerca del 21/3 y el de Libra (.n.) cerca del
21/7.
Solsticio: es el momento en que el sol se encuentra
más lejos del ecuador. Son dos; el de Cáncer o
verano, está en el hemisferio norte y es cerca del 21/6; y
el otro es el de Capricornio o invierno y está en el
hemisferio sur y es cerca del 21/12.
Zodíaco: faja que se extiende 8º al norte y
8º al sur de la eclíptica. En esa faja se encuentran
las constelaciones que le dan nombre a los signos zodiacales.
También se encuentran las órbitas de todos los
planetas menos Plutón. Son 12 signos de 30º cada
uno.
Coordenadas esféricas:
Abscisa: se mide sobre el círculo
principal, desde le semicírculo de referencia hasta el
semicírculo que pasa por el punto en cuestión. Va
de 0º a 360º.
Ordenada: se mide por el semicírculo
del punto y del círculo principal hasta el punto. Va
de 0º a 90º.
Sistemas de
coordenadas esféricas ortogonales:
Coordenadas Ecuatoriales celestes: brindan
la posición del astro en la esfera celeste
independientemente de la posición del
observador.
Ascensión recta a: arco de ecuador celeste medido
desde el punto Bernal de Aries o primer punto de Aries (ry>)
hasta el pie del círculo horario que pasa por el astro. Se
mide de 0 a 24 horas hacia el este.
Declinación d: se mide sobre el
círculo horario del astro, desde el ecuador celeste hasta
el centro del astro. Se mide de 0º a 90º y puede ser N
(+) o S (-). Ángulo Horario Sidéreo AHS: en una
medida de abscisa; se mide desde el primer punto de
Aries, sobre el ecuador celeste, hasta el pie del
círculo horario que pasa por el astro. Se mide en grados,
de 0º a 360º, hacia el W.
AHS = 360º – a
Coordenadas Locales Horizontales: dependen
de la hora y la posición del observador; el eje principal
es ZZ`.
Azimut Verdadero Av: se mide sobre el
horizonte verdadero, desde el punto cardinal N y en sentido N E S
W hasta el pie del vertical que pasa por el astro. Se mide de
0º a 360º. Altura h: se mide sobre el vertical del
astro, desde el horizonte, hasta el centro del astro. Se mide de
0º 90º; y hay alturas positivas sobre el horizonte y
negativas bajo el horizonte. Las alturas negativas son llamadas
depresiones.
Distancia zenital z: se mide sobre el
vertical del astro, desde el zenit hasta el centro del astro. Se
mide de 0º a 180º.
Astro visible: z = 90º – h
Astro invisible: z = 90º +
h
Azimut por cuadrantes Zn: va de 0º a 90º, se
cuenta desde el N o el S, en dirección E o W. a los
efectos de los cálculos, si mido en sentido horario el
signo es (+) y si mido en sentido antihorario el signo es
(-).
Ángulo azimutal o Azimut astronómico Z: es
el ángulo esférico con vértice en el zenit,
que va desde el vertical principal hasta el vertical que pasa por
el astro. Se mide sobre el horizonte verdadero, desde el punto
cardinal del mismo nombre que el polo elevado; se mide de 0º
a 180º.
Por ejemplo, si el polo elevado fuera el
norte Z = N 45 E y si fuera el sur Z = S 135 E
Amplitud Ap: se mide desde el punto
cardinal E o W, sobre el horizonte, de 0º a 90º, hacia
el N o el S, hasta el pie del vertical del astro.
Coordenadas ecuatoriales locales u
horarias: dependen de la hora y la posición del
observador.
Ángulo horario local AHL: abscisa;
se mide desde el meridiano del observador, sobre el ecuador
celeste, hasta el pie del círculo horario del astro,
siempre hacia el W de 0º a 360º. Declinación d:
ordenada; se mide sobre el círculo horario del astro,
desde el ecuador celeste hasta el centro del astro. Se mide de
0º a 90º y puede ser N (+) o S (-).
Ángulo en el polo t: se mide sobre
el ecuador, desde el meridiano del observador hasta el pie del
círculo horario del astro, de 0º 180º, en
sentido E o W.
Distancia polar p: se mide sobre el
círculo horario del astro, desde el polo elevado hasta el
centro del astro, de 0º a 90º.
Teorema de la
Latitud:
La latitud de un Iugar es igual a Ia altura
del polo elevado y tambien a Ia declinacion del zenit.
Polo·Celeste None,
Triángulo de
posición
Triángulo esférico de la
esfera celeste cuyos vértices son el polo elevado, el
zenit del observador y el centro del astro.
Sus lados son:
-7 90 – f = Cof
-7 90 – d = Co d
-7 90 – h = Distancia Zenital
(z)
Sus vértices son:
-7 Ángulo de posición o
parláctico.
-7 Ángulo azimutal (Z)
-7 Ángulo en el polo (t)
MOVIMIENTO
APARENTE DE LOS ASTROS
Bóveda Celeste fija del observador:
está compuesta por los elementos que no participan de la
esfera celeste (horizonte, zenit, nadir, verticales,
etc.).
Por contraposición hay otros
elementos (ecuador celeste, eclíptica, punto bernal de
aries, círculos horarios, etc.) que giran junto a la
esfera y los astros.
Planteas, sol y luna: al tener movimiento
acusado, su declinación irá variando a lo largo del
tiempo (1 año).
Estrellas: si el observador permanece
quieto en un lugar, siempre las verá salir y ponerse por
el mismo punto; siempre giran sobre el mismo paralelo de
declinación.
Esfera celeste
Esfera recta: el observador se encuentra
sobre el ecuador terrestre, por lo tanto el ecuador celeste pasa
por los puntos Z y Z`.
Los astros van a salir y ponerse en forma perpendicular
al horizonte; van a estar 12 horas en el hemisferio visible y 12
horas en el hemisferio invisible ya que el horizonte corta al
medio a los paralelos de declinación.
Tengo visibilidad de todos los astros.
Esfera paralela: el observador se encuentra situado
exactamente en uno de los polos terrestres, por lo tanto Z y Z`
coinciden con los polos celestes.
Hay astros que siempre se encuentran a la vista y astros
que nunca se ven. Los astros visibles tendrán siempre la
misma altura.
Esfera oblicua: el observador se encuentra
en cualquier parte de la tierra, menos sobre el ecuador o en
alguno de los polos.
La línea del eje del mundo
tendrá una inclinación respecto al horizonte igual
a f. Los paralelos de declinación van a tener una
inclinación igual a Cof.
Habrá astros de visibilidad
permanente, intermitente y nula dependiendo de la f del
observador.
Arco diurno: parte del paralelo de
declinación que se encuentra en el hemisferio visible.
Arco nocturno: parte del paralelo de declinación que se
encuentra en el hemisferio invisible. Orto o salida: punto en el
horizonte donde el astro pasa del hemisferio invisible al
visible. Ocaso: punto en el horizonte donde el astro pasa del
hemisferio visible al invisible.
Visibilidad de los astros:
División de la esfera celeste:
dependerá de la posición del observador y
será en cuatro partes.
Zona I: los astros que se encuentren en
ésta zona siempre estarán a la vista del
observador(astros circumpolares).
Estos astros tendrán una d = Cof y d
de igual signo que f.
Zona II: va desde el ecuador hasta el
límite de la zona I. Los astros que se encuentran en
ésta zona salen y se ponen teniendo orto y ocaso. Tienen
mayor arco diurno que nocturno.
d < Cof y d y f tienen el mismo
signo.
Zona III: va desde el ecuador hasta el límite de
la zona IV. Los astros que se encuentran en ésta zona
salen y se ponen teniendo orto y ocaso; el arco nocturno es mayor
que el diurno en éste caso.
d < Cof y signos de d y f son distintos.
Zona IV: los astros que se encuentren en ésta
zona nunca estarán a la vista del observador
(anticircumpolares).
Tendrán d = Cof y d de distinto signo que
f.
Pasaje de los astros
Cortes con el Vertical Primario:
Todos los astros que se encuentren dentro del casquete
delimitado por el paralelo azul (centro en polo elevado y radio
igual a Cod) no cortarán al vertical primario; son los
astros cuya d > f del observador.
Los astros cuya d = f del observador van a tangentear al
vertical primario en Z.
Solamente los astros cuya d sea menor que la f del
observador cortarán al vertical primario en su recorrido a
través del cielo. Los astros que cumplan con ésta
condición y además la d sea del mismo signo que la
f del observador, presentarán estos cortes en el
hemisferio visible y serán de particular interés
para el observador ya que los azimutes verdaderos (Av) de los
mismos serán 090º y 270º.
Máxima elongación:
Un astro estará en la máxima
elongación cuando el vertical del astro sea tangente a su
paralelo de declinación. En éste punto el astro
alcanzará su mayor azimut astronómico.
En el diagrama se ve en rojo el azimut del
astro cuando éste se encuentra en máxima
elongación.
En máxima elongación el
ángulo parláctico será de 90º y el
triángulo de posición será
rectángulo.
Corte del meridiano superior e
inferior:
Astros circumpolares: cortan a ambos
meridianos en el hemisferio visible.
Astros cuya Cod = f: recorren el paralelo
que delimita la zona I. Cortan al meridiano superior en el
hemisferio visible y al inferior justo en el
horizonte.
Astros cuya d = f y mismo signo: cortan al
meridiano superior en Z y al meridiano inferior en el hemisferio
invisible.
Astros que tienen orto y ocaso: cortan
siempre al meridiano superior en el hemisferio visible y al
inferior en el invisible.
Culminación: se da cuando el astro
corta al meridiano superior; es cuando alcanza su máxima
altura.
Azimut: al cortar con el meridiano su
azimut será 000º o 180º.
Variación del ángulo horario
de los astros
Desde el corte del meridiano superior al
inferior el ángulo en el polo (t) va creciendo de
0º a 180º con valores W.
Desde el corte del meridiano inferior al
corte del meridiano superior el ángulo en el polo
(t) va decreciendo de 180º a 0º con
valores E. Variación de la altura de los astros
PA < ZA +ZP y PA = PA´
PA´ < ZA +ZP y PA´ =
ZP+ZA´ ZP +ZA´ < ZA + ZP
ZA´ < ZA
Esto quiere decir que la distancia zenital
es mínima en el corte del meridiano y por lo tanto la h es
máxima.
ZA < ZP +PA y PA =
PA´´
ZA < ZP + PA´´ y
ZA´´ = ZP + PA´´ ZA <
ZA´´
Esto quiere decir que la distancia zenital
es máxima en el corte del meridiano inferior y por lo
tanto la h es mínima.
Ambos teoremas son válidos si la f y
la d son constantes.
Variación
del azimut de los astros
1. Arco diurno > nocturno
d < Cof y d igual signo que f.
A) d < f cortarán el vertical primario en el
hemisferio visible. El azimut de culminación será
el del polo depreso.
B) d > f no van a cortar al vertical primario.
Alcanzarán los máximos valores de azimut en
máxima elongación. El azimut de la
culminación será el azimut del polo
elevado.
2. Astros cuyo arco diurno < nocturno d
< Cof y d diferente signo que f.
Cortan al vertical primario en el hemisferio invisible.
La culminación tiene azimut del mismo nombre que el polo
depreso.
Existe un caso especial en que d = 0º (astro B);
éste astro recorre el ecuador celeste y corta al vertical
primario sobre el horizonte. Tiene su orto exactamente en el Este
y su ocaso exactamente en el Oeste, y su culminación tiene
azimut del mismo nombre que el polo depreso.
3. astros cuya d > f y de igual
nombre
Son astros que no cortan al vertical primario y que
alcanzan su máximo valor de azimut en máxima
elongación. Dentro de ésta categoría se
encuentran los astros circumpolares, los cuales cortan al
meridiano superior e inferior en el hemisferio visible y con
azimut del mismo nombre que el polo elevado.
4. astros cuya d = f y de igual
nombre
El paralelo de declinación de éstos astros
pasará por le zenit, y que sean circumpolares o no
dependerá de la f del observador.
Relación entre los movimientos de
azimut y altura
Cuando la variación en h es
máxima la variación en azimut es mínima y
viceversa.
Bibliografía:
Textos:
– Apuntes de clase de la asignatura Navegación
Astronómica correspondiente al 3er Curso de la Carrera de
Piloto de Marina Mercante de la Escuela Naval de Uruguay.
Imágenes:
– Diapositivas del curso dictado por el C/N (CG) O. Dourron.
– Diapositivas del curso dictado por el T/N (CG) Deballi.
– Elaboración propia.
EL PRESENTE TEXTO ES SOLO UNA SELECCION DEL TRABAJO
ORIGINAL.
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