LIETUVOS AUKŠTOJI JŪREIVYSTĖS MOKYKLA Algimantas Petras Požela Praktinė jūreivystės astronomija Mokomoji knyga Klaipėda 2012 1 UDK 527(075.8) Po-272 Leidžiama Lietuvos aukštosios jūreivystės mokyklos Leidyblos komisijos nutarimu 2011-10-19 Aprobuota Lietuvos aukštosios jūreivystės mokyklos Navigacijos katedros posėdyje 2010-09-30, protokolo Nr. 16P-2 Recenzavo: Artūras Virkėtis Ričardas Zažeckis © Algimantas Petras Požela, 2012 © Lietuvos aukštoji jūreivystės mokykla, 2012 © Klaipėdos universiteto leidykla, 2012 ISBN 978-9955-18-614-4 2 TURINYS ĮVADAS .............................................................................................. 6 1. JŪREIVYSTĖS ASTRONOMIJOS PAGRINDAI ......................... 8 1.1. Navigacinio trikampio ir kampo sąvokos jūreivystės astronomijoje ................................................................................. 8 1.2. Laikas ir lanko laipsniai ....................................................... 11 1.3. Žvaigždinis laikas ................................................................ 13 1.4. Juostinis laikas ..................................................................... 14 1.5. Vidutinis vietos laikas .......................................................... 16 1.6. Chronometrinis laikas .......................................................... 17 1.7. Datos keitimo linija .............................................................. 18 1.8. Žemė ir dangaus sfera .......................................................... 19 1.9. Dangaus sferos koordinačių sistemos .................................. 21 1.10. Koordinačių sistemų suvestinė ........................................... 26 1.11. Regimasis dangaus kūnų judėjimas ................................... 27 1.11.1. Regimasis judėjimas nuo Žemės sukimosi erdvėje ............................................................................... 27 1.11.2. Regimasis judėjimas nuo Žemės sukimosi aplink savo ašį .............................................................................. 30 1.11.3. Regimasis žvaigždžių judėjimas ........................... 31 1.12. Laivo vietos nustatymas stebint žvaigždes ......................... 33 1.13. Observuotos laivo vietos nustatymas ................................. 42 1.14. Sekstantas ........................................................................... 43 1.15. Aukščio matavimo koregavimas ........................................ 46 2. „JŪREIVYSTĖS METRAŠČIŲ“ PASKIRTIS ............................ 56 2.1. „Jūreivystės metraštis“ ......................................................... 56 2.2. „Jūreivystės metraščio“ duomenų apibūdinimas ................. 58 2.3. GVK ir d skaičiavimas .......................................................... 59 2.3.1. Saulės ...................................................................... 59 2.3.2. Mėnulio ................................................................... 60 2.3.3. Planetų ..................................................................... 60 2.3.4. Žvaigždžių ............................................................... 61 3 3. PRAKTINIAI JŪREIVYSTĖS ASTRONOMIJOS UŽDAVINIAI, JŲ SPRENDIMO BŪDAI ................................................................. 63 3.1. Laiko skaičiavimas ............................................................... 64 3.1.1. Grinvičo laiko ir datos skaičiavimas iš juostinio ir laivo laiko, laivui esant rytų ir vakarų ilgumose ............... 64 3.1.2. Vietinio laiko (TV) konvertavimas į juostinį (TJ) ir atvirkščiai .......................................................................... 65 3.1.3. Saulėtekio, saulėlydžio ir sutemų TL skaičiavimas ...................................................................... 67 3.1.4. Mėnulio patekėjimo ir nusileidimo laivo laiko skaičiavimas ...................................................................... 69 3.2. Šviesulio valandinio kampo ir deklinacijos skaičiavimai, remiantis „Jūreivystės metraščiu“ ............................................... 72 3.2.1. Žvaigždės vietinio valandinio kampo ir deklinacijos dydžių skaičiavimas .......................................................... 72 3.2.2. Saulės vietinio valandinio kampo ir deklinacijos dydžių skaičiavimas .......................................................... 75 3.2.3. Mėnulio vietinio valandinio kampo ir deklinacijos dydžių skaičiavimas .......................................................... 78 3.2.4. Planetos vietinio valandinio kampo ir deklinacijos dydžių skaičiavimas .......................................................... 81 3.3. Šviesulio aukščio skaičiavimas ............................................ 83 3.3.1. Žvaigždės observuoto aukščio skaičiavimas ........... 83 3.3.2. Saulės observuoto aukščio skaičiavimas ................. 85 3.3.3. Planetos observuoto aukščio skaičiavimas .............. 86 3.3.4. Mėnulio observuoto aukščio skaičiavimas .............. 88 4. UŽDAVINIŲ SPRENDIMAS ŽVAIGŽDŽIŲ IEŠKIKLIU ........ 91 4.1. Šviesulių atpažinimas, jų pavadinimo nustatymas ............... 92 4.2. Žvaigždės aukščio ir azimuto nustatymas žinant jos pavadinimą .................................................................................. 93 4 5. KOMPASO PAKLAIDŲ NUSTATYMAS .................................. 96 5.1. Kompaso paklaidos nustatymas pagal Saulės azimutą ........ 96 5.2. Kompaso paklaidos nustatymas pagal Šiaurinės žvaigždės azimutą ...................................................................................... 100 6. UŽDAVINIŲ LAIVO VIETAI NUSTATYTI SPRENDIMAS ............................................................................... 103 6.1. Laivo vietos nustatymas stebint žvaigždes ....................... 103 6.2. Laivo vietos nustatymas stebint Saulę ............................... 107 6.3. Laivo observuotos platumos nustatymas stebint Šiaurinę žvaigždę ................................................................................... 110 LITERATŪRA ................................................................................ 115 ŽODYNAS ...................................................................................... 116 PRIEDAI ......................................................................................... 120 5 ĮVADAS Šioje mokomojoje knygoje pateiktos svarbiausios astronomijos žinios, kurias galima panaudoti praktinėje laivybos veikloje. Knygos autorius šią mokomąją knygą stengėsi parengti taip, kad ji atitiktų šiuolaikinius IMO konvencijų reikalavimus ir tiktų: LAJM studentams, jūroje dirbantiems laivavedžiams, laivybos bendrovėms, specialistams, kurie dirba tobulinimosi kursuose ir visiems tiems, kurie domisi praktine laivybos astronomija. Astronomijos mokslas visą laiką pasipildo naujais faktais ir sampratomis. Mūsų Visatai, manoma, yra apie 14 milijardų metų, taigi galime kai ką pasakyti apie jos praeitį, bet visiškai nežinome jos ateities. Nauji metodai ir įranga, naudojama Visatos kūnų tyrimams, leidžia mums patikslinti kai kurių dangaus kūnų dydžius, jų amžių, nuotolius ir t. t. Visatoje visi objektai juda vienas kito atžvilgiu, kinta, kaip ir mokslas apie astronomiją, todėl šioje knygoje pateikiamų duomenų ir sampratų negalima absoliutinti, šie duomenis reikalingi tam, kad laivavedys galėtų nustatyti laivo vietą ir atlikti kitus veiksmus, vykdydamas IMO saugios laivybos reikalavimus. Mokomoji knyga parengta remiantis žinynais, metraščiais ir praktiniais uždavinių sprendimais, kurie naudojami Vakarų Europos ir Amerikos šalyse. Šioje knygoje pateikti laivo vietos nustatymo algoritmai, astronominėje navigacijoje vadinami aukščių skirtumo metodu. Laivybos astronomija – viena laivavedybos mokslo šakų. Laivybos astronomijos kursą sudaro sferinės ir praktinės astronomijos pagrindai, pagrįsti sferinės geometrijos ir trigonometrijos matematinėmis išvadomis bei taisyklėmis. Astronomijoje nusakomos išankstinės dangaus kūnų padėtys, jų judėjimas, stengiamasi suprasti ir paaiškinti jų fizines savybes. Laivybos navigacinė astronomija susijusi su dangaus koordinatėmis, laiku ir regimu dangaus kūnų judėjimu, tai ir yra pagrindinė, navigatoriams svarbiausia laivo kryptis. Praktinės laivybos astronomijos pagrindinis tikslas – laivo vietos ir jo kurso nustatymas atviroje jūroje stebint dangaus kūnus, t. y. remiantis 6 matavimų duomenimis. Praktinė laivybos astronomija sprendžia ir kai kuriuos pagalbinius uždavinius: kompaso ir chronometro pataisos nustatymą; Saulės, Mėnulio, planetų patekėjimo ir nusileidimo laiką; sutemų trukmę ir kitus uždavinius. Praktinės laivybos astronomijos kurse nagrinėjama prietaisų sudėtis, jų naudojimas, matavimo būdai, taip pat teorija ir praktiniai uždavinių sprendimo metodai, remiantis matavimų rezultatais. 7 1. J Ū R E I V Y S T Ė S A S T R O N O M I J O S PAGRINDAI 1.1. Navigacinio trikampio ir kampo sąvokos jūreivystės astronomijoje Laivavedžiai jūreivystės astronomijoje ir navigacijoje dažnai vartoja trikampio sąvoką. Trikampis, kurį sudaro didžiųjų sferos apskritimų lankai, vadinamas sferiniu. Dangaus sferinis trikampis (1.1 pav.) dar vadinamas paralaksiniu trikampiu. 1.1 pav. Sferinis trikampis ZMPN 8 Sferinis, arba paralaksinis, trikampis ypač svarbus laivavedžiams. Jis sudarytas iš dangaus dienovidinio, valandinio ir vertikalo apskritimo lankų. Jo viršūnės yra pakeltas ašigalis (PN), zenitas (Z) ir šviesulys (M). Žemė yra centre (O). Žvaigždė yra taške M, dd’ yra jos deklinacijos paralelė, o hh’ yra jos aukščio apskritimas. Paveiksle 1.1 dangaus dienovidinio lankas QZ yra stebėtojo platuma, PnZ – viena iš trikampio šoninių kraštinių (90°-φ). Vertikalo apskritimo lankas AM yra šviesulio aukštis (h), o trikampio kraštinė ZM – zenitinis nuotolis. Valandinio apskritimo lankas LM yra šviesulio deklinacija (d), o trikampio kraštinė PnM – ašigalio nuotolis. Kampas ZPnM prie ašigalio pokylio, kurio kraštines sudaro valandinis apskritimas ir dangaus dienovidinis, yra dienovidinio kampas (valandinis kampas [t]). Kampas prie zenito PnZM, kurio kraštines sudaro vertikalo apskritimas, ir tas dangaus dienovidinio lankas, kurio sudėtyje yra pakeltas ašigalis, yra azimuto kampas. Kampas prie dangaus kūno ZMPn, kurio kraštines sudaro valandinis ir vertikalo apskritimai, yra paralaksinis kampas, kartais dar vadinamas pozicijos kampu, laivavedžiai paprastai jo nenaudoja. Laivavedžiai tiesiogiai ar netiesiogiai sprendžia uždavinius, kurie susiję su navigaciniu trikampiu. Išsprendus navigacinį trikampį galimą nustatyti laivo vietą, kursą, srovės kryptį, laivo greitį, didžiuoju ratu plaukimo elementus ir daug kitų laivavedyboje būtinų duomenų. Jūreivystės astronomijoje trikampio atitikmuo Žemėje vadinamas navigaciniu (1.2 pav.) ir laivo padėties trikampiu. Jį sudaro dviejų dienovidinių ir didžiojo apskritimo, jungiančio dvi vietas Žemėje (po vieną ant kiekvieno dienovidinio), lankai. Trikampio viršūnės – minėtos dvi vietos ir ašigalis. Navigacijoje pagal žvaigždes tai tariamoji stebėtojo vieta (SV) ir geografinė stebimojo dangaus kūno padėtis (GP), kurios zenite yra tas dangaus kūnas. Sprendžiant dangaus stebėjimo uždavinius astronominiu trikampiu gali būti vadinamas arba dangaus, arba Žemės trikampis. 9 1.2 pav. Navigacinis trikampis Žemės paviršiuje: P – ašigalis; GP – geografinė šviesulio padėtis; SV – stebėtojo tariamoji vieta – zenitas Dangaus kūnų padėtį ir vietą Žemės paviršiuje galima apibūdinti ir kampais, jiems matuoti laivavedžiai naudoja sekstantą (1.3 pav.). 1.3 pav. Bendras sekstanto vaizdas 10 Kampai, kaip įprasta, matuojami laipsniais, minutėmis ir sekundėmis. Iš matematikos žinome, kad apskritimas turi 360 laipsnių (3600). Vienas laipsnis lygus 60 minučių (60’), viena minutė lygi 60 sekundžių (60’’). Kampo sekundės jūreivystės astronomijoje nenaudojamos, nes laive esama matavimo priemonė sekstantas yra nepakankamai tikslus, kad juo būtų galima matuoti sekundės tikslumu. Laivyboje priimtas mažiausias kampo matavimo vienetas – minutės dešimtadalis (0,1’). Pastaruoju metu, kai Globalinė laivo vietos nustatymo sistema (angl. Global Position System – GPS) paplito pasauliniame laivyne, prie kampo matavimo vieneto tikslumo pridėta 1/100 minutės. Jūrmylė – 1852 metrai, yra vienetas, lengvai pritaikytas kampų ir atstumų konversijai. Viena jūrmylė (1 jm) atitinka vieną minutę (1’) kampo Žemės paviršiuje. Todėl nuotoliai ir kampai Žemės paviršiuje yra tolygūs. Viena išimtis – tai ilgumos minutė, kuri atitinka vieną jūrmylę, tik netoli Žemės pusiaujo. Kitas svarbus momentas – laiko valandų ir ilgumos laipsnių lygiavertiškumas. 1.2. Laikas ir lanko laipsniai Žinome, kad visas Žemės apsisukimas apie savo ašį (per 24 valandas) sudaro 360°, viena valanda atitinkamai lygi 15° ilgumos, arba 900 jm. Viena para – tai vienas visas Žemės apsisukimas. Kiekviena para suskirstyta į 24 valandas, kurias sudaro 60 minučių, kiekviena jų savo ruožtu susideda iš 60 sekundžių. Paros laikas – tai nuoroda į tam tikrą Žemės apsisukimo fazę, t. y. jis rodo, kokia paros dalis jau praėjo arba kokia apsisukimo dalis jau įvyko. Bet koks ilgumos skirtumas tarp dviejų taškų matuojamas kampu, kurį Žemė turi pasisukti, kad šie taškai atsiskirtų. Todėl vietovės, esančios į rytus nuo stebėtojo, turi vėlesnį laiką, esančios į vakarus – ankstesnį, o skirtumas tiksliai lygus ilgumos skirtumui, išreikštam laiko vienetais. Laiko skirtumas tarp dviejų vietų lygus ilgumos skirtumui tarp tų vietų dienovidinių, išreikštam laiko vienetais vietoj lanko vienetų. Para prasideda nuo nulio valandų. Po vienos valandos Žemė yra pasisukusi per 1/24 paros apsisukimo arba per 1/24 360° dalį, arba 360°: 24 = 15°. Mažesnius intervalus taip pat galima išreikšti kampo vienetais, 11 nes 1 valanda, arba 60 minučių, lygi 15°. Taigi 1 laiko minutė yra ekvivalentiška 15°: 60 = 0,25° = 15', o viena sekundė lygi 15': 60 = 0,25' = 15''. Apibendrinimas pateiktas 1 lentelėje. 1 lentelė Laiko ir lanko dydžių santykiai Laiko vienetai 1d 60 m 4m 60 s 4s 1s Lanko vienetai 360° 15° 60' 15' 60'' 0,25' 24 v 1v 1° 1m 1' 15'' Laiko perskaičiavimas į lanko laipsnius: 1. Valandų skaičių padauginkite iš 15 ir gausite lanko laipsnius. 2. Padalinkite laiko minutes iš 4, gausite laipsnius. 3. Likutį iš antro veiksmo padauginkite iš 15, gausite laipsnio minutes. 4. Padalinkite laiko sekundes iš 4, gausite laipsnio minutes. 5. Likutį padauginkite iš 15, gausite laipsnio sekundes. 6. Susumuokite laipsnius, minutes ir sekundes. Pavyzdys: Pakeisti laiko vienetus 14v 21m 39s į lanko laipsnius. Sprendimas: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 14v 21m 1 39s 3 14v x ÷ x ÷ x 21m 15 4 15 4 15 39s = = = = = = 210° 00' 00" 005° 00' 00" 000° 15' 00" 000° 09' 00" 000° 00' 45" 215° 24' 45" likutis 1 likutis 3 Todėl bet kuris laiko intervalas gali būti išreikštas ekvivalentišku Žemės pasisukimo kampu ir atvirkščiai. Šie vienetai konvertuojami iš vieno į kitą, taikant aukščiau nurodytą santykį. 12 Lanko laipsnių pakeitimas laiko vienetais: 1. Laipsnių skaičių padalinkite iš 15, gausite valandas. 2. Padauginkite laipsnių likutį iš 4, gausite laiko minutes. 3. Padalinkite laipsnio minutes iš 15, gausite laiko minutes. 4. Padauginkite likutį po 3-iojo veiksmo iš 4, gausite laiko sekundes. 5. Padalinkite lanko sekundes iš 15, gausite laiko sekundes. 6. Susumuokite laipsnius, minutes ir sekundes. Pavyzdys: Perskaičiuoti 215° 24' 45" į laiko vienetus. Sprendimas: 1 215° ÷ 15 = 14v 00m 00s 2 3 4 5 6 5 24' 9 45" 215° x ÷ x ÷ 24' 4 15 4 15 45" = = = = = 00v 20m 00s 00v 01m 00s 00v 00m 36s 00v 00m 03s 14v 21m 39s likutis 5 likutis 9 Sprendžiant šį uždavinį, galima pasinaudoti „Jūreivystės metraščio“ gale pateikta laiko konvertavimo lentele. Lentelė susideda iš dviejų dalių, įrašai pateikiami lanko laipsniais, minutėmis ir minučių ketvirčiais. Lentelė taip sudaryta dėl to, kad laivavedžiai konvertuoja lanko laipsnius į laiko vienetus dažniau negu atvirkščiai. 1.3. Žvaigždinis laikas Žvaigždinis laikas (Tž) kaip astronominį atskaitos tašką naudoja pavasario ekvinokciją. Kadangi Žemė sukasi aplink Saulę, o jos sukimosi aplink Saulę ir aplink savo ašį kryptis yra ta pati, žvaigždžių atžvilgiu ji padaro visą apsisukimą per trumpesnį laiką (apie 3 min 56,6 s vidutiniu Saulės laiku) negu Saulės atžvilgiu; per vieną apsisukimą aplink Saulę (1 metai) žvaigždžių atžvilgiu ji padaro vienu apsisukimu aplink savo ašį daugiau negu Saulės atžvilgiu. Tuo paaiškinamas žvaigždžių poslinkis beveik per 1° 13 vakarų kryptimi kiekvieną naktį. Todėl žvaigždžių dienos yra trumpesnės už Saulės dienas, atitinkamai trumpesnės ir žvaigždinio laiko valandos, minutės bei sekundės. Dėl nutacijos žvaigždinis laikas nėra visiškai pastovus. Laikas, skaičiuojamas pagal vidutinį greitį, vadinamas vidutiniu žvaigždiniu laiku, jeigu norima jį atskirti nuo ne visai reguliaraus žvaigždinio laiko. Vidutinio Saulės laiko vienetų ir vidutinio žvaigždinio laiko vienetų santykis yra 1 : 1,00273791. Navigatoriai labai retai naudoja žvaigždinį laiką. Astronomai naudoja jį vidutiniam laikui koreguoti, kadangi jo astronominis atskaitos taškas išlieka beveik pastovus žvaigždžių atžvilgiu. 1.4. Juostinis laikas Jūroje, kaip ir sausumoje, laikrodžiai paprastai nustatyti rodyti tam tikros juostos laiką (TJ). Astronominis atskaitos taškas juostos laikui nustatyti yra vidutinis Saulės laikas. Laivo laikas (TL) – tai standartinis laiko juostos, pagal kurią nustatyti laivo laikrodžiai, laikas. Pagal laivo laiką valdomas laivas, vykdoma navigacija, krovos darbai ir t. t. Laivo laikas paprastai matuojamas 1 minutės tikslumu. Laivo laiką – juostos numerį, pagal kurį eina laivo laikrodžiai, nustato laivo kapitonas. Laivo laiko pervedimai iš vienos laiko juostos į kitą vyksta kapitono nurodymu ir fiksuojami laivo žurnale. Jūroje, kaip laiko arba juostos dienovidiniai, naudojamas artimiausias dienovidinis, kuris tiksliai dalijasi iš 15°. Taigi laiko juostoje, kuri tęsiasi po 7,5° į kiekvieną pusę nuo laiko dienovidinio, laikas yra tas pats, o laikas kitose juostose skiriasi lygiai per 1 valandą. Kertant laiko juostas skiriančią ribą laikas keičiamas taip, kaip patogiau, paprastai pilnomis valandomis. Kiekviena laiko juosta žymima numeriu, kuris gaunamas šios juostos dienovidinio ilgumą padalijus iš 15°. Vakarų ilgumoje šis skaičius yra teigiamas, o rytų ilgumoje – neigiamas (1.4.1 pav. ir 2 lentelė). Skaičius ir jo ženklas, vadinamas juostos numeriu (JN), reiškia pilnų valandų skaičių, kurias reikia pridėti arba atimti iš juostos laiko, kad gautume Grinvičo vidutinį laiką. 14 1.4 pav. Pasaulinio laiko juostų žemėlapis su tarptautine datos keitimo linija ir Grinvičo dienovidiniu 2 lentelė Juostinio laiko ribos, juostų numeriai ir jų priedėliai Juostos ribos JN 1 Nuo 7 /2° W iki 7 1/2°E Nuo 7 1/2° E iki 22 1/2°E Nuo 22 1/2°E iki 37 1/2°E Nuo 37 1/2°E iki 52 1/2°E Nuo 52 1/2°E iki 67 1/2°E Nuo 67 1/2°E iki 82 1/2°E Nuo 82 1/2°E iki 97 1/2°E Priedėlis Z -1 A -2 B -3 C -4 D -5 E -6 F Juostos ribos 1 Nuo 7 /2° W iki 22 1/2°W Nuo 22 1/2°W iki 37 1/2°W Nuo 37 1/2°W iki 52 1/2°W Nuo 52 1/2°W iki 67 1/2°W Nuo 67 1/2°W iki 82 1/2°W Nuo 82 1/2°W iki 97 1/2°W Nuo 97 1/2°W iki 112 1/2°W JN Priedėlis +1 N +2 O +3 P +4 Q +5 R +6 S +7 T 15 Nuo 97 1/2°E iki 112 1/2°E Nuo 112 1/2°E iki 127 1/2°E Nuo 127 1/2°E iki 142 1/2°E Nuo 142 1/2°E iki 157 1/2°E Nuo 157 1/2°E iki172 1/2°E Nuo 172 1/2°E iki 180° -7 G -8 H -9 I -10 K -11 L -12 M Nuo 112 1/2°W iki 127 1/2°W Nuo 127 1/2°W iki 142 1/2°W Nuo 142 1/2°W iki 157 1/2°W Nuo 157 1/2°W iki172 1/2°W Nuo 172 1/2°W iki 180° +8 U +9 V +10 W +11 X +12 Y PASTABA: čia TG pažymėtas priedėliu Z Konvertuojant TJ į TG, teigiamas JN pridedamas, o neigiamas atimamas. Konvertuojant TG į TJ, teigiamas JN atimamas, o neigiamas pridedamas. Pavyzdys: TG = 17v 29m 05s. Reikia nustatyti TJ ilgumoje: 155° 23,5 W ir 40° 05,7 E. Sprendimas: TG JN TJ 17v 29m 05s +10v 07v 29m 05s TG JN TJ 17v 29m 05s -03v 20v 29m 05s 1.5. Vidutinis vietos laikas Vidutinis vietos laikas (TV), kaip ir juostinis laikas, naudoja vidutinę Saulę, kaip astronominį atskaitos tašką. Jis skiriasi nuo juostinio laiko tuo, kad atskaitos tašku Žemėje imamas vietos, o ne juostos dienovidinis. Dėl to vidutinis vietos laikas ties kiekvienu dienovidiniu skiriasi nuo laiko ties kiekvienu kitu dienovidiniu, o skirtumas lygus ilgumos skirtumui, išreikštam laiko vienetais. Ties kiekvienu juostos dienovidiniu, įskaitant 0°, TV ir TJ yra identiški. Navigacijoje TV daugiausiai naudojamas patekėjimo, nusileidimo ir 16 sutemų lentelėse. Užduotis paprastai yra pakeisti iš lentelės paimtą TV į TJ. Jūroje skirtumas tarp šių laikų paprastai nėra didesnis kaip 30 min, o konvertuojama tiesiogiai, be tarpinio GVL nustatinėjimo. Tai atliekama pritaikant pataisą, kuri lygi ilgumos skirtumui. Jeigu stebėtojas yra į vakarus nuo laiko dienovidinio, pataisa pridedama, jeigu į rytus – atimama. Jeigu norima nustatyti TG, tai atliekama pagal TJ. Jeigu zonos riba netaisyklinga, ilguma gali skirtis daugiau negu 7,5° (30 min) nuo laiko dienovidinio. Jeigu reikia pakoreguoti TV pagal vasaros laiką, galima naudoti ilgumos skirtumą tarp vietos ir laiko dienovidinio arba pirma nustatyti TJ, o tada pridėti prie jo vieną valandą. TJ (įskaitant TG) konvertuojama į TV taip pat, kaip ir konvertavimas atvirkščia kryptimi, tik šiuo atveju ilgumos skirtumo ženklas keičiamas priešingu. Navigacijoje tokia užduotis paprastai nesprendžiama. 1.6. Chronometrinis laikas Chronometrinis laikas (TCh) – tai chronometro rodomas laikas. Kadangi chronometras paprastai nustatomas pagal TG ir nebereguliuojamas iki kito remonto ar valymo, beveik visada būtina chronometro pataisa. Chronometras skuba (Sk) arba vėluoja (VL). Chronometro pataisos pokytis per 24 valandas vadinamas chronometro pataisos (Δch) dydžiu arba dienos pataisa ir žymimas kaip skubėjimas (Δch-) arba vėlavimas (Δch+). Jeigu pastovus pataisos dydis yra 1 sekundė per dieną, per trejus metus jis sieks maždaug 18 min. Kadangi chronometro pataisos dydis kinta, periodiškai jį reikia tikrinti, jūroje tai patartina atlikti kasdien. Chronometro pataisa nustatoma pagal radijo laiko signalą, lyginant su kitu laiko matavimo prietaisu, kurio pataisa žinoma, arba pritaikant chronometro pataisą ankstesniems to paties chronometro rodmenims. Pataisa užrašoma apvalinant iki artimiausios 1 sekundės. 17 1.7. Datos keitimo linija Kadangi į rytus nuo stebėtojo laikas yra vėlesnis, o į vakarus – ankstesnis, laikas apatiniame stebėtojo dienovidinio lanke yra 12 valandų ankstesnis arba vėlesnis, žiūrint kuria kryptimi skaičiuojama. Laivavedys, plaukiantis aplink pasaulį, laimi arba praranda ištisą dieną. Siekiant išvengti klaidingo datos skaičiavimo ir nustatant kiekvienos dienos pradžios momentą, tarptautiniu susitarimu nustatyta datos linija. Ši linija sutampa su 180-uoju dienovidiniu per didžiąją dalį jo ilgio. Kertant ją, data pasikeičia per vieną dieną. Laivui kertant datos keitimo liniją (DKL) rytų kryptimi atimama 1 diena (24 val.), kalendorinė data į vakarus nuo DKL kartojama. Laivui kertant DKL vakarų kryptimi pridedama 1 diena (24 val.), kalendorinė data į rytus nuo DKL 1 diena paankstinama. Bet kuriuo momentu data vietovėje, kuri yra iš karto į vakarus nuo datos linijos (rytų ilgumoje) yra 1 diena vėlesnė negu data vietovėje, kuri yra iš karto į rytus nuo datos linijos. Sprendžiant datos uždavinius, reikia pakeisti vietos laiką į Grinvičo laiką, tada pakeisti šį laiką į vietos laiką priešingoje datos linijos pusėje (1.7 pav.). 1.7 pav. Datos keitimo linija 18 1.8. Žemė ir dangaus sfera Įsivaizduokite, kad Žemė yra visatos centras, o aplink Žemę yra dar didesnis rutulys, kurio centras yra tame pačiame taške, kaip ir Žemės, žvaigždės šiame rutulyje matomos taip, lyg jos būtų nupieštos jo vidinėje pusėje. Šis rutulys vadinamas dangaus sfera (1.8.1 pav.). 1.8.1 pav. Bendras dangaus sferos vaizdas Navigacijoje, norėdami nustatyti laivo vietą jūroje, taikome geografinių koordinačių sistemą (1.8.2 pav.), kurią sudaro du kampai: platumos () ir ilgumos (λ). Žemės paviršiaus vietos platuma yra kampinis atstumas į šiaurę ar pietus nuo pusiaujo. Ji paprastai išreiškiama laipsniais nuo 0° (pusiaujyje) iki 90° Šiaurės arba Pietų ašigaliuose ir žymima ženklais N arba S. Ilguma – kampas tarp Grinvičo dienovidinio plokštumos ir laivo vietos dienovidinio plokštumos, antroji Žemės paviršiaus geografinė koordinatė, matuojama nuo Grinvičo dienovidinio rytine ar vakarine kryptimis (nuo 0° iki 180°) ir žymima E arba W ženklais. 19 1.8.2 pav. Geografinės koordinatės Panaši sistema taikoma nustatant šviesulių padėtį dangaus sferoje. Kampą, analogišką platumai, vadiname šviesulio deklinacija, kuri žymima d raide. Analogas ilgumai vadinamas rektascensija, žymimas RA arba α (1.8.3 pav.). 1.8.3 pav. Geografinių koordinačių analogija dangaus sferos koordinatėms 20 1.9. Dangaus sferos koordinačių sistemos Pirmosios pusiaujinės koordinačių sistemos pagrindą sudaro dangaus pusiaujas ir dienovidinis, o priimtos sferinės koordinatės – šviesulio valandinis kampas (t) ir šviesulio deklinacija (d) (1.9.1 pav.). 1.9.1 pav. Pirmoji pusiaujinė koordinačių sistema: t – valandinis kampas; d – deklinacija; Δ – poliarinis nuotolis; – laivo vietos platuma Didieji dangaus sferos pusapskritimiai, jungiantys šiaurinį ir pietinį dangaus polius, vadinami deklinacijomis (d), arba valandiniais apskritimais, nors tiksliai pagal apibrėžimą yra tik pusapskritimiai. Jie kartu su dangaus lygiagretėmis sudaro pusiaujinės sistemos koordinačių tinklą. Deklinacijos apskritimo, išvesto per šviesulį (Š), lankas nuo dangaus pusiaujo iki šviesulio rodo pirmą koordinatę – deklinaciją (d), o dangaus pusiaujo lankas nuo dangaus dienovidinio pietinės pusės iki šviesulio deklinacijos apskritimo – antrą koordinatę, valandinį kampą (t). Pradiniu deklinacijos apskritimu laikomas 21 deklinacijos apskritimas, einantis per pavasario lygiadienio tašką (). Deklinacija skaičiuojama į abi puses nuo dangaus pusiaujo – nuo 0° iki 90°. Laivybos astronomijoje deklinacijai kai kada suteikiamos (+) arba (-) reikšmės. Deklinacija, besivadinanti taip pat, kaip ir stebėtojo platuma, yra teigiama (+), besivadinanti skirtingai – neigiama (-). Kartais vietoj deklinacijos taikoma poliarinio nuotolio, kuris žymimas (), samprata – tai yra šviesulio dienovidinio lankas nuo pakylėjusio dangaus polio iki šviesulio. Jis matuojamas nuo 0° iki 180° ir neturi pavadinimo. Poliarinis nuotolis ir deklinacija papildo vienas kitą iki 90°. Šios formulės (1), (2) algebrinės ir reikia atsižvelgti į deklinacijos ženklus. d = 90° – ; (1) = 90° – d. (2) Šviesulio valandinis kampas (t) – tai sferinis kampas prie pakylėjusio dangaus ašigalio, kuris yra tarp dangaus dienovidinio pietinės dalies ir šviesulio dienovidinio. Valandinis kampas t skaičiuojamas nuo aukščiausio dangaus pusiaujo taško Q į vakarus, t. y. dangaus sferos parinio sukimosi kryptimi nuo 0° iki 360°. Valandiniai kampai matuojami dangaus pusiaujo lanku nuo taško Q, kuris yra dangaus dienovidinio pietinėje pusėje, taškų W arba E kryptimi. Valandiniai kampai, matuojami taško W kryptimi, gali būti nuo 0° iki 360° ir vadinami vakariniais. Toks jų skaičiavimo būdas leidžia sudaryti „Jūreivystės metraštį“, nes atitinka šviesulių parinio judėjimo kryptį. Pavadinimas valandinis kampas priimtas neatsitiktinai, nes vakarinis valandinis kampas per parą keičiasi proporcingai laikui (laikrodžio). Sprendžiant sferinius trikampius, kurių kampai neturi būti didesni nei 180°, naudojami valandiniai kampai taip pat turi būti iki 180° taškų W arba E kryptimis ir vadinami praktiniais. Jeigu vakarinis valandinis kampas didesnis kaip 180°, jis pervedamas į rytinį, kuris skaičiuojamas nuo taško Q kryptimi į E. Jis apskaičiuojamas kaip papildomas vakariniam valandiniam kampui iki 360° pagal formulę (3): tE = 360° – tw. 22 (3) Valandinis kampas rodo šviesulio padėtį, atsižvelgiant į pietinę stebėtojo dienovidinio išilgai pusiaujo dalį, deklinacija, atsižvelgiant į pusiaują, statmena jam. Praktinėje astronomijoje dažnai tenka naudotis valandiniais kampais, kurie atliekant pradinius skaičiavimus būna įvairių dydžių ir skirtingai vadinasi. Jeigu atliekant pradinius skaičiavimus tw bus didesnis nei 360°, tai 360° atimama ir likutis vėl bus tw. Pavyzdžiui, jūsų t = 430° W, tada t = 430 – 360 = 70° W. Ne mažiau svarbu orientuotis deklinacijos pavadinimuose ir ženkluose. Antrosios pusiaujinės koordinačių sistemos pagrindiniais apskritimais laikomi dangaus pusiaujas ir pavasario lygiadienio dienovidinio taškas, dar vadinamas Avino tašku () – dangaus pusiaujo ir ekliptikos susikirtimo taškas, kuriame kovo 21 d. būna Saulė, pereidama iš dangaus pietinės sferos dalies į šiaurinę. Šioje koordinačių sistemoje dangaus šviesulio vietą galima apskaičiuoti turint dvi koordinates – deklinaciją ir rektascensiją (1.9.2 pav.). 1.9.2 pav. Antroji pusiaujinė koordinačių sistema: d – deklinacija; – rektascensija; – Avino taškas; š – šviesulys 23 Rektascensija () – tai sferinis kampas prie dangaus poliaus tarp pavasario lygiadienio dienovidinio ir šviesulio dienovidinio, kuris matuojamas Žemės pusiaujo lanku nuo Avino taško iki šviesulio dienovidinio, priešinga vakarinių valandinių kampų skaičiavimo kryptimi, t. y. priešinga sferos parinio judėjimo kryptimi. Rektascensijos dydis matuojamas nuo 0° iki 360° ir neturi pavadinimų. Jį galima apskaičiuoti pagal formulę (4): t w = tw – . (4) Kitą šios sistemos koordinatę – deklinaciją d – mes jau žinome. Antroji pusiaujinė koordinačių sistema patogi tuo, kad dėl paros judėjimo nei deklinacija, nei rektascensija beveik nekeičia savo dydžių, nes žvaigždės ir koordinačių pradžios taškas () sukasi dangaus sferoje tuo pačiu kampiniu greičiu. Horizontinėje koordinačių sistemoje pagrindiniai apskritimai yra tikrasis horizontas ir vietos (stebėtojo) dienovidinis, o koordinatės vadinamos azimutu (A) ir aukščiu (h) (1.9.3 pav.). 1.9.3 pav. Dangaus horizontinės koordinatės: aukštis (h); zenitinis nuotolis (z); azimutas (Aap); almukantaras ir vertikalas 24 Vietos dienovidis, arba stebėtojo vertikalas, yra didysis dangaus sferos apskritimas, nubrėžtas per stebėtojo zenitą – nadyrą ir Šiaurės bei Pietų polius. Didieji apskritimai, einantys per rytų ir vakarų taškus, vadinami pirmaisiais, arba nuliniais, vertikalais. Almukantarais vadinami mažieji dangaus sferos apskritimai, kurių plokštumos lygiagrečios tikrajam horizontui. Šioje sistemoje dangaus šviesulio padėtį nusako azimutas ir aukštis. Azimutas – tai sferinis kampas prie zenito tarp stebėtojo dienovidinio ir šviesulio vertikalo, matuojamas tikrojo horizonto lanku nuo vietos dienovidinio iki šviesulio vertikalo. Praktinėje laivybos astronomijoje naudojami 3 azimutų matavimo būdai, kurie priklauso nuo matavimo krypties ir skaičiavimo pradžios, kaip parodyta 3 lentelėje. 3 lentelė Trys azimuto pavadinimų nustatymo būdai Platumos pavadinimas S N S AK 57° NW 28° SE 46° SW AP S 123° W N 152° E S 56° W Aap 303° 152° 226° Apskritiminis azimutas (Aap) skaičiuojamas tikrojo horizonto lanku nuo taško (N) į rytus (E) iki šviesulio vertikalo. Jo dydis siekia nuo 0° iki 360°, todėl nereikia nurodyti pavadinimo. Apskritiminis azimutas atitinka tikrųjų pelengų matavimą navigacijoje. Praktinėje laivybos astronomijoje dažnai būna atvejų, kai apskritiminį azimutą reikia keisti pusapskritiminiu ar ketvirtiniu. Norint greitai ir neklystant nustatyti azimuto pavadinimą, reikia gerai įsivaizduoti magnetinio kompaso rumbrožę, kuri padalyta į pagrindinius, ketvirtinius, aštuntinius ir t. t. rumbus. Pusapskritiminis azimutas (Ap) skaičiuojamas nuo stebėtojo dienovidinio vidunaktinės dalies, t. y. nuo N arba S tikrojo horizonto lanku į E arba W pusę iki šviesulio vertikalo. Pusapskritiminio azimuto pavadinimo pirmoji raidė visada sutampa su stebėtojo platumos (N arba S) raide, antroji priklauso nuo to, kurioje sferos pusėje (E arba W) yra šviesulys. Jo dydis gali kisti nuo 0° iki 180° ir rašomas taip: N105° E. Pusapskritiminis azimutas naudojamas įvairiais 25 būdais sprendžiant sferinius trikampius ir kai kuriose astronominėse lentelėse. Ketvirtinis azimutas (AK) skaičiuojamas tikrojo horizonto lanku nuo taškų N arba S į W arba E pusę iki šviesulio vertikalo. Jo dydis siekia nuo 0° iki 90°. Ketvirtinio azimuto skaičiavimas atitinka magnetinio kompaso rumbrožės padalijimą ketvirtiniais rumbais ir analogiškai žymimas. Pavyzdžiui, šviesulio azimutas – 75° SE. Ketvirtinis azimutas dažnai naudojamas sprendžiant uždavinius – nustatant laivo vietą ir kompaso pataisą. Šviesulio aukštis (h) – tai kampas sferos centre tarp tikrojo horizonto plokštumos ir krypties į šviesulį. Šviesulio aukštis skaičiuojamas vertikalo lanku nuo horizonto iki šviesulio. Jeigu šviesulys yra virš horizonto, jo aukštis (h) bus teigiamas, jeigu žemiau horizonto – neigiamas. Kartais sprendžiant uždavinius vietoj aukščio (h) naudojama zenitinio nuotolio (z) samprata. Jis matuojamas vertikalo lanku nuo zenito iki šviesulio. Šviesulio aukštis ir zenitinis nuotolis papildo vienas kitą iki 90°. Būtina atminti, kad formulėse (5), (6) reikia paisyti koordinačių ženklų: h = 90° – z; (5) z = 90° – h. (6) Horizontinėje koordinačių sistemoje aukštis nurodo šviesulio padėtį virš arba po horizontu, o azimutas – išilgai horizonto: laivavedžiams įprasta orientuotis pagal šiaurę ir horizontą. Horizontines koordinates lengva nustatyti laivavedžiui atliekant stebėjimus sekstantu (h) arba kompasu (Aap). Atsižvelgdami į tai, kad h ir Aap keičiasi laike ir nuo stebėtojo vietos Žemėje, galime teigti, kad horizontinės koordinatės nusako šviesulio padėtį tik šioje vietoje ir tik šiuo momentu. 1.10. Koordinačių sistemų suvestinė Dvi dangaus koordinačių sistemos ir žemės koordinačių sistema yra analogiškos viena kitai, nors turi ir tam tikrų skirtumų, pavyzdžiui, 26 kryptis, matavimo vienetai ir matavimo ribos. Terminų analogai, naudojami Žemės, pusiaujinėje ir horizontinėje sistemose, pateikti 4 lentelėje. 4 lentelė Žemės koordinačių sistema ir jos analogai dangaus koordinačių sistemose Žemėje Pusiaujas Ašigaliai Dienovidinis Lygiagretės Pusiaujinėje Dangaus pusiaujas Dangaus poliai Valandiniai apskritimai, dangaus dienovidiniai Avino valandinis apskritimas Deklinacijos lygiagretės Platuma Platumos papildas (90° – φ) Ilguma Deklinacija Poliarinis nuotolis (Δ = 90° – d) ŽVK, GVK, VVK, t, Grinvičo dienovidinis Horizontinėje Horizontas Zenitas, Nadyras Vertikalo apskritimai Pirmojo vertikalo apskritimas Aukščio lygiagretės (almukantarai) Aukštis Zenitinis nuotolis (z = 90° – h) Aap, Ap, AK 1.11. Regimasis dangaus kūnų judėjimas 1.11.1. Regimasis judėjimas nuo Žemės sukimosi erdvėje Žemės sukimosi sukeltas judėjimas yra daug didesnis, negu bet koks kitas pastebimas dangaus kūnų judėjimas. Būtent dėl šio judėjimo atrodo, kad dangaus kūnai pateka virš horizonto rytuose, kirsdami dienovidį pakyla į maksimalų aukštį ir nusileidžia už horizonto vakaruose – maždaug tame pačiame taške, kuriame patekėjo, tik vakarinėje pusėje. Šis matomas dangaus kūno judėjimas kasdieniu keliu, vadinamuoju pariniu apskritimu, vyksta maždaug lygiagrečiai pusiaujo plokštumai. Lygiagretumas būtų tikslus, jeigu 27 Žemės sukimasis būtų vienintelis judėjimas ir jeigu jos sukimosi erdvėje ašis būtų pastovi. Regimasis Žemės sukimosi sukeltas efektas kinta atsižvelgiant į stebėtojo platumą. Pusiaujyje, kur pusiaujo plokštuma yra vertikali (nes Žemės sukimosi ašis yra lygiagreti horizonto plokštumai), atrodo, kad dangaus kūnai pateka ir nusileidžia vertikaliai. Kiekvienas dangaus kūnas būna virš horizonto maždaug pusę laiko. Dangaus sfera, kaip ją mato pusiaujyje esantis stebėtojas, vadinama teisinga sfera. Ji pavaizduota 1.11.1 paveiksle. . 1.11.1 pav. Statmena (teisinga) sfera Stebėtojo, esančio viename iš Žemės ašigalių, atžvilgiu dangaus kūnai, kurių deklinacija pastovi, nei pateka, nei nusileidžia, o sukasi dangaus skliautu visada tame pačiame aukštyje virš horizonto, kiekvieną dieną apsukdami vieną visą ratą. Šiaurės ašigalyje šis judėjimas yra pagal laikrodžio rodyklę, Pietų – priešinga kryptimi. Maždaug pusė visų žvaigždžių nuolat matomos virš horizonto, o kitos niekada nepasirodo. Lygiagreti sfera ties ašigaliais pavaizduota 1.11.2 paveiksle. 28 1.11.2 pav. Lygiagreti sfera Tarp dviejų kraštutinių variantų matomas dangaus kūnų judėjimas yra šių dviejų variantų derinys. Pasvirusioje sferoje (1.11.3 pav.) dangaus kūnai būna matomi virš horizonto ištisas 24 valandas, jie kasdien apsuka dangaus ašigalį. 1.11.3 pav. Pasvirusioji sfera, kurios platuma – apie 40° 29 Daugelis stebėtojų Lietuvoje beveik visą laiką mato ratu besisukančias Didžiųjų Grįžulo Ratų žvaigždyno žvaigždes ir Kasiopėją. Apytikriai tokia pat dangaus sferos dalis visą parą būna žemiau horizonto linijos. Kiti dangaus kūnai pateka įstrižai virš rytinio horizonto, pakyla į maksimalų aukštį dangaus dienovidyje ir nusileidžia už horizonto vakaruose. Buvimo virš horizonto laikas ir aukštis kertant dienovidinį kinta atsižvelgiant tiek į stebėtojo platumą, tiek į dangaus kūno deklinaciją. Žemės ašigalių zonose net Saulė sukasi aplinkui nenusileisdama. Tai vieta, kur ji šviečia net vidurnaktį, nenusileisdama dalį vasaros ir nepatekėdama dalį žiemos. Didesnis dangaus sferos pasvirimas aukštesnėse platumose paaiškina, kodėl atogrąžose dienos ir naktys yra maždaug vienodos trukmės, o didėjant platumai dienos ilgio pokytis didėja. Dėl tos pačios priežasties sutemos aukštesnėse platumose trunka ilgiau. Sutemos – tai nevisiškos tamsos periodas, ateinantis po saulėlydžio ir prieš saulėtekį. Vakaro sutemos prasideda Saulei nusileidus, o ryto sutemos baigiasi jai patekėjus. Sutemų tamsos riba pasiekiama tada, kai Saulės centras nusileidžia tam tikrą skaičių laipsnių žemiau dangaus horizonto. Skiriamos trys sutemų rūšys: civilinės, navigacinės ir astronominės. 1.11.2. Regimasis judėjimas nuo Žemės sukimosi aplink savo ašį Jeigu būtų įmanoma sustabdyti Žemės sukimąsi ir dangaus sfera sustotų vietoje, Žemės sukimosi efektas būtų dar geriau matomas. Atrodytų, kad Saulė per metus apkeliauja vieną visą ratą aplink Žemę iš vakarų į rytus. Be to, ji juda rytų kryptimi šiek tiek lėčiau negu 1º per dieną. Šį judėjimą galima pamatyti stebint saulės pozicijos kitimą žvaigždžių atžvilgiu. Bet kadangi Saulė ir žvaigždės paprastai nėra matomos vienu metu, geriau stebėti žvaigždynus kiekvieną naktį tuo pačiu laiku. Kiekviena žvaigždė kasnakt pateka maždaug keturiomis minutėmis anksčiau negu prieš tai buvusią naktį. Taigi atrodo, kad dangaus sfera kiekvieną naktį pasislenka į vakarus beveik per 1º. Dėl to įvairūs žvaigždynai siejami su tam tikrais metų laikais. Matomas planetų ir mėnulio judėjimas priklauso nuo jų pačių judėjimo ir Žemės judėjimo derinio. Jeigu Žemės sukimasis sustotų, regimasis suminis 30 judėjimas, kurį sukelia Žemės ir kitų dangaus kūnų sukimasis erdvėje, būtų panašus į tą, kurį sukeltų Žemės sukimosi aplink savo ašį ir orbitoje sustabdymas. Žvaigždės atrodytų beveik sustojusios dangaus skliaute, tačiau dėl aberacijos (šviesos spindulio iškreipimas dėl šviesos šaltinio – žvaigždės ir stebėtojo, esančio Žemėje, judėjimo vienas kito atžvilgiu) jų padėtis per metus šiek tiek pasikeistų. Žemė savo orbitoje juda gana greitai, todėl atrodo, kad žvaigždžių šviesa šiek tiek slenka jos judėjimo kryptimi. Tai panašu į tą efektą, kai žmogui, einančiam per lietų, atrodo, kad lietus lyja iš priekio, nes jis pats juda į priekį. Regima žvaigždžių šviesos spindulio kryptis yra šviesos ir Žemės judėjimo vektoriaus skirtumas, panašiai kaip vėjo, kuris tariamai pučia laivui plaukiant. Šis efektas geriausiai matomas stebint dangaus kūną, judantį statmenai Žemės sukimosi orbitai, kurios atžvilgiu jis pasiekia maksimalų 20,5'' dydį. Aberacijos efektą galima pastebėti lyginant įvairių žvaigždžių koordinates (deklinaciją ir žvaigždinį valandinį kampą) per metus. Kai kurių dangaus kūnų koordinatės per metus pakinta, tačiau metų gale jos sugrįžta maždaug į pradinę padėtį. Tiksliai į tą pačią padėtį jos nesugrįžta dėl tikrojo judėjimo ir lygiadienių ankstėjimo (dėl ekvinokcijų precesijos [precesija – tai lėtas periodiškas Žemės ašies slinkimas kūgio paviršiumi aplink įsivaizduojamą ašį, statmeną ekliptikos plokštumai]). Be to, tai priklauso nuo Žemės judėjimo netolygumo (nutacijos [nutacija – tai maži ir periodiški precesuojančios Žemės sukimosi ašies svyravimai, kuriuos sukelia Mėnulio ir Saulės trukdymai]), kurį sukelia kitų dangaus kūnų, labiausiai Mėnulio, poveikis. Ties ašigaliais Žemės judėjimas yra lengvas svyravimas aplink savo ašį, kartais ir ašigalių svyravimas. Toks svyravimas, kai ašigalis nukrypsta nuo vidutinės pozicijos ne daugiau kaip per 12 metrų, sukelia nedidelius Žemės vietų platumos ir ilgumos pokyčius. 1.11.3. Regimasis žvaigždžių judėjimas Net jeigu būtų įmanoma sustabdyti Žemės sukimąsi orbitoje ir aplink savo ašį, dangaus kūnai neatrodytų sustingę dangaus sferoje: Mėnulis apsuktų vieną visą ratą aplink Žemę per kiekvieną žvaigždinį mėnesį, patekėdamas vakaruose ir nusileisdamas rytuose. Mažesnės 31 planetos atrodytų judančios rytų ir vakarų kryptimi Saulės atžvilgiu, neišeidamos už zodiako ribų. Didesnės planetos per kiekvieną žvaigždinį periodą apsuktų vieną ratą aplink Žemę iš vakarų į rytus. Kadangi Saulė, kartu su ja ir Žemė bei visos kitos žvaigždės juda viena kitos atžvilgiu dangaus sferoje, galima teigti, kad žvaigždžių padėtis yra beveik fiksuota. Saulė, Mėnulis ir planetos juda metų laike, tačiau jų judėjimas yra labai lėtas, palyginus su regimuoju judėjimu dėl Žemės sukimosi. Žemės ir dangaus sferos sukimosi ašys yra vienoje linijoje, o jų pusiaujai yra vienoje plokštumoje (1.11.4 pav.). 1.11.4 pav. Žemės, dangaus pusiaujai, poliai ir ašigaliai Žvaigždės, esančios dangaus sferoje, sukasi aplink Žemę. Dangaus sferos poliai, sukimosi ašys išlaiko pastovią padėtį dangaus skliaute. Taigi žvaigždės, esančios šalia dangaus polio, danguje bus matomos nuolat. Pavyzdžiui, Šiaurinės žvaigždės, kuri yra netoli šiaurinio dangaus polio (jos deklinacija yra apie 89° 07' N) atvejis. Ji yra šiaurės ašigalio krypties kelrodė, gerai žinoma visiems jūrininkams nuo senų laikų ir gaila, kad nėra atitinkamo ryškumo žvaigždės, kuri rodytų Pietų ašigalio kryptį. 32 1.12. Laivo vietos nustatymas stebint žvaigždes Norint nustatyti šviesulio geografinę padėtį Žemėje, reikia sujungti tiesia linija stebimo šviesulio centrą su Žemės centru (1.12.1 pav.). 1.12.1 pav. Geografinė šviesulio padėtis (GP) Žemės paviršiuje Tašką, kuriame ši linija kerta Žemės paviršių, vadiname stebimo šviesulio geografine padėtimi (GP). Laivavedys, būdamas padėtyje GP, matys žvaigždę tiesiog virš galvos (zenite). Anksčiau nustatėme, kad žvaigždės juda kartu su dangaus sfera, tai ir GP judės Žemės paviršiuje, tik greičiau. Pavyzdžiui, Saulės GP juda apie 1520 pėdų per sekundę greičiu. GP žvaigždžių, kurios yra netoli dangaus poliaus, juda lėčiau, o artėjant prie pusiaujo jų judėjimo greitis didėja. Pavyzdžiui, Šiaurinės žvaigždės GP juda labai lėtai, nes ji yra greta Šiaurės ašigalio. Kadangi Žemės ir dangaus pusiaujai yra vienoje plokštumoje (1.12.2 pav.), platuma () bus lygi žvaigždės deklinacijai 33 (d), o GP ilguma (λ), vadinama Grinvičo valandiniu kampu (GVK), rodo laiko (valandų) ir ilgumos laipsnių atitikimą. GVK, kaip ir ilguma, gali būti matuojamas į rytus arba vakarus nuo Grinvičo dienovidinio. 1.12.2 pav. Šviesulio GP koordinatės Žemės paviršiuje: platuma ir ilguma; šviesulio koordinatės dangaus sferoje – deklinacija ir Grinvičo valandinis kampas Remdamiesi „Jūreivystės metraščiu“, šviesulio GP galime nustatyti bet kuriam laikui, t. y. GVK ir d, tik su sąlyga, kad žinome tikslų stebėjimo laiką. Žinodami GP šviesulio judėjimo greitį (1520 pėdų per sekundę), turime atkreipti dėmesį į tikslų laiko nustatymą pagal chronometrą (1.12.3 pav.), stebint dangaus šviesulius. 34 1.12.3 pav. Bendras mechaninio chronometro vaizdas su užvedimo raktuku dešiniajame kampe Kitas labai svarbus taškas yra zenitas (1.12.4 pav.). Tai taškas, esantis dangaus sferoje tiesiai virš laivavedžio galvos. Linija, jungianti zenitą su Žemės centru, kerta Žemės paviršių taške, kuriame yra laivavedys, t. y. vietą, kurią norime nustatyti. 1.12.4 pav. Zenito sąvoka 35 Žemės paviršiuje ir dangaus sferoje nustatyti atitikimai parodyti 4 lentelėje. 4 lentelė Duomenų Žemės paviršiuje ir dangaus sferoje palyginimas Žemės paviršiuje GP – šviesulio geografinė padėtis SV – laivo tariamoji vieta Dangaus sferoje Šviesulio centras Zenitas Kaip matote paveiksle (1.12.5 pav.), pažymėta žvaigždės GP ir tariamoje vietoje (SV) esančio stebėtojo zenitas. 1.12.5 pav. Šviesulio GP ir stebėtojo, kuris yra SV, zenitas 36 Nuotolis tarp taškų SV ir GP vadinamas zenitiniu nuotoliu (ZN). Tai astronominių koordinačių horizontinės sistemos viena koordinačių – vertikalo lankas nuo zenito iki šviesulio (matuojama nuo 0° iki 180°). Šis nuotolis, kaip matome, gali būti išreikštas jūrmylėmis arba laipsniais, nes tai yra Žemės paviršiaus lankas. Kampas, kurį zenitinis nuotolis sudaro su tikruoju šiaurės poliu, vadinamas azimutu (1.12.6 pav.). 1.12.6 pav. Azimuto sąvoka Žvaigždės labai nutolusios nuo Žemės, todėl ją pasiekiantys jų spinduliai yra lygiagretūs, kaip parodyta 1.12.7 paveiksle. Taigi galime teigti, kad atstumas tarp SV ir GP yra kampas, lygus kampui, kurį laivavedys stebi tarp žvaigždės ir vertikalo. Vertikalas – horizontui statmenas didysis dangaus sferos apskritimas, einantis per stebėjimo vietos zenitą ir šviesulį. Vertikalas, einantis per dangaus Šiaurės ir Pietų polius, vadinamas dienovidiniu, o einantysis per rytinį ir vakarinį taškus – pirmuoju vertikalu. 37 1.12.7 pav. Zenitinio nuotolio (ZN) nustatymo būdas Tai svarbus teiginys. Laivavedžio išmatuotas kampas tarp žvaigždės ir vertikalo lygus atstumui tarp GP ir SV, kuris matuojamas kaip kampas. ZN = 90° – ho, jį galima konvertuoti į jūrmyles ZN x 60 = jūrmylės. Zenitinį atstumą preciziškai tiksliai sunku nustatyti, nes siūbuojančiame laive nelengva surasti vertikalią kryptį. Daug lengviau išmatuoti kampą tarp žvaigždės ir horizonto. Šis svarbus kampas jūreivystės astronomijoje vadinamas šviesulio aukščiu (H arba h). Sekstantu pamatuotas šviesulio aukštis vertikalioje plokštumoje yra kampas tarp šviesulio ir horizonto. Šviesulio aukštis – tai astronominių koordinačių horizontinės sistemos koordinatė – šviesulio kampinis nuotolis nuo matematinio horizonto, skaičiuojamas į abi puses nuo horizonto (nuo 0° iki 90°): teigiamas – zenito kryptimi, neigiamas – nadyro. Iš brėžinio (1.12.7 pav.) matome, kad zenitinis atstumas lygus 90º, atėmus žvaigždės aukštį (ZN = 90° – ho). Dabar jau žinome, kaip apskaičiuoti ZN, remiantis sekstantu atliktais matavimais. Tačiau nustatytų žvaigždės ZN ir GP nepakanka, norint tiksliai nustatyti laivo vietą. Turėdami šiuos duomenis, galime teigti, kad laivo padėtis yra didelis apskritimas su centru, kuris yra žvaigždės 38 GP, o jo spindulys lygus zenitiniam nuotoliui. Toks apskritimas vadinamas laivo padėties apskritimu (LPA) (1.12.8 pav.). 1.12.8 pav. LPA, nubrėžtas iš GP taško ZN spinduliu Laivavedys, esantis bet kuriame šio apskritimo taške, stebės žvaigždę tame pačiame aukštyje, skirsis tik azimutas. Norėdami šį nuotolį (ZN) nustatyti, konvertuojame jį į jūrmyles. Pavyzdžiui, mūsų observuotas aukštis ho = 50°, tai ZN bus 40° (90° – ho), konvertavę jį į jūrmyles (ZN x 60) gausime 2400 jūrmylių. Negalime tiksliai nustatyti krypties, kur yra žvaigždės GP, tam reikia žinoti azimutą, kuris nurodytų mūsų buvimo vietą apskritime. Galima būtų pasinaudoti kompasu, deja, kompaso tikslumas sprendžiant jūreivystės astronomijos uždavinius netenkina. Kitas būdas – nubrėžti du ar daugiau apskritimų dangaus kūnams ir stebėti, kur jie kirs vienas kitą. Deja, nubrėžti tokių didelių apskritimų neįmanoma. Siekdami išspręsti šią problemą, galime laivo vietą nuspėti, t. y. numatyti vadinamąją tariamąją vietą (SV). Tada, remdamiesi „Jūreivystės metraščiu“, galime apskaičiuoti šviesulio aukštį (ha) tam tikru laiku. Jį galime palyginti su observuotu aukščiu 39 (ho) – tai sekstantu pamatuotas šviesulio aukštis, pakoreguotas paklaidomis. Skirtumas yra paklaida (delta) Δ = ho – ha, mūsų tariamosios laivo vietos prielaidos žvaigždės kryptimi. Δ kryptis gali būti į žvaigždę arba nuo jos. Žvaigždės GP yra tūkstančiai jūrmylių nuo mūsų laivo vietos. Laivo padėties apskritimas yra labai didelis, o mus domina jo mažytis gabalėlis, esantis greta mūsų laivo padėties, todėl jis gali būti laikomas tiesia linija, kuri bus statmena žvaigždės azimutui. Ši linija vadinama laivo padėties linija (LPL) (1.12.9 pav.). 1.12.9 pav. LPL braižymo metodas Pasinaudojome prielaida – tariamoje vietoje pamatuoti žvaigždės aukštį tam tikru laiku, kad nubrėžtume laivo padėties liniją. Dabar jau žinome, kad mūsų laivo vieta yra vienas iš šios linijos (LPL) taškų. Siekiant šį tašką nustatyti, galima nubrėžti LPL kitai žvaigždei. Taškas, kuriame laivo padėties linijos susikirs, bus mūsų laivo vieta – observuota laivo vieta (OV). Paprastai laivavedys, norėdamas nustatyti tikslią laivo vietą, turėtų atlikti dar vienos žvaigždės stebėjimą. Kadangi matavimai savaime yra nevisiškai tikslūs, trys linijos tikriausiai nesusikirs viename taške, o bus nedidelis trikampis. Mūsų observuota vieta bus šiame trikampyje (1.12.10 pav.). 40 1.12.10 pav. Trijų LPL susikirtimas ir OV nustatymo būdas trikampio centre Kuo mažesnis trikampis, tuo tiksliau apdorojome žvaigždės duomenis. Paprastai manome, kad mūsų laivo vieta yra šio trikampio centre. Nagrinėdami 1.12.11 paveikslą matome, kad trys padėties apskritimai, nubrėžti iš centrų GP1, GP2 ir GP3, susikerta viename taške. 1.12.11 pav. Trys LPA su centais GP1, GP2, GP3 41 Remdamiesi aukščiau aprašyta LPL brėžimo metodika, galime nubrėžti tris laivo padėties linijas (LPL1, LPL2, LPL3), jų susikirtimo vieta bus observuota laivo vieta (1.12.10 pav.). Jūreivystės astronomijoje, kaip įprasta, LPL nustatymas apima: žvaigždės GP skaičiavimą (GVK ir d), remiantis „Jūreivystės metraščiu“, navigacinio trikampio (1.2 pav.), kurį sudaro Žemės polio (P), žvaigždės (GP) ir tariamosios laivo vietos (SV) kampai, sprendimą. Šiuo sprendimu nustatome apskaičiuotą žvaigždės aukštį (ha), pusapskritiminį azimutą (Ap) ir apskritiminį azimutą (Aap). Skirtumas (Δ), tarp apskaičiuoto (ha) ir observuoto aukščių (ho), išreikštas laipsnio minutėmis, yra atstumas tarp laivo padėties linijos ir tariamosios laivo padėties, tai mūsų paklaidos įvertis (nuokrypis). Jo kryptis gali būti į žvaigždę ir nuo žvaigždės. Jūreivystės astronomijos uždavinius galime spręsti naudodami programinę įranga. Šiuo atveju žvaigždės GP ir navigacinis trikampis bus apskaičiuoti pagal kompiuterinėje programoje esamas formules. Viskas, ką jums reikės padaryti, tai įvesti sekstantu pamatuotą (paklaidomis pakoreguotą) šviesulio aukštį, datą, GVL, žvaigždės pavadinimą ir tariamosios laivo vietos koordinates (, λ). 1.13. Observuotos laivo vietos nustatymas Jei laivavedžiai naudoja navigacinę programinę įrangą observuotai laivo vietai nustatyti, jiems nereikės braižyti laivo padėties linijų, nes kompiuteriu galės apskaičiuoti observuotos laivo vietos koordinates, kurias reikės perkelti į jūrlapį. Pažiūrėkime, kaip tai daroma be kompiuterio, rankiniu būdu (1.13.1 pav.), naudojant pieštuką ir jūrlapį: 1. Pažymime laivo SV. 2. Lygiagrečiąja liniuote per SV tašką brėžiame žvaigždės azimuto liniją. 3. Ant šios linijos nuo SV taško žvaigždės kryptimi žymime atkarpą Δ, jeigu Δ+, arba priešinga kryptimi, jeigu Δ-. 4. Per deltos galą, statmenai azimutui, brėžiame laivo padėties liniją (LPL). 5. LPL susikirtimo taškas – laivo observuota vieta (OV). 42 1.13 pav. Observuotos laivo vietos (OV) nustatymo būdas, brėžiant tris laivo padėties linijas (LPL1, LPL2, LPL3) 1.14. Sekstantas Laivavedžiams, sprendžiantiems astronominius ir navigacinius uždavinius, reikia išmatuoti kampus tarp įvairių objektų. Kadangi laivai jūroje visada siūbuoja, naudoti prietaisus, kurie naudojami žemėje, nėra galimybės. XVIII a. antrojoje pusėje laivavedyboje kampiniams matavimams atlikti pradėta naudotis specialiu prietaisu, kuris buvo pagamintas remiantis šviesos atspindžio dėsniais ir leido nustatyti matuojamą kampą laikant jį rankose. Kampamatis pavadintas sekstantu (lot. sextans – šeštadalis), nes jis turi 1/6 apskritimo ilgio limbą. Laivuose būna įvairiose šalyse pagamintų sekstantų, kurie pagal konstrukcijas labai mažai skiriasi, todėl juos naudoti darbe nebus sunku. Sekstanto, naudojamo jūreivystės astronomijos navigacijoje, principinė schema pateikta 1.14.1 paveiksle. 43 1.14.1 pav. Principinė sekstanto schema Paveiksle matome, kad sekstanto okuliaras sujungtas su mažuoju veidrodėliu ir pritvirtintas prie rėmo. Veidrodėlis yra dviejų dalių: viena permatoma, pro ją navigatorius gali tiesiogiai stebėti horizontą; kita dalis – mažasis veidrodėlis, atspindintis šviesulį, kurį stebite, iš didžiojo veidrodėlio. Didysis veidrodėlis pritvirtintas ant alidadės. Atlikdami matavimus keičiate kampą tarp veidrodėlių. Pamatuotą šviesulio aukštį nuskaitote nuo sekstanto skalės. Kad pamatuotas aukštis būtų tiksliai nuskaitytas, prie alidadės pritvirtintas būgnelis, padedantis tiksliau nuskaityti šviesulio aukštį. Nuo sekstanto skalės nuskaitomi laipsniai, nuo būgnelio – minutės ir jos dešimtadaliai. Sekstantas turi du šviesos filtrų komplektus, kad būtų galima sumažinti šviesos poveikį ir apsaugoti akis stebint Saulę bei horizonto atspindį. 44 1.14.2 pav. Navigacijoje naudojamo sekstanto sandara Tipinio navigacinio sekstanto sandara (1.14.2 pav.): 1. Rėmas. 2. Rankena jį laikyti. 3. Limbas. 4. Sekstanto skalė. 5. Alidadė. 6. Atskaitos ir fiksavimo įtaisas. 7. Atskaitos būgnas. 8. Didinamasis stiklas. 9. Šviesos filtrai. 10. Mažasis veidrodėlis. 11. Didysis veidrodėlis. 12. Naktinis okuliaras. 13. Dieninis okuliaras. Stebėdami šviesulį pro sekstanto okuliarą, matysite vaizdą, kuris bus padėtyje, kuri 1.14.3 paveiksle pažymėta geltona spalva. 45 1.14.3 pav. Šviesulio judėjimo trajektorija nustatant tikslų jo aukštį Norint užfiksuoti tikslius sekstantu pamatuotus duomenis, reikia jį laikyti vertikaliai. Labai lengvai siūbuodami sekstantą apie okuliaro ašį turite stebėti vaizdelį, kaip parodyta 1.14.3 paveiksle, kad šviesulys judėtų brėždamas nedidelį lanką, liesdamas horizonto liniją ir būdamas okuliaro centre. Šiek tiek pasiūbavus sekstantą apie savo ašį, kai juodas šviesulys apatine dalimi palies horizonto liniją, reikės užfiksuoti pamatuotą kampą ir nuskaityti sekstanto rodmenis. 1.15. Aukščio matavimo koregavimas Prieš naudojant sekstantu pamatuotą šviesulio aukštį, būtina pakoreguoti paklaidas, kad nustatytume observuotą – tikrąjį aukštį. Paklaidas sudaro: 1. Sekstanto indeksas. 2. Akies aukštis virš jūros lygio. 3. Atmosferinė refrakcija. 4. Nestandartinės atmosferos sąlygos. 5. Horizontinis paralaksas (Mėnuliui). 6. Šviesulio pusskersmuo (Saulei ir Mėnuliui). Dauguma šių paklaidų priklauso nuo pasirinkto šviesulio. Paklaidas galima nustatyti iš „Jūreivystės metraštyje“ pateiktų lentelių (A2, A3, A4 ir papildomos lentelės Mėnuliui: p. xxxiv, xxxv). Sekstanto indekso paklaidą (i) sudaro sekstanto skalės suderinimo netikslumas. Norint ją nustatyti, pirmu veiksmu nustatome sekstanto skalės rodmenis: 0, 0’ ir 0 dešimtųjų (1.15.1 pav.). 46 1.15.1 pav. Nustatytas alidadės rodmuo 0, atskaitos ir fiksavimo ratuko rodmuo – 0 Kitu veiksmu sekstantą nukreipiame į horizonto liniją. Stebime du kartus atspindėto ir tiesiogiai regimo horizonto vaizdą, kurį matome kaip laužtą liniją (1.15.2 pav.). 1.15.2 pav. Sekstanto okuliare matoma laužta horizonto linija 47 Trečiuoju veiksmu pasukame atskaitos ir fiksavimo ratuką sugretindami du kartus atspindėtą ir tiesiogiai regimą horizonto atvaizdus (1.15.3 pav.). Kai horizontai sugretinti į tiesią liniją, nuskaitome nuo limbo indekso rodmenį (ip). Apskaičiuojame indekso pataisą pagal formulę: i = 0 (360) – ip. Analogiškai indekso paklaida nustatoma pagal žvaigždės stebėjimus. Indekso paklaida gali būti teigiama arba neigiama. 1.15.3 pav. Į vieną liniją sugretinti du horizonto atvaizdai Indekso pataisos nustatymo pagal Saulę būdas turi privalumą, lyginant su kitais skaičiavimais, nes apdorodami stebėjimų duomenis kontroliuojame jų tikslumą. Skirtumas tarp didesnio ir mažesnio indeksų rodmenų ip1 – ip2 = 4R yra suketverintas pamatuotas Saulės spindulys, kurį reikia palyginti su suketverintu Saulės spinduliu (Pd) iš „Jūreivystės metraščio“ (puslapio apatinėje dalyje, po GVK). Jeigu skirtumas tarp jų neviršija 0,4, tai rodo, kad stebėjimai buvo atlikti kokybiškai ir indekso pataisa teisinga, jeigu viršija, stebėjimus reikia kartoti: Prieš pradėdami stebėti Saulę sekstante uždedame skirtingų spalvų šviesos filtrus. 48 Sekstanto astronominį stebėjimo okuliarą nukreipiame į Saulę. Sukdami atskaitos ir fiksavimo ratuką sugretiname du kartus atspindėtą bei tiesiogiai regimą atvaizdus vienu kraštu (1.15.4 pav.) ir nuskaitome indekso rodmenį ip1 (1.15.5 pav.). 1.15.4 pav. Sugretiname vienu kraštu dukart atspindėtą ir tiesiog matomą vaizdus 1.15.5 pav. Nuskaitome limbo indekso rodmenis (ip1 = 360 33,2) 49 Sukdami atskaitos ir fiksavimo ratuką sugretiname du kartus atspindėtą ir tiesiogiai regimą vaizdus kitu kraštu (1.15.6 pav.) ir nuskaitome indekso rodmenį ip2 (1.15.7 pav.). 1.15.6 pav. Dukart atspindėtą ir tiesiogiai matomą vaizdus sugretiname kitu kraštu 1.15.7 pav. Limbo indekso rodmenų nuskaitymas (ip2 = 359 29,3) 50 Saulės indekso pataisą apskaičiuojame pagal formulę (7): i = 360 – 3600 33,2 3590 29,3 ip1 ip 2 = 360 – = -1,2. 2 2 (7) Nuo tiltelio laivavedžio regimo šviesulio aukštis didesnis, nei būtų jūros lygyje. Ši paklaida vadinama akies aukščio paklaida (Δe) (1.15.8 pav.). Akies aukščio paklaidos dydis priklauso nuo stebėtojo vietos aukščio virš jūros lygio: kuo aukščiau yra stebėtojas, tuo didesnė paklaida. Ji visada būna neigiama. Akies aukščio paklaidą galime nustatyti iš „Jūreivystės metraščio“ lentelių (A2 lentelė). 1.15.8 pav. Akies aukščio paklaidos (Δe) sąvoka Atmosferinės refrakcijos paklaida (Δhr) – tai Žemės atmosferos reiškinys, kai šviesos spindulio kelias, einantis nuo šviesulio, dėl atmosferos sluoksnio, dengiančio Žemės paviršių, nukrypsta nuo tiesioginės krypties (1.15.9 pav.). 51 1.15.9 pav. Atmosferinės refrakcijos sąvoka Refrakcijos paklaida visada būna neigiama. Jos dydis priklauso nuo šviesulio aukščio. Šviesuliui esant zenite (90), ji lygi 0, šviesulio aukščiui mažėjant, ji didėja. Refrakcijos paklaidą galima nustatyti iš „Jūreivystės metraščio“ lentelės A2. Nestandartinėmis atmosferos sąlygomis naudojama papildoma pataisų lentelė A4. Sekstantu pamatuoto aukščio pataisų lentelės apskaičiuotos standartinėms atmosferos sąlygoms (slėgiui p = 1013,25 hPa, temperatūrai t = 15). Paralaksas – tai kampas tarp spindulių nuo šviesulio iki Žemės centro ir nuo šviesulio iki stebėtojo. Šis kampas yra prielaida, nes jis labai mažas ir naudojamas tik stebint Mėnulį bei dangaus kūnus, kurių nuotoliai erdvėje santykinai nedideli. Jis dar vadinamas aukščio paralaksu (Pa) (1.15.10 pav.). 52 1.15.10 pav. Paralakso sąvoka stebint apatinį Mėnulio kraštą (paralaksas = d – r) Horizontinis paralaksas – tai šviesulio geocentrinis paralaksas, kai jis būna horizonte, arba šviesulio kampas, esantis priešais Žemės spindulį. Geocentrinis paralaksas – tai šviesulio paralaksas esant bet kokiame aukštyje. Šis terminas vartojamas siekiant atskirti nuo horizontalaus paralakso sąvokos, kai šviesulys būna horizonte. Horizontinio paralakso paklaida būna didžiausia, kai šviesulys stebimas horizonte, ir lygi nuliui, kai šviesulys stebimas zenite. Didžiausią paralakso paklaidą turi Mėnulis – ~ 58’, Saulė – ~ 9’’, kitų šviesulių paralaksų paklaidos esminės reikšmės sprendžiant jūreivystės astronomijos uždavinius neturi. Artimiausių planetų Marso ir Veneros paralakso paklaidą galima nustatyti iš „Jūreivystės metraščio“ lentelės A2, Mėnulio paralakso aukščio paklaidą – iš „Jūreivystės metraščio“ lentelių, kurios yra puslapiuose xxxiv ir xxxv. Pusskersmuo – tai pusė navigatoriaus regimo šviesulio disko stebimo kampo. Sekstantu pamatuoti Saulės ir Mėnulio aukščiai turi būti pakoreguoti pusskersmens paklaidomis, išskyrus atvejus, kai 53 matavimai atlikti nuo šviesulio centro. Pusskersmens paklaidą būtina taikyti, skaičiuojant observuotą šviesulio aukštį. 1.15.11 pav. Saulės pusskersmens sąvoka „Jūreivystės metraščio“ lentelėse pateikti duomenys apskaičiuoti nuo šviesulių centrų (1.15.11 pav.). Tačiau atlikdami Saulės arba Mėnulio aukščio matavimus, lengviau ir tiksliau galime pamatuoti jų apatinį arba viršutinį kraštą. Žinome, kad aukščio paklaidos turi būti apskaičiuotos nuo šviesulio centro. Paklaidos Saulei ir Mėnuliui vadinamos pusskersmens paklaidomis (ΔPd). Navigatoriai paprastai matavimams naudoja šviesulio apatinį kraštą (limbą), bet retkarčiais – ir viršutinį limbą. Pd paklaida per metus kinta, nes Žemės orbita yra elipsės formos. Pd paklaidos duomenis galima nustatyti iš „Jūreivystės metraščio“ dieninių puslapių (apačioje). 54 Klausimai: 1. Išvardykite ir apibūdinkite pagrindinius dangaus sferos elementus. 2. Išvardykite dažniausiai sprendžiamus uždavinius, naudojant navigacinį (paralaksinį) trikampį. 3. Išvardykite ir apibūdinkite pagrindinius regimojo judėjimo nuo Žemės sukimosi orbitoje, Žemės sukimosi aplink savo ašį ir kitų kūnų atžvilgiu reiškinius. 4. Paaiškinkite pagrindinius reiškinius, kurie apibūdina kalendoriaus ir laiko sąsają. 5. Išvardykite pagrindinius dangaus sferos elementus. 6. Apibūdinkite ir išvardykite pagrindinius pirmosios pusiaujinės koordinačių sistemos elementus. 7. Apibūdinkite ir išvardykite pagrindinius antrosios pusiaujinės koordinačių sistemos elementus. 8. Apibūdinkite ir išvardykite pagrindinius horizontinės koordinačių sistemos elementus. 9. Kokia yra žvaigždžių ieškiklio sandara? 10. Išvardykite ir apibūdinkite pagrindinius žvaigždžių ieškikliu sprendžiamus uždavinius 11. Išvardykite pagrindines sekstanto dalis. 12. Išvardykite ir apibūdinkite pagrindinius sekstanto patikrinimus. 55 2. „JŪREIVYSTĖS METRAŠČIŲ“ PASKIRTIS Navigacijoje pagal žvaigždes būtina tiksliai nustatyti stebimų dangaus kūnų geografinę padėtį. Šiuos duomenis galima surasti „Jūreivystės metraščiuose“. Čia pateikta astronominė informacija pritaikyta laivavedžių poreikiams. Informacija metraštyje pateikta 0,1' lanko laipsnio ir 1 laiko sekundės tikslumu. Nurodyti Saulės, Mėnulio, planetų ir 173 žvaigždžių GVK bei deklinacija, duotos pataisos, kurių reikia norint matuojamus dydžius paversti tikraisiais. „Virtualusis metraštis“ – tai kompiuterio programa, kuri ne tiktai pateikia duomenis kiekvienai dienai, bet ir sprendžia su saulėtekiu, saulėlydžiu ir sutemomis susijusius uždavinius, numato vaizdą, žinant kursą ir greitį (yra ir kompiuterinis žvaigždžių nustatymas, nukreiptas į stebėtojo zenitą), apskaičiuoja plaukimo didžiuoju ratu ir loksodrama kursus, remiantis dangaus stebėjimų rezultatais, kompaso pataisą ir pateikia išsamius duomenų apdorojimo uždavinių sprendimus, įskaitant kompiuterinį diagramų braižymą ir laivo observuotos vietos analizę. Šiandien tokių metraščių, sukurtų įvairiose šalyse, yra įvairių formatų. 2.1. „Jūreivystės metraštis“ Didžioji „Jūreivystės metraščio“ dalis skirta valandinėms Grinvičo valandinio kampo (GVK) ir deklinacijos (d) lentelėms kiekvienai metų dienai. Kairiajame puslapyje iš eilės einančiuose stulpeliuose nurodytas Avino taško GVK, Veneros, Marso, Jupiterio ir Saturno GVK bei d 1' lanko laipsnio tikslumu. Kiekvienoje atverstinių puslapių poroje informacija pateikiama trims dienoms: 57 žvaigždžių žvaigždinis valandinis kampas (ŽVK) ir d. Saulės ir Mėnulio GVK bei d, Mėnulio horizontalusis paralaksas (HP) pateikti dešiniajame puslapyje. Nurodyti v ir d dydžiai interpoliacijai palengvinti. Dydis v – tai skirtumas tarp faktinio GVK pokyčio per 1 valandą ir pastovaus 56 dydžio, naudojamo interpoliacijos lentelėse, d yra deklinacijos pokytis per 1 valandą. Dydžiai v ir d apskaičiuoti 0,1' tikslumu. Į dešinę nuo Mėnulio duomenų nurodytas saulėtekio, saulėlydžio ir navigacinių bei civilinių sutemų vidutinis vietos laikas (VVL) platumoms nuo 72°N iki 60°S. Mėnulio patekėjimo ir nusileidimo VVL tose pačiose platumose nurodytas kiekvienai iš trijų dienų, kurioms pateikta informacija, ir kitai (ketvirtai) dienai. Stulpelio viršuje nurodytas kiekvienos planetos ryškis 12:00 pasauliniu laiku (TG). Grinvičo dangaus dienovidinio kirtimas pasauliniu laiku nurodytas kaip „Mer.Pass.“. Šis dydis pavasario lygiadienio trijų dienų viduriui pateiktas Avino stulpelio apačioje 0,1' tikslumu. Planetų vidurdienio tranzito laikas nurodytas suapvalinant iki artimiausios pilnos minutės, ŽVK (00:00 vidurdienį universaliu laiku) – 0,1' tikslumu po žvaigždžių sąrašo. Saulės ir Mėnulio tranzito laikai, suapvalinti iki pilnos minutės, nurodyti kiekvienai dienai. Mėnuliui nurodytas viršutinio ir apatinio tranzito laikas. Ši informacija pateikta po informacijos apie saulėtekį, saulėlydį ir sutemas. Duota ir laiko išlyginimo reikšmė 0 val. ir 12 val., Mėnulio amžius ir fazė. Laiko išlyginimo reikšmė duota nenurodant ženklo, suapvalinant iki 1 sekundės. Mėnulio amžius nurodytas pilnomis dienomis. Fazė nurodyta simboliu. Prieš pagrindinę lentelę yra religinių ir valstybinių švenčių sąrašas, mėnulio fazės, kalendorius, informacija apie užtemimus tais metais, pastabos ir diagrama, suteikianti informacijos apie planetas. Po pagrindinės lentelės pateikti paaiškinimai ir pavyzdžiai. Toliau yra keturi puslapiai apie standartinį laiką (laiko juostų aprašymai), tada žvaigždėlapiai, po jų – 173 žvaigždžių, išdėstytų didėjančio ŽVK tvarka, sąrašas. Į sąrašą įtrauktos žvaigždės, paminėtos dienų puslapiuose. Sąraše nurodytas ŽVK ir d kiekvieną mėnesį, žvaigždės ryškis. Žvaigždės išvardytos Bujerio pavadinimais, kartu nurodant ir populiarų pavadinimą, jei toks yra. Po žvaigždžių sąrašo seka Šiaurinės žvaigždės lentelės, kur nurodytas azimutas ir taikytinos pataisos observuojamam aukščiui, norint apskaičiuoti platumą ir kompaso pataisą. Po Šiaurinės žvaigždės lentelės yra skyrius, kuriame pateikiamos formulės ir pavyzdžiai, kaip naudoti metraščio duomenis, skaičiavimai, reikalingi duomenims 57 apdoroti ir vietos nustatymo metodas – visi šie duomenys naudojami skaičiuojant skaičiuotuvu arba kompiuteriu. Toliau pateiktos sutrumpintos duomenų apdorojimo lentelės su paaiškinimais, kaip jais naudotis, ir pavyzdžiais. Jos naudojamos tada, kai neturima tradicinių duomenų apdorojimo lentelių. Sutrumpintų lentelių duomenų tikslumas – viena lanko minutė. Toliau pateikta lanko vienetų pavertimo laiko vienetais lentelė, tada – 30-ies puslapių lentelė „Prieaugiai ir pataisos“, naudojama GVK ir d reikšmėms interpoliuoti. Kad būtų lengviau surasti, ši lentelė atspausdinta ant spalvoto popieriaus. Toliau pateiktos lentelės saulėtekio, saulėlydžio ir sutemų interpoliacijai atlikti (puslapis xxxii, puslapyje xxxiii – 57 metraščio dienų puslapiuose išvardytų žvaigždžių lentelės: viena – abėcėlės, kita – mažėjančio ŽVK tvarka). Mėnulio aukščio paklaidų nustatymo lentelės – puslapiuose xxxiv ir xxxv. Metraščio pradžioje pateiktos lentelės A2 ir A3 sekstantu pamatuoto aukščio pataisoms nustatyti: Saulės, žvaigždžių, planetų ir stebėtojo akies aukščio pataisa (e). Lentelėje A4 pateikta informacija papildomai pataisai nustatyti, žinant nestandartinę temperatūrą ir atmosferos slėgį. 2.2. „Jūreivystės metraščio“ duomenų apibūdinimas Laikas, naudojamas metraštyje kaip įvesties argumentas, yra 12v plius vidutinės Saulės GVK ir žymimas kaip pasaulinis laikas (PL) arba TG (angl. Universal time – UT). Pagrindinę metraščio informaciją sudaro duomenys, kuriais remiantis galima apskaičiuoti GVK ir visų dangaus kūnų deklinaciją bet kuriuo TG momentu. VVK apskaičiuojamas pagal formules (7), (8): VVK = GVK + E ilguma; (7) VVK = GVK – W ilguma. (8) Saulei, Mėnuliui ir keturioms navigacinėms planetoms GVK ir d „Jūreivystės metraštyje“ nurodyta kiekvienai pilnai GVL valandai 58 visiems metams. Žvaigždėms ŽVK yra duotas, o GVK apskaičiuojamas pagal formulę: GVK = GVK + ŽVK. (9) Žvaigždžių ŽVK ir d keičiasi lėtai, todėl, jei nereikia didelio tikslumo, juos galima laikyti pastoviais dydžiais keleto dienų ar net mėnesių laikotarpiu. „Jūreivystės metraštyje“ GVK arba pavasario lygiadienio GVK apskaičiuotas kiekvienai valandai. „Jūreivystės metraštyje“ dieninių puslapių apatinėje dalyje duotos pataisos dydžiui v – skirtumui tarp faktinio GVK pokyčio per vieną valandą ir pastovaus dydžio, taip pat dydis d – deklinacijos pokytis per vieną valandą. „Jūreivystės metraštyje“ v visada teigiamas, išskyrus atvejus, kai prie jo parašytas minuso (-) ženklas. Tai pasitaiko tiktai Veneros atveju. Saulei nurodyti GVK dydžiai yra pakoreguoti, siekiant iki minimumo sumažinti pataisą, kuri atsiranda kai v laikomas nereikšmingu dydžiu. Saulei dydis v nėra duotas. Pateiktos d reikšmės neturi ženklo: yra teigiamas, kai deklinacija didėja, ir neigiamas, kai ji mažėja. v ir d reikšmių ženklai perduodami su jais susijusiai pataisai. 2.3. GVK ir d skaičiavimas 2.3.1. Saulės „Jūreivystės metraštyje“ atverskite dienos puslapio lentelę ir prieš jūsų stebėjimų pilnos valandos skaičių, duotą GVL, išskyrus tuos atvejus, kai tikslus laikas yra pilna valanda, suraskite lentelėje duotą GVK ir d reikšmę. Užsirašykite d reikšmę, duotą deklinacijos stulpelio apačioje. Tada prieaugių ir pataisų lentelėje suraskite GVL minučių skaičių. Jeigu laikas nuo pilnos valandos skiriasi tik sekundėmis, imkite ankstesnę pilną minutę. Eilutėje, kuri atitinka GVL sekundes, suraskite reikšmę Saulės ir planetų stulpelyje. Pridėkite ją prie GVK reikšmės, paimtos iš dienos puslapio. Taip gausite saulės GVK. Toliau įeikite į koregavimo lentelę tai pačiai minutei su d reikšme ir suraskite pataisą. Suteikite jai d reikšmės ženklą ir pritaikykite ją deklinacijai, kuri paimta iš dienos puslapio. Taip gausite deklinaciją. Saulės GVK 59 pataisų lentelė pagrįsta 15º per val. pokyčiu, tai vidutinis metinis dydis. Daugeliu atveju pokytis šiek tiek skiriasi. Nedidelę pataisą sumažina lentelės reikšmių koregavimas. Reikšmė d lygi deklinacijos pokyčiui tarp 12.00 ir 13.00 valandos – vidurdienį, iš puslapyje esančių trijų dienų. 2.3.2. Mėnulio „Jūreivystės metraštyje“ įveskite į dienos puslapio lentelę pilną valandą prieš duotą GVL, išskyrus tuos atvejus, kai tikslus laikas yra pilna valanda, ir suraskite lentelėje duotą GVK bei d reikšmę. Užsirašykite atitinkamas v ir d reikšmes, kurios pateiktos toje pačioje eilutėje, ir nustatykite d reikšmės ženklą. Mėnulio v reikšmė visada teigiama (+), todėl metraštyje nenurodytas joks ženklas. Prieaugių ir pataisų lentelėje suraskite GVL minučių skaičių, o GVL sekundžių eilutėje – GVK (iš Mėnulio stulpelio). Tada prieaugių ir pataisų lentelėje tai pačiai minutei su v reikšme suraskite pataisą. Pridėkite abi šias pataisas prie GVK, kuris paimtas iš dienos puslapio. Taip gausite Mėnulio GVK. Prieaugių ir pataisų lentelėje tai pačiai minutei su d reikšme suraskite pataisą. Suteikite šiai pataisai d reikšmės ženklą ir pritaikykite ją deklinacijai, kuri paimta iš dienos puslapio. Gausite deklinaciją. Mėnulio GVK prieaugių ir pataisų lentelė pagrįsta minimaliu Mėnulio GVK didėjimu, 14 19,0' per val. Pataisa v padeda nustatyti faktinį padidėjimą. Reikšmė v – skirtumas tarp minimalaus ir faktinio padidėjimo per valandą, kuri yra po lentelėje duoto laiko. Reikšmė d lygi deklinacijos pokyčiui per valandą, kuri yra po lentelėje duoto laiko. 2.3.3. Planetų „Jūreivystės metraštyje“ įveskite į dienos puslapio lentelę pilną valandą prieš duotą GVL, išskyrus tuos atvejus, kai tikslus laikas savaime yra pilna valanda, suraskite lentelėje duotą GVK ir d reikšmę. Užsirašykite v reikšmę, duotą kiekvieno iš šių stulpelių apačioje. Toliau eikite į prieaugių ir pataisų lentelę GVL minutėms, o GVL sekundžių eilutėje suraskite GVK pataisą iš Saulės ir planetų stulpelio. 60 Tada įveskite į prieaugių ir pataisų lentelę v reikšmę ir suraskite pataisą, suteikdami jai v reikšmės ženklą. Pridėkite pirmąją pataisą prie GVK iš dienos puslapio ir susumuokite su antrąja pataisa, atsižvelgdami į jos ženklą. Taip gausite GVK. Tada įeikite į prieaugių ir pataisų lentelę tai pačiai minutei su d reikšme ir suraskite pataisą. Suteikite šiai pataisai d reikšmės ženklą. Pridėkite ją prie deklinacijos, kuri paimta iš dienos puslapio, gausite deklinaciją duotuoju laiku. Planetų GVK prieaugių ir pataisų lentelė pagrįsta vidutiniu Saulės greičiu – 15º per valandą. Reikšmė v – tai skirtumas tarp 15º ir planetos GVK pokyčio tarp 12.00 ir 13.00 valandos – vidurdienio, iš trijų puslapyje esančių dienų. Venera yra vienintelis iš metraštyje nurodytų šviesulių, turintis neigiamą v reikšmę. 2.3.4. Žvaigždžių Jeigu GVK ir deklinacijos lentelės būtų duotos atskirai kiekvienai navigacinei žvaigždei, metraščiai būtų keletą kartų storesni. Kadangi žvaigždžių laiko valandinis kampas ir deklinacija yra beveik pastovūs keletą dienų (0,1' tikslumu) arba mėnesių (1' tikslumu), atskirų lentelių nereikia. Vietoj to dienos puslapiuose duotas pavasario lygiadienio GVK, nuo kurio matuojamas ŽVK, o kiekvienai atverstinei „Jūreivystės metraščio“ puslapių porai duotas vienas ŽVK ir deklinacijos reikšmių sąrašas. GVK surandamas panašiai kaip Saulės, Mėnulio ir planetų. „Jūreivystės metraštyje“ įveskite į dienos puslapio lentelę pilną valandą prieš duotą GVL, išskyrus tuos atvejus, kai tikslus laikas savaime yra pilna valanda, ir suraskite Avino GVK. Taip pat užsirašykite iš lentelės ŽVK ir d žvaigždei iš sąrašo, kuris yra kairiojo dienos puslapio dešinėje pusėje. Tada prieaugių ir pataisų lentelėje GVL minutėms GVL sekundžių eilutėje suraskite GVK pataisą iš Avino taško stulpelio. Pridėkite šią pataisą ir žvaigždės ŽVK prie GVK, kuris paimtas iš dienos puslapio, tada suraskite žvaigždės GVK duotuoju laiku. 173 žvaigždžių, įskaitant Šiaurinę žvaigždę ir 57 žvaigždes, išvardytas dienų puslapiuose, ŽVK ir d nurodyti kiekvieno mėnesio viduriui. Žvaigždei, kuri neįtraukta į dienų puslapius, tai yra vienintelis šios informacijos šaltinis metraštyje. Įprastiniams naviga61 cijos tikslams interpoliacijos šioje lentelėje nereikia, bet kartais jos prireikia norint gauti tikslesnius rezultatus. Sužinoję jūreivystės astronomijos pagrindus, galite pereiti prie uždavinių elementų sprendimo laivo vietai nustatyti. Klausimai: 1. „Jūreivystės metraščio“ paskirtis ir sandara. 2. Pagrindiniai „Jūreivystės metraščio“ duomenys. 3. Kokius uždavinius galima spręsti remiantis „Jūreivystės metraščiu“. 4. Pagrindiniai skirtumai skaičiuojant Saulės, Mėnulio, planetų ir žvaigždės GVK bei d. 62 3. PRAKTINIAI JŪREIVYSTĖS ASTRONOMIJOS UŽDAVINIAI, JŲ SPRENDIMO BŪDAI Praktinėje uždavinių sprendimo dalyje pateikti uždaviniai ir jų sprendimo pavyzdžiai, kurie bus naudingi studentams ir laivavedžiams praktinėje laivybos veikloje, nustatant observuotą laivo vietą. Pateikti uždaviniai atitinka „Jūreivystės astronomijos“ studijų programos reikalavimus. Užduočių tikslas: gebėti naudotis „Jūreivystės metraščiu“ praktiniame darbe; gebėti spręsti uždavinius žvaigždžių ieškikliu; gebėti apskaičiuoti GK paklaidą; gebėti įvairiais jūreivystės astronomijos būdais nustatyti laivo vietą; ugdytis praktinius įgūdžius sprendžiant uždavinius; gebėti nustatyti vidutinę kvadratinę ir observuotos laivo vietos paklaidas. Ši dalis parengta, remiantis „Jūreivystės lentelėmis“ (JL) NP 401 ir „Jūreivystės metraščiu“ (JM) NP 314-09, kurie naudojami Europos ir Amerikos šalyse, taikant praktinius uždavinių sprendimo metodus. Laivo padėties nustatymas atviroje jūroje buvo viena pagrindinių laivavedžiams gerai žinomų problemų antrojoje XVIII a. pusėje. Laivo platumą buvo gana lengva apskaičiuoti stebint Šiaurinę žvaigždę, tuo tarpu apskaičiuoti laivo ilgumą buvo gerokai sunkiau, nes skaičiuotas ne tik Saulės aukštis, reikėjo žinoti ir tikslų laiką (1 sekundės tikslumu) – ne observatorijose, o laivui esant jūroje. Kilnojamojo, tikslaus laikrodžio išradimas pirmiausia sudomino konkuruojančias jūrines šalis: Ispaniją, Portugaliją, Angliją, Prancūziją ir kt. Ilgumos skaičiavimo problema išspręsta, kai John Harrison Anglijoje pagamino kelis chronometrus (1730–1763), Pierre LeRoy Prancūzijoje – pagerintą chronometrą (1766). Kapitonas James 63 Cook, tyrinėdamas Ramųjį vandenyną, įrodė navigacinių prietaisų tikslumą ir patikimumą. John Harrison iš ketvirto karto sukūrė jūrinį chronometrą, vadinamą „H4“ (1759). Tai lyg didžiulis kišeninis laikrodis su centrine rodykle sekundėms ir ankeriniu mechanizmu. 3.1. Laiko skaičiavimas 3.1.1. Grinvičo laiko ir datos skaičiavimas iš juostinio ir laivo laiko, laivui esant rytų ir vakarų ilgumose Pavyzdys 1: 2009.05.15; TJ = 20v 17m 45s; TL = 20v 17m; λ = 145° 37, 5’ E; apskaičiuoti TG. Sprendimas: remdamiesi λ apskaičiuojame juostos numerį 145° 37, 5’ ÷ 15° = 9, likutis –10° 37, 5’ > 7° 30’, taigi juostos numeris – 10 E. Data TL – = = 2009.05.15 20v 17m Data TJ – E W = 10E JN TG (Data) = 10v 17m (05.15) TG (Data) JN = 2009.05.15 = 20v 17m 45s E W = 10E = 10v 17m 45s (05.15) Pavyzdys 2: 2009.05.20; TJ = 16v 17m 15s; TL = 16v 17m; λ = 142° 12,5’ W; apskaičiuoti TG. Sprendimas: remdamiesi λ, apskaičiuojame juostos numerį 142°12,5’ ÷ 15° = 9, likutis – 7° 12, 5’ < 7° 30’, taigi juostos numeris – 9 W. Data TL – = = 2009.05.20 16v 17m Data TJ – E W = 9W JN TG (Data) – TG (Data) = 25v 17m (05.20) 24v 01v 17m (05.21) TG (Data) – TG (Data) JN 64 = E W = 2009.05.20 = 16v 17m 15 s = 9W = 25v 17m 15s (05.20) 24v = 01v 17m 15s (05.21) Prireikus bet kuriuo paros metu galima apskaičiuoti TL pagal chronometro rodomą laiką. Laivo chronometras visada rodo pasaulinį Grinvičo laiką (TG): TL = TCh + ΔCh +JN E W ; TG = TCh + ΔCh. Praktinių įgūdžių ugdy mosi uždaviniai. Reikėtų priminti, kad TL skaičiuojamas minutės tikslumu, t. y. be sekundžių: Nr. 1 2 3 4 5 DATA 05.24 05.22 10.20 05.24 10.19 TJ (TL) 02v 38m 21s 19 15 14 17 05 18 03 25 27 19 16 33 ILGUMA 159° 36,6' W 78 30,5 W 155 40,7 W 146 26,2 W 120 13,9 W 3.1.2. Vietinio laiko (TV) konvertavimas į juostinį laiką (TJ) ir atvirkščiai Pavyzdys 3: 2009.10.12, TV = 13v 44m 55s; λ = 175° 28,0’ E; apskaičiuoti TG ir TJ. Sprendimas: ilgumos lanko laipsnius konvertuojame į laiko vienetus (p. i) ir apskaičiuojame juostos numerį 175° 28,0’ E = 11v 41m 52s E; JN = 12 E. Data TV – = = 2009.10.12 13v 44m 55s E W = 11v 41m 52s E (p. i) = 02v 03m 03s (10.12) = 12 E = 14v 03m 03s (10.12) λ TG (Data) + JN E W TJ (Data) 65 Praktinių įgūdžių ugdymosi uždaviniai: Nr. 1 2 3 4 5 DATA 10.19 06.22 08.23 11.20 07.20 TV 17v 31m 57s 19 08 31 01 42 25 05 48 47 17 06 19 ILGUMA 155° 45,5’ E 76 20,0 E 80 42,3 E 12 48,8 E 155 25,7 E Pavyzdys 4: 2009.12.21, TJ = 23v 51m 15s; λ = 170° 11,5’ W; apskaičiuoti TG ir TV. Sprendimas: ilgumos lanko laipsnius konvertuojame į laiko vienetus (p. i) ir apskaičiuojame juostos numerį 170° 11,5’ W = 11v 20m 46s W; JN = 11 W. Data = = 2009.10.21 23v 51m 15s E W = 11 W TG (Data) – TG (Data) + = = 34v 51m 15s (10.21) 24v 10v 51m 15s (10.22) = 11v 20m 46s W (p. i) = 23v 30m 29s (10.21) TJ – JN λ E W TV Praktinių įgūdžių ugdymosi uždaviniai: Nr. 1 2 3 4 5 66 DATA 11.21 07.22. 09.24 10.23 03.23 TJ 03v 15m 23s 19 40 15 19 45 24 04 10 58 21 45 47 ILGUMA 54° 35,5’ W 59 20,2 W 153 25,7 W 122 38,5 W 49 30,6 W 3.1.3. Saulėtekio, saulėlydžio ir sutemų TL skaičiavimas Pavyzdys 5: 2009.10.21, = 34° 42' S, λ = 26° 23' E; apskaičiuoti navigacinių sutemų pradžios, civilinių sutemų pradžios (navigacinių sutemų pabaigos) ir saulėtekio TL. Sprendimas: iš JM spalio 21 dienai (p. 205) sutemų ir saulėtekio lentelėje pasirenkame eilutę pagal kitai mažesnei platumai nei laivo , užsirašome visus tris lentelės laikus (sutemų ir saulėtekio). Apskaičiuojame platumų skirtumą tarp lentelės – S 30 ir laivo – 34° 42' S platumos, mūsų atveju 4° 42'. Remdamiesi JM (p. 205) apskaičiuojame laikų skirtumus tarp S 30 ir S 35° sutemoms ir saulėtekiui su konkrečiais ženklais: jeigu laikas tarp platumų mažėja, ženklas bus minus, jeigu didėja – plius, mūsų atveju navigacinėms -9 m, civilinėms -7 m, saulėtekiui -6 m, turime omenyje lentelinį intervalą tarp , mūsų atveju 5. JM lentelėje I (p. XXXII) pasirenkame intervalą, mūsų atveju 5, platumų skirtumą, mūsų atveju 4° 42', artimiausią mūsų skirtumui dydį iš lentelės 4° 45' ir laikų skirtumo stulpelį, lentelinio skirtumo eilutės (4° 45') ir laiko tarpo stulpelio (10 m), artimiausio mūsų laiko skirtumui (9 m), susikirtimo vietoje nustatome paklaidos dydį, mūsų atveju navigacinėms sutemoms 9 m, paklaida bus -9 m, civilinėmis sutemoms 7 m paklaida bus – 5 m, saulėtekiui 6 m paklaida bus -5 m. Prie lentelės laiko pridedame nustatytas paklaidas atitinkamai ženklams, apskaičiavome TV. Iš vietinio laiko atimame λ 26° 23' E, atitinkamai jos ženklui, konvertuotą į laiką (p. i) 1v 46m, apskaičiavome TG. Prie TG pridedame laivo laiko JN su atitinkamu ženklu, apskaičiavome TL. 67 SUTEMOS SAULĖTEKIS Navigacinių Civilinių pradžia pradžia (Navigacinių pabaiga) d v m d v m d v m 21 04 23 21 04 52 21 05 17 (-9 m) - 9 (-7 m) - 5 (-6 m) - 5 T lentelinį, p. 205 S 30 Δ (30 ir 34° 42') 4° 42' 5° (30°35°) (p. xxxii, lent. I) 21 04 14 TV – E E 26° 23' 1 46 λ (p. i) 21 04 47 21 05 12 1 46 1 46 21 02 28 21 03 01 21 03 26 2 2 2 21 04 28 21 05 01 21 05 26 W TG + JN E W TL Praktinių įgūdžių ugdy mosi uždaviniai: DATA 2009.11.21 2009.07.22 2009.09.24 2009.10.23 2009.03.23 47° 49' N 48° 27' S 11° 58' N 12° 39' N 58° 15' S λ 154° 35' W Saulėtekis 165° 35' W Saulėtekis 79° 00' W Saulėtekis 112° 59' E 134° 05' E Saulėtekis Saulėtekis Pavyzdys 6: 2009.12.23, = 41° 15' S, λ = 136° 25' W; apskaičiuoti saulėlydžio, civilinių ir navigacinių sutemų (civilinių sutemų pabaiga yra navigacinių sutemų pradžia) laivo laiką. Sprendimas: iš JM gruodžio 23 dienai (p. 247) saulėlydžio ir sutemų lentelėje pasirenkame eilutę pagal kitai mažesnei platumai nei laivo , užsirašome visus trys lentelės laikus (saulėlydžio ir sutemų). Toliau uždavinys sprendžiamas analogiškai, kaip pavyzdyje 5. 68 T lentelės, p. 247 Δ (40 ir 41 15) (p. xxxii, lentelė I) N 40 1 15 5° (40° 45°) TV – λ E W (p. i) 23 16 35 23 17 05 23 17 41 09 06 09 06 09 06 24 01 41 24 02 11 24 02 47 9 9 9 23 16 41 23 17 11 23 17 47 W 136° 25' TG + JN SAULĖLYDIS SUTEMOS Civilinės Navigacinės d v m d v m d v m 23 16 39 23 17 09 23 17 43 (-17 m) -4 (-13 m) -4 (-10 m) -2 E W TL Praktinių įgūdžių ugdymosi uždaviniai: DATA 2009.06.26 2009.12.22 2009.06.27 2009.10.04 2009.12.24 61° 16’ N 37° 21’ N 21° 57’ N 33° 46’ N 32° 29’ N λ 29° 56’ E 6° 54’ E 63° 15’ W 29° 45’ E 41° 33’ W Saulėlydis Saulėlydis Saulėlydis Saulėlydis Saulėlydis 3.1.4. Mėnulio patekėjimo ir nusileidimo laivo laiko skaičiavimas Tikslaus Mėnulio patekėjimo ir nusileidimo laiko retai teprireikia. Žvilgtelėjus į lenteles bus aišku, ar galima stebėti Mėnulį ir kelintą valandą jis pateka bei nusileidžia. Prireikus tikslaus laiko, jį galima apskaičiuoti pagal žemiau pateiktą algoritmą. 69 Pavyzdys 7: 2009.10.03, = 23° 50' S; λ = 126° 30' W; apskaičiuoti laivo laiką Mėnulio patekėjimo ir nusileidimo metu. Sprendimas: iš JM spalio 3 dienai (p. 193) Mėnulio patekėjimo ir nusileidimo lentelėse pasirenkame eilutę pagal kitai, mažesnei, platumai nei laivo , užsirašome patekėjimo ir nusileidimo laikus iš lentelės. T iš lentelės, p. 193 Δ, 20 ir 23° 50') (p. xxxii, lent. I) Δλ; lent. II, p. xxxii TV – λ E W TG + JN E W TL S 20 3 50 10° (20° 30°) W 126° 30' P. i, W 126° 30' Mėnulio patekėjimas d v m 03 17 28 (+5 m) + 2 Mėnulio nusileidimas d v m 03 04 51 (-2 m) – 1 (+53 m) + 18 03 17 48 (+36) + 14 03 05 04 8 26 8 26 04 02 14 03 13 30 8 03 18 14 8 03 05 30 Apskaičiuojame platumų skirtumą tarp lentelės – S 20 ir laivo – 23° 50' S platumų, mūsų atveju 3 50; JM (p. 193) apskaičiuojame laikų skirtumus tarp S 20 ir S 30° Mėnulio patekėjimui ir nusileidimui su atitinkamais ženklais: jeigu laikas tarp platumų mažėja ženklas minus, jeigu didėja plius, mūsų atveju patekėjimui didėja +5 m, nusileidimui mažėja -2 m, turime omenyje lentelės intervalą tarp , mūsų atveju bus 10. JM lentelėje I (p. xxxii) pasirenkame stulpelyje intervalą, mūsų atveju intervalas 10, platumų skirtumą, mūsų atveju 3 50, artimiausią mūsų skirtumui dydį iš lentelės 4° 00' ir laikų skirtumo stulpelį; lentelės dydžių skirtumo eilutės (4° 00') ir laiko tarpo 70 stulpelio (10 m), artimiausio mūsų laiko skirtumui (5 m), susikirtimo vietoje nustatome paklaidos dydį, mūsų atveju patekėjimui 5 m, paklaida +2 m, nusileidimui 2 m, paklaida -1 m. Apskaičiuojame Mėnulio patekėjimo ir nusileidimo paklaidas pagal ilgumą, JM (p. 193) stulpelyje patekėjimas, eilutėje S 20, apskaičiuojame laikų skirtumą tarp mūsų datos dienos ir kitos dienos, kai ilguma W; kai ilguma E, apskaičiuojame laikų skirtumą tarp mūsų datos dienos ir ankstesnės dienos, mūsų atveju λ W, nustatome laiko skirtumą tarp 3 ir 4 dienų +53 m (su atitinkamu ženklu), ženklas nustatomas kaip Δ, laikas didėja ženklas +, mažėja -. Stulpelyje nusileidimas, JM p. 193, eilutėje S 20, mūsų atveju λ W, nustatome laiko skirtumą tarp 3 ir 4 dienų +36 m, nustatę laiko skirtumus patekėjimo ir nusileidimo atvejais, remdamiesi II lentele (p. xxxii), apskaičiuojame patekėjimo ir nusileidimo paklaidas, mūsų atveju ilgumos stulpelyje 130 (126° 30'), laiko skirtumo stulpelyje 50 m (53 m), nustatome Mėnulio patekėjimo paklaidos dydį +18 m, nusileidimui ilgumos stulpelyje 130 (126° 30') ir laiko skirtumo stulpelyje 40 m (36 m), nustatome Mėnulio nusileidimo paklaidos dydį +14 m. Prie laiko iš lentelės pridedame nustatytas paklaidas su atitinkamais ženklais, apskaičiavome TV. Iš vietinio laiko atimame λ 126° 30' W, atitinkamai jos ženklui, konvertuotą į laiką (p. i) 8v 26m, apskaičiavome TG. Prie TG pridedame laivo laiko JN su atitinkamu ženklu, apskaičiavome Mėnulio patekėjimo ir nusileidimo laivo laiką. Praktinių įgūdžių ugdy mosi uždaviniai: DATA 2009.12.23 2009.05.02 2009.06.26 2009.05.02 2009.06.27 51° 40’ S 61° 35’ N 46° 35’ N 3° 30’ N 46° 20’ S λ 15° 45’ E 83° 49’ W 146° 10’ E 175° 29’ W 130° 39’ E 71 3.2. Šviesulio valandinio kampo ir deklinacijos skaičiavimai, remiantis „Jūreivystės metraščiu“ 3.2.1. Žvaigždės vietinio valandinio kampo ir deklinacijos dydžių skaičiavimas Pavyzdys 8: 2009.05.22, TL = 19v 15m; λ = 107° 34,0’ W; TCh = 02v 06m 00s; ΔCh = + 1m 45s; apskaičiuoti VVK* ir d žvaigždės Spica (žvaigždžių pavadinimai pateikiami anglų kalba). Sprendimas: apytiksliai apskaičiuojame TG ir datą DATA TL – = = 2009.05.22 19v 15m E W = 7W TG (Data) –TG (Data) = 26v 15m (05.22) 24v 02v 15m (05.23) JN = Apskaičiuojame tikslų TG , remdamiesi TCh rodmenimis TCh + ΔCh TG (Data) GVKL + ΔGVK + ŽVK GVK* + = 02v 06m 00s = = = +1m 45s 02v 07m 45s (05.23) 270° 49,4’ (p. 104) = 1° 56,6’ (p. v) = = 158° 34,2’ 431° 20,2’ = 107° 34,0’ W VVK* = 323° 46,2’ d = 11° 12,8’ S (p. 104) λ 72 E W Iš JM gegužės 23 dienai (p. 104) stulpelyje TG(UT) priešais 2 valandą nustatome GVKL dydį 270° 49,4’ – stulpelyje Avinas. ΔGVK nustatome iš PP lentelės (geltonieji puslapiai) pagal 07m 45s (p. V), stulpelyje Avinas (Aries), priešais 45-ias sekundes, – prieaugio dydį 1° 56,6’. Grįžtame į JM p. 104, dešiniajame šio puslapio stulpelyje Žvaigždės surandame žvaigždę Spica ir užsirašome ŽVK dydį 158° 34,2’ ir d dydį su atitinkamu ženklu 11° 12,8’ S. GVKL, ΔGVK ir ŽVK nustatytus dydžius sudedame. Apskaičiavome GVK*. Prie žvaigždės GVK* pridedame laivo ilgumą su atitinkamu ženklu λ WE 107° 34,0’ W. Apskaičiavome VVK* dydį 323° 46,2’ ir d dydį 11° 12,8’ S. Praktinių įgūdžių ugdy mosi uždaviniai: Nr. 1. 2. 3. 4. 5. DATA, TL 2009.04.22 19v 16m 2009.06.15 19v 17m 2009.07.21 19v 00m 2009.03.02 19v 01m 2009.11.29 19v 03m TCh, ΔCh 02v 11m 45s +1m 03s 02v 17m 45s -1m 56s 22v 48m 21s +1m 21s 22v 55m 45s -1m 57s 22v 57m 20s +1m 07s ŽVAIGŽDĖ Dubhe λ 173° 56,3 W Procyon 122 38,5 W Arcturus 108 42,9 W Regulus 38 12,4 W Rigel 54 10,8 W Pavyzdys 9: 2009.05.23; TL = 19v 04m; λ = 59° 48,6’ E; TCh = 14v 48m 00s; ΔCh = +04m 53s; apskaičiuoti VVK* ir d* Arcturus. Sprendimas: apytiksliai apskaičiuojame TG ir datą. DATA TL – = = 2009.05.23 19v 04m JN W E = 4E TG (Data) = 15v 04m (05.23) 73 Apskaičiuojame tikslų TG, remdamiesi TCh rodmenimis. TCh + ΔCh TG (Data) GVKL + ΔGVK + ŽVK GVK* + = 14v 48m 00s = = +04m 53s 14v 52m 53s (05.23) = 91° 19,0’ (p. 104) = 13° 15,4’ (p. xxviii) = = 145° 58,1’ (p. 104) 250° 32,5’ λ WE = 59° 48,6’ E VVK* = 310° 21,1’ d = 19° 07,9’ N (p. 104) Iš JM gegužės 23 dienai (p. 104) stulpelyje TG, priešais 14 valandą, nustatome GVKL dydį 91° 19,0’ – stulpelyje Avinas. ΔGVK nustatome iš PP lentelės (geltonieji puslapiai) pagal 52m 53s (p. xxviii), stulpelyje Avinas, priešais 53 sekundes, – prieaugio dydį 13° 15,4’. Grįžtame į JM p. 104, dešiniajame šio puslapio stulpelyje Žvaigždės surandame žvaigždę Arcturus ir užsirašome ŽVK dydį 145° 58,1’ ir d dydį su atitinkamu ženklu 19° 07,9’ N. Nustatytus GVKL, ΔGVK ir ŽVK dydžius sudedame. Apskaičiavome GVK*. Prie žvaigždės GVK* pridedame laivo ilgumą su atitinkamu ženklu λ WE 59° 48,6’ E. Apskaičiavome VVK* dydį 310° 21,1’ ir d dydį 19° 07,9’ N. 74 Praktinių įgūdžių ugdy mosi uždaviniai: Nr. 1. DATA, TL 2009.06.23 19v 04m TCh, ΔCh 14v 57m 00s +0m 18s ŽVAIGŽDĖ Alphard λ 59° 48,3 E 2. 2009.04.20 19v 07m 15v 00m 00s +1m 52s Capella 60° 48,3 E 3. 2009.11.05 04v30m 2009.12.13 04v32m 2009.07.29 04v37m 17v 21m 28s -1m 10s 17v 25m 45s -1m 57s 17v 27m 20s +1m 01s Regulus 171 49,1 E Canopus 173 41,9 E Rigel 170 40,5 E 4. 5. 3.2.2. Saulės vietinio valandinio kampo ir deklinacijos dydžių skaičiavimas Pavyzdys 10: 2009.10.21; TL = 12v 20m; λ = 59°24,5' E; TCh = 08v 17m 15s; ΔCh = -01m 15s; apskaičiuoti VVK ir d Sprendimas: apytiksliai apskaičiuojame TG ir datą. DATA TL – = = 2009.10.21 12v 20m E W = 4E TG (Data) = 08v 20m (10.21) JN Apskaičiuojame tikslų TG, remdamiesi TCh rodmenimis. TCh + ΔCh TG (Data) = 08v 17m 15s = = -01m 15s 08v 16m 00s (10.21) 75 Iš JM spalio 21 dienai (p. 205) stulpelyje TG, priešais 8 valandą, nustatome dydį GVK L 303° 50,4’ – stulpelyje Saulė. Toje pačioje eilutėje nustatome dydį d ir jo ženklą 10° 47,1’ S, apatinėje stulpelio dalyje esantį pataisos koeficiento d dydį 0,9, neužmiršdami nustatyti jo ženklo (jeigu deklinacija didėja, ženklas plius, jeigu mažėja, minus), mūsų atveju deklinacija didėja. ΔGVK nustatome iš PP lentelės (geltonieji puslapiai) pagal 16m 00s (p. x) stulpelyje Saulė-Planetos (SUN PLANETS), priešais 00s prieaugio dydį 4° 00,0’, toje pačioje lentelėje, stulpelyje (v / d), mūsų atveju priešais pataisos koeficientą 0,9 m nustatome paklaidos dydį 0,2, neužmiršdami anksčiau nustatyto jos ženklo, mūsų atveju +. GVK L, ΔGVK nustatytus dydžius sudedame. Apskaičiavome GVK. Prie jo pridedame laivo ilgumą ir atitinkamą ženklą λ E W 59°24,5' E, apskaičiavome VVK dydį 7° 14,9’. Prie anksčiau nustatyto dydžio d 10° 47,1’ S pridedame arba atimame paklaidos Δd dydį 0,2’, atsižvelgdami į jos ženklą, mūsų atveju pridedame. Apskaičiavome dydį d 10° 47,3’ S. GVK L = 303° 50,4’ (p.205) + ΔGVK GVK + = = 4° 00,0’ (p. x) 307° 50,4’ E W = 9°24,5' E VVK VVK = = 367° 14,9’ (-360°) 7° 14,9’ d + Δd (+0,9') d = 10° 47,1’ S (p. 205) λ 76 = = + 0,2' (p. x) 10° 47,3’ S Praktinių įgūdžių ugdy mosi uždaviniai: DATA TL 2009.06.15 08v 51m 2009.07.27 10v 43m 2009.09.30 12v 10m 2009.11.11 08v 55m 2009.03.08 11v 19m TCh ΔCh 00v 48m 00s - 00m 37s 11v 48m 00s -01m 37s 02v 08m 00s + 00m 57s 06v 48m 00s + 05m 37s 05v 31m 00s -07m 41s λ 121° 15,2' E 170° 27,2' E 154° 36' E 29° 44,2' E 86° 55,2' E Pavyzdys 11: 2009.05.24; TL = 11v 31m; λ = 149°53,8' W; TCh = 21v 29m 30s; ΔCh = +01m 28s; apskaičiuoti VVK ir d. Sprendimas: uždavinys sprendžiamas analogiškai pagal algoritmą, kuris pateiktas pavyzdyje 10. DATA TL – = = 2009.05.24 11v 31m E W = 10 W TG (Data) = 21v 31m (05.24) TCh + ΔCh TG (Data) = 21v 29m 30s = = +01m 28s 21v 30m 58s (05.24) GVK L = 135° 46,9' (p.105) = 7° 44,5' (p. xvii) JN + ΔGVK 77 GVK + = 143° 31,4' E W = 149° 53,8' E VVK d + Δd (+0,5') = = 293° 25,2' 20° 54,8' N (p. 105) d = λ = + 0,3' (p. xvii) 20° 45,9' N Praktinių įgūdžių ugdy mosi uždaviniai: DATA TL 2009.06.23 09v 50m 2009.07.13 10v 43m 2009.09.14 12v 10m 2009.11.29 08v 55m 2009.03.07 11v 19m TCh ΔCh 05v 48m 00s + 00m 37s 10v 48m 00s -01m 37s 11v 08m 00s +00m 57s 09v 48m 00s +05m 37s 05v 31m 00s -07m 41s λ 121°06,2' W 179°06,2' W 158°06,2' W 20°06,2' W 83°06,2' W 3.2.3. Mėnulio vietinio valandinio kampo ir deklinacijos dydžių skaičiavimas Pavyzdys 12: 2009.06.25; TL = 18v 45m; λ = 79°14,8' W; TCh = 11v 43m 08s; ΔCh = + 02m 11s; apskaičiuoti VVK ir d . 78 Sprendimas: apytiksliai apskaičiuojame TG ir datą: Data TL – = = 2009.06.25 18v 45m E W = 5W TG (Data) = 23v 45m (06.25) JN Apskaičiuojame tikslų TG pagal TCh, remdamiesi rodmenimis: TCh + ΔCh TG (Data) + TG (Data) GVK L + Δ1GVK + Δ2GVK (8,7') GVK + = 11v 43m 08s = = +02m 11s 11v 45m 18s (06.25) 12v 23v 45m 18s (06.25) = = 118° 39,6' (p.127) = 10° 48,5' (p. xxiv) = = +6,6' (p. xxiv) 129° 34,7' E W = 79° 14,8' W VVK = 50° 19,9' λ d L + Δd (-14,4') d = = = 13° 40,1' N (p. 127) -10,9' (p. xxiv) 13° 29,2' N Iš JM birželio 25 dienai (p. 127) stulpelyje TG, priešais 08 valandą, nustatome GVK L, stulpelyje Mėnulis – dydį 118° 39,6', greta esančiame stulpelyje užrašome v pataisos koeficiento dydį 8,7' (Mėnuliui v pataisos ženklas visada teigiamas). Toje pačioje eilutėje nustatome d L dydį ir jo ženklą 13° 40,1' N, o greta 79 esančiame stulpelyje – esantį pataisos koeficiento d dydį 14,4', neužmiršdami nustatyti jo ženklo (jeigu deklinacija didėja ženklas +, jeigu mažėja -), mūsų atveju deklinacija mažėja. ΔGVK nustatome iš PP lentelės (geltonieji puslapiai) pagal 45m 18s (p. xxiv) stulpelyje Mėnulis, priešais 18s, prieaugio dydį 10° 48,5'; toje pačioje lentelėje, stulpelyje v / d išrenkame pataisų dydžius, atitinkamai anksčiau nustatytiems pataisų koeficientams, mūsų atveju priešais pataisos koeficientą v 8,7' nustatome paklaidos dydį 6,6', neužmiršdami, kad v pataisos ženklas Mėnuliui visada teigiamas, priešais pataisos koeficientą d 14,4' nustatome paklaidos dydį 10,9', neužmiršdami anksčiau nustatyto jos ženklo, mūsų atveju minuso. Nustatytus GVK L, Δ1GVK , Δ2GVK dydžius sudedame. Apskaičiavome GVK . Prie GVK pridedame laivo ilgumą ir atitinkamą ženklą λ WE 79°14,8' W, apskaičiavome VVK dydį 50° 19,9'. Prie anksčiau nustatyto d L dydžio 13° 40,1' N pridedame arba iš jo atimame paklaidos Δd dydį 10,9', atsižvelgdami į paklaidos ženklą, mūsų atveju minus. Apskaičiavome d dydį 13° 29,2' N. Praktinių įgūdžių ugdy mosi uždaviniai: Data TL 2009.12.24 04v 39m 2009.10.04 06v 46m 2009.04.30 21v 15m 2009.12.22 11v 10m 2009.09.30 18v 47m 80 TCh ΔCh 09v 30m 00s + 06m 17s 08v 52m 53s -07m 43s 02v 17m 00s +01m 13s 05v 05m 15s +04m 07s 03v 47m 59s -02m 15s λ 105° 19,2' E 149° 42,1' E 72° 38,9' W 84° 26,5' E 136° 07,1' W 3.2.4. Planetos vietinio valandinio kampo ir deklinacijos dydžių skaičiavimas Pavyzdys 13: 2009.12.21; TL = 18v 15m; λ = 99°54,1' W; TCh = 01v 09m 45s; ΔCh = +03m 33s; apskaičiuoti VVK♀ ir d♀ (Veneros ženklas – ♀). Sprendimas: reikia priminti, kad apskaičiuojami planetų VVK ir d – analogiškai Mėnulio algoritmui. Apytiksliai apskaičiuojame TG ir datą: Data TL – = = 2009.12.21 18v 15m E W = 7W TG (Data) – TG (Data) = 25v 15m (12.21) 24v 01v 15m (12.22) JN = Tiksliai apskaičiuojame TG, remdamiesi TCh rodmenimis: GVK♀L + Δ1GVK♀ + Δ2GVK♀ (-1,0') GVK♀ + λ E W VVK♀ = 200° 49,7' (p. 246) = 3° 19,5' (p. viii) = = -0,2' (p. viii) 204° 09,0' = 99° 54,1' W = 304° 03,1' 81 d♀L + Δd♀ (+0,2') d♀ = 23° 24,1' S (p. 246) = = 0,0' (p. viii) 23° 24,1' S Iš JM gruodžio 22 dienai (p. 246) stulpelyje TG, priešais 01 valandą, nustatome GVK♀L, stulpelyje Venera – dydį 200° 49,7'. Toje pačioje eilutėje nustatome d♀L dydį ir jo ženklą 23° 24,1' S (p. 246) ir apatinėje šio stulpelio dalyje esantį pataisos koeficiento d dydį 0,2', neužmiršdami nustatyti jo ženklo (jeigu deklinacija didėja ženklas +, jeigu mažėja -), mūsų atveju deklinacija didėja. Užrašome GVK♀ stulpelio apačioje esantį v pataisos koeficiento dydį -1,0', nurodydami jo ženklą; Δ1GVK♀ nustatome iš PP lentelės (geltonieji puslapiai) pagal 13m 18s (p. viii), stulpelyje SaulėPlanetos, priešais 18s, prieaugio dydį 3° 19,5', toje pačioje lentelėje, iš stulpelio v / d išrenkame pataisų dydžius, atitinkamai anksčiau nustatytiems pataisų koeficientams, mūsų atveju priešais pataisos koeficientą v 1,0' nustatome paklaidos dydį 0,2', neužmiršdami, kad pataisos v ženklas buvo neigiamas; priešais pataisos koeficientą d 0,2' nustatome paklaidos dydį 0,0', neužmiršdami anksčiau nustatyto jos ženklo, mūsų atveju jis buvo teigiamas. GVK♀L, Δ1GVK♀, Δ2GVK♀ nustatytus dydžius sudedame atitinkamai nustatytiems jų ženklams. Apskaičiavome GVK♀. Prie GVK♀ pridedame laivo ilgumą, nurodydami atitinkamą ženklą λ WE 99° 54,1' W, apskaičiavome VVK♀ dydį 304° 03,1'. Prie ankščiau nustatyto d♀L dydžio 23° 24,1' S (p. 246) pridedame arba iš jo atimame paklaidos Δd♀ dydį 0,0' (p. viii), atsižvelgdami į paklaidos ženklą, mūsų atveju bus pliusas. Apskaičiavome d♀ dydį 23° 24,1' S. 82 Praktinių įgūdžių ugdy mosi uždaviniai: DATA TL 2009.05.02 05v 20m 2009.10.03 16v 32m 2009.10.04 00v 20m TCh ΔCh 07v 15m 22s +04m 41s 04v 18m 41s +02m 43s 10v 30m 40s -12m 29s λ 31° 21,9' W Marsas ( ) 4° 28,9' E Jupiteris ( ) 25° 19,1' E Saturnas ( ) 3.3. Šviesulio aukščio skaičiavimas 3.3.1. Žvaigždės observuoto aukščio skaičiavimas Pavyzdys 14: Sekstantu pamatuotas žvaigždės aukštis hs = 40° 37,1'; indekso paklaida i = +1,3'; akies aukštis Ah = 10,5 m; temperatūra t° = +16 °C; atmosferos slėgis p = 1017 mb. Sprendimas: sekstantu matuojamas šviesulio aukštis laipsniais, minutėmis ir vienos dešimtosios minutės tikslumu; sekstanto indekso paklaida nustatoma minutėmis ir vienos dešimtosios minutės tikslumu; laivavedžio akies aukštis virš jūros lygio nustatomas metrais ir vienos dešimtosios metro tikslumu; atmosferos temperatūra matuojama Celsijaus laipsniais; atmosferos slėgis nustatomas hektopaskaliais arba milibarais (1 hPa = 1 mb). Šviesulys Žvaigždė hs * = 40° 37,1' i = +1,3' hp* = 40° 38,4' = -5,7' (lentelė A2) + + Δe 83 hr* + Δhr = 40° 32,7' = -1,1' (lentelė A2) (p / tº) = 0,0' (lentelė A4) ho* = 40° 31,6’ + Prie sekstantu išmatuoto žvaigždės aukščio 40° 37,1' pridedame indekso paklaidą +1,3', kurią nustatėme aukščiau aprašytu būdu, nurodydami jos ženklą. Apskaičiavome žvaigždės pamatuotą aukštį hp. Iš JM aukščio paklaidų lentelės A2, stulpelio Akies aukštis (DIP), išrenkame pagal akies aukštį 10,5 m paklaidos dydį -5,7', nurodydami jo ženklą, ir pridedame prie hp. Apskaičiavome žvaigždės regimąjį aukštį hr. Pagal apskaičiuotą hr 40° 32,7' iš JM aukščių paklaidų lentelės A2, stulpelio Žvaigždės ir planetos (STARS AND PLANETS), nustatome paklaidos dydį -1,1'. Iš papildomų paklaidų lentelės A4, viršutinės dalies, pagal slėgį ir temperatūrą nustatome juostos raidę, mūsų atveju bus H, iš apatinės lentelės dalies pagal nustatytos raidės stulpelį ir hr dydį 40° 32,7' nustatome paklaidos dydį 0,0'; nustatytas paklaidas ir jų ženklus pridedame prie hr. Apskaičiavome observuotą žvaigždės aukštį. Praktinių įgūdžių ugdy mosi uždaviniai: hs* 17° 41,9' 62° 21,9' 35° 21,9' 43° 21,9' 19° 21,9' 84 i -0,9' +1,9' -2,9' +3,1' +2,0' Ah 11,5 m 8,5 m 13,5 m 7,5 m 15,5 m t° +26 °C +15 °C -10 °C -05 °C +28 °C p 990 mb 1000 mb 1012 mb 1022 mb 1032 mb 3.3.2. Saulės observuoto aukščio skaičiavimas Pavyzdys 15: 2009.05.23 sekstantu pamatuotas apatinio saulės krašto aukštis hs = 39° 30,7'; indekso paklaida i = -1,5'; akies aukštis Ah = 11,3 m; temperatūra t° = +29 °C; atmosferos slėgis p = 1027 mb. Sprendimas: prie sekstantu išmatuoto Saulės aukščio 39° 30,7' pridedame indekso paklaidą -1,5', nurodydami jos ženklą. Apskaičiavome Saulės pamatuotą aukštį hp. Šviesulys Saulė hs = 39° 30,7' i = -1,5' hp = 39° 29,2' Δe = -5,9' (lentelė A2) hr = 39° 23,3' + Δhr = +14,8' (lentelė A2) (p / tº) = +0,1' (lentelė A4) ho = 39° 38,2’ + + + Iš JM aukščio paklaidų lentelės (A2 puslapis), dešinėje esančio stulpelio Akies aukštis, išrenkame pagal akies aukštį 11,3 m paklaidos dydį -5,9', nurodydami jo ženklą, ir pridedame prie hp. Apskaičiavome Saulės regimąjį aukštį hr . Pagal apskaičiuotą hr 39° 29,2' iš JM aukščių paklaidų lentelės (A2 puslapis), kairėje pusėje esančio stulpelio Saulė, nustatome paklaidos dydį +14,8', 85 neužmiršdami datos ir matavimo limbo, mūsų atveju – gegužės mėnuo ir apatinis limbas. Iš papildomų paklaidų lentelės A4, viršutinės dalies, pagal slėgį ir temperatūrą nustatome juostos raidę, mūsų atveju bus raidė K, iš apatinės lentelės dalies pagal nustatytos raidės stulpelį ir hr dydį 39° 29,2' nustatome paklaidos dydį +0,1'. Nustatytas paklaidas su jų ženklais pridedame prie hr. Apskaičiavome observuotą Saulės aukštį. Praktinių įgūdžių ugdy mosi uždaviniai: Limbas hs i Ah t° p Viršutinis Apatinis Viršutinis Apatinis Viršutinis 28° 43,5' 66° 02,7' 38° 19,3' 49° 33,9' 23° 40,1' -2,9' +3,9' -1,9' +1,1' +0,8' 10,5 m 9,5 m 15,5 m 14,5 m 6,5 m +29 °C +33 °C -08 °C -07 °C +15 °C 995 mb 1005 mb 1018 mb 1007 mb 1035 mb Data 2009.04.12 2009.06.03 2009.10.14 2009.12.26 2009.02.10 3.3.3. Planetos observuoto aukščio skaičiavimas Pavyzdys 16: 2009.06.12 sekstantu pamatuotas Veneros aukštis hs♀ = 37° 21,6'; indekso paklaida i = +1,7'; akies aukštis Ah = 10,2 m; temperatūra t° = +33 °C; atmosferos slėgis p = 1030 mb. Sprendimas: prie sekstantu išmatuoto Veneros aukščio 37° 21,6' pridedame indekso paklaidą +1,7', nurodome jos ženklą. Apskaičiavome Veneros pamatuotą aukštį hp♀: Šviesulys Venera hs♀ = 37° 21,6' i = +1,7' hp♀ = 37° 23,3' = -5,6' (lentelė A2) + + Δe 86 hr♀ + Δhr1♀ = 37° 17,7' = -1,3' (lentelė A2) = +0,2' (p / tº) = +0,1' (lentelė A4) ho♀ = 37° 16,7’ + Δh r2♀ + Iš JM aukščio paklaidų lentelės (A2 puslapis), dešinėje esančio stulpelio Akies aukštis, pagal akies aukštį 10,2 m išrenkame paklaidos dydį -5,6', nurodydami jo ženklą, ir pridedame prie hp♀. Apskaičiavome saulės regimąjį aukštį hr♀. Pagal apskaičiuotą hr♀ 37° 17,7' iš JM aukščių paklaidų lentelės (A2 puslapis), viduryje esančio stulpelio Žvaigždės ir planetos, nustatome pirmos paklaidos dydį -1,3', tame pačiame stulpelyje nustatome Veneros papildomos paklaidos dydį +0,2', pagal datą (mūsų atveju – birželio 12 d.) papildomą paklaidą reikia nustatyti tik Marsui ir Venerai. Iš papildomų paklaidų lentelės A4 viršutinės dalies pagal slėgį ir temperatūrą nustatome juostos raidę, mūsų atveju bus L, iš apatinės lentelės dalies pagal nustatytos raidės stulpelį ir hr♀ dydį 37° 17,7' nustatome paklaidos dydį +0,1'; nustatytas paklaidas su jų ženklais pridedame prie hr♀. Apskaičiavome observuotą ♀ aukštį. Praktinių įgūdžių ugdy mosi uždaviniai: Data 2009.01.15 2009.07.09 2009.11 29 2009.12.06 2009.03.18 hs♀ 29° 43,5' 68° 02,7' 37° 19,3' 46° 33,9' 25° 40,1' i -2,1' +3,2' -1,3' +1,4' +0,5' Ah 11,5 m 8,5 m 14,5 m 13,5 m 5,5 m t° +20 °C +30 °C -10 °C -06 °C +17 °C p 1000 mb 1015 mb 1020 mb 1010 mb 1030 mb 87 3.3.4. Mėnulio observuoto aukščio skaičiavimas Pavyzdys 17: 2009.01.03, TG = 02v 59m, sekstantu pamatuotas Mėnulio apatinio krašto aukštis hs = 39° 20,5'; indekso paklaida i = -1,1'; akies aukštis Ah = 7,3 m; temperatūra t° = +10 °C; atmosferos slėgis p = 1015 mb. Sprendimas: prie sekstantu išmatuoto Mėnulio aukščio 39° 20,5' pridedame indekso paklaidą -1,1' su atitinkamu ženklu. Apskaičiavome Mėnulio pamatuotą aukštį hp . Šviesulys Mėnulis hs = 39° 20,5' i = -1,1' hp = 39° 19,4' Δe = -4,8' (lentelė A2) hr + Δhr1 = 39° 14,6' = +54,2' (p. xxxv) = +3,6' (p. xxxv) (p / tº) = 0,0' (lentelė A4) ho = 40° 12,4’ + + + Δh r2 + Iš JM aukščio paklaidų lentelės (A2 puslapis), dešinėje esančio stulpelio Akies aukštis, pagal akies aukštį 7,3 m išrenkame paklaidos dydį -4,8', nustatydami jo ženklą, ir pridedame prie hp . Apskaičiavome Mėnulio regimąjį aukštį hr . Pagal apskaičiuotą hr 39° 14,6' iš JM Mėnulio aukščių paklaidų lentelės (p. xxxv), 88 stulpelio 35°–39° viršutinės dalies, nustatome pirmos paklaidos dydį 54,2', to paties stulpelio apatinėje dalyje, pagal HP dydį 56,4', kurį nustatėme iš JM (p. 11) pagal datą 2009.01.03 ir TG = 02v 59m, gauname Mėnulio viršutinį / apatinio limbo paklaidos dydį 3,6', mūsų atveju apatinis Mėnulio aukščio paklaidos limbas visada pridedamos prie hr , išskyrus atvejį, kai stebėtojas matavo Mėnulio viršutinį kraštą, tada iš hr reikia atimti 30'. Iš papildomų paklaidų lentelės A4, viršutinės dalies, pagal slėgį ir temperatūrą nustatome juostos raidę, mūsų atveju bus G, iš apatinės lentelės dalies pagal nustatytos raidės stulpelį ir hr dydį 39° 14,6' nustatome paklaidos dydį 0,0'; nustatytą paklaidą su atitinkamu ženklu pridedame prie hr . Apskaičiavome observuotą aukštį. Praktinių įgūdžių ugdy mosi uždaviniai: Data limbas 2009.04.12 2009.06.03 2009.10.14 2009.12.26 2009.02.10 V A V A V TG hs i Ah t° p 15v 03 m 22v 57 m 12v 00 m 18v 49 m 03v 59 m 28° 43,5' 66° 02,7' 38° 19,3' 49° 33,9' 23° 40,1' -2,9' +3,9' -1,9' +1,1' +0,8' 10,5 m 9,5 m 15,5 m 14,5 m 6,5 m +29°C +33°C -08°C -07°C +15°C 995 mb 1005 mb 1018 mb 1007 mb 1035 mb Klausimai: 1. Apibūdinkite pagrindinius Saulės laiko reiškinius. 2. Kokias žinote pagrindines laiko skaičiavimo sistemas? 3. Paaiškinkite, kaip susiję laikas ir lanko laipsniai, kaip jie konvertuojami. 4. Paaiškinkite, kaip susiję laikas ir ilguma. 5. Apibūdinkite datos keitimo linijos esmę. 6. Apibūdinkite juostinio, chronometro ir laikrodžio laiko sąvokas. 7. Apibūdinkite vidutinį vietos ir žvaigždinį laikus. 89 8. Paaiškinkite, kaip susiję laikas ir valandinis kampas. 9. Apibūdinkite patekėjimo, nusileidimo ir sutemų sampratas. 10. Aptarkite šviesulio valandinio kampo ir deklinacijos apskaičiavimą, remiantis JM. 11. Apibūdinkite žvaigždės, Saulės, Mėnulio VVK ir d dydžių skaičiavimo ypatumus. 12. Paaiškinkite skirtumą apskaičiuojant observuotus žvaigždės, planetos, Saulės ir Mėnulio aukščius. 90 4. UŽDAVINIŲ SPRENDIMAS ŽVAIGŽDŽIŲ IEŠKIKLIU Naudoti žvaigždžių ieškiklį NP323, norint atpažinti žvaigždes arba nustatyti jų horizontines koordinates, labai paprasta. Šiuos du uždavinius galima būtų spręsti nustatant laivo vietą, bet kadangi renkantis artimiausios platumos apskritimą paklaida galima iki 5º tikslumo, tokio pat tikslumo bus ir horizontinės koordinatės. Todėl žvaigždžių ieškiklis retai naudojamas uždaviniams spręsti (sutemoms ir horizontinėms koordinatėms nustatyti), paprastai jis naudojamas sprendžiant uždavinius, kurie susiję su žvaigždžių atpažinimu ir jų pasirinkimu laivo vietai nustatyti. Žvaigždžių ieškiklį NP323 sudaro: dvi žvaigždėlapių pusrutulių (Šiaurės ir Pietų) diagramos ir 8 permatomi trafaretai. Žvaigždėlapiuose pažymėtos visos 57 žvaigždės, esančios JM kasdieniuose puslapiuose. Žvaigždėlapių diagramos centrai pažymėti raidėmis N ir S, jie rodo Šiaurės ir Pietų polius. Sprendžiant uždavinius būtina įsitikinti, kad teisingai pasirinkote diagramos pusę, atsižvelgdami į laivo platumą. Diagramoje nubrėžtas dangaus pusiaujas ir nuo jo į abi puses, kas 10°, – deklinacijos (platumos) lygiagretės. Žvaigždėlapio diagrama baigiasi graduotu (kas laipsnis) apskritimu VVK nuo 0° iki 360°. Žvaigždėlapio lapo kampuose išspausdinta naudojimo instrukcija. Trafareto centras pažymėtas ženklu (+), nuo centro nubrėžtos didėjančios almukantarų (aukščių) (kas 5°) ir vertikalų (azimutų) (kas 5°) kreivės, vertikalo linija, einanti per trafareto centrą ir 360°–180°, baigiasi rodykle. Kiekvienas trafaretas pažymėtas viršuje, iš dešinės pusės, 0°, 10°, 20°, 30°, 40°, 50°, 60°, 75° platumos, pvz., „Platuma 30°“, kairėje pateikiamas paaiškinimas, kad laivui esant šiaurinėje platumoje reikia nuskaityti azimuto dydį pagal vidinę skalę, pietinėje – išorinę. 91 4.1. Šviesulių atpažinimas, jų pavadinimų nustatymas Pavyzdys 18: 2009.03.26, TL = 05v 40m, = 35° 12' N; λ = 123° 09' W stebėti du šviesuliai: šviesulio A h = 26°, GKP = 198°; šviesulio B h = 45°, GKP = 310°; reikia nustatyti šviesulių A ir B pavadinimus. Sprendimas: mums žinomu būdu (pavyzdys 8) apskaičiuojame TG ir datą: Data TL – = = 2009.03.26 05v 40m E W = 8W TG (Data) = 13v 40m (03.26) JN Pagal nustatytą datą ir TG apskaičiuojame VVK: GVKL + ΔGVK GVK + = 19° 06,5’ (p. 66) = = 10° 01,6’ (p. xxii) 29° 08,1’ (+360°) E W = 123° 09' W VVK = 265° 59,1’ λ Iš JM kovo 26 dienai (p. 66) stulpelyje TG, priešais 13 valandą, nustatome GVKL dydį 19° 06,5’ – stulpelyje Avinas. ΔGVK nustatome iš PP lentelės (geltonieji puslapiai) pagal 40 m (p. xxii), stulpelyje Avinas, priešais 00 sekundžių, – prieaugio dydį 10° 01,6’. Nustatytus GVKL ir ΔGVK dydžius sudedame. Apskaičiavome GVK. Prie jo pridedame laivo ilgumą su atitinkamu ženklu λ WE 123° 09' W. Apskaičiavome VVK dydį 265° 59,1’. 92 Išsirenkame trafaretą platumai, kuri artimiausia stebėtojo vietai, mūsų atveju 30°, uždedame jį ant žvaigždėlapio diagramos. Įsitikiname, kad naudojame teisingą žvaigždėlapio diagramos pusę, mūsų atveju – su raide N. Kreipiame trafaretą taip, kad rodyklė rodytų į tinkamą vietinio valandinio kampo Avino taško dydį, mūsų atveju – ant vidinės laipsnių skalės apskritimo 266°, trafareto centro linija 180/360° eina per diagramos polį, o trafareto centras, pažymėtas kryžiuku, nustatytas ant stebėtojo platumos dydžio, mūsų atveju 35°. Aukščio kreivės 26° ir azimuto kreivės 198° susikirtimo vietoje nustatome šviesulio pavadinimą, mūsų atveju – šviesulys A žvaigždė Antares. Aukščio kreivės 45° ir azimuto kreivės 310° susikirtimo vietoje nustatome šviesulio pavadinimą, mūsų atveju – šviesulys B žvaigždė Alkaid. Praktinių įgūdžių ugdy mosi uždaviniai: Data 2009.12.21 2009.05.03 2009.10.03 2009.10.01 2009.06.24 TL 22v 37m 18v 48m 20v 19m 19v 44m 02v 10m 53,1° S 17,1° N 39,1° N 16,4° S 50,1° N λ 148,1° E 91,1° E 162,6° E 78,9° E 48,4° W h* 35,1° 35,6° 24,6° 22,5° 41,7° GKP* 152,1° 234,1° 44,4° 145,6° 233,3° 4.2. Žvaigždės aukščio ir azimuto nustatymas žinant jos pavadinimą Pavyzdys 19: 2009.06.25, TL = 19v 50m, = 23,1° N; λ = 36,5° E, stebėta žvaigždė – Antares, reikia nustatyti jos aukštį ir azimutą. Sprendimas: mums žinomu būdu (pavyzdys 8) apskaičiuojame TG ir datą: Data TL – = = 2009.06.25 19v 50m E W = 2E TG (Data) = 17v 50m (06.25) JN 93 Pagal nustatytą datą ir TG apskaičiuojame VVK: GVKL + ΔGVK GVK + = 168° 58,0’ (p. 126) = = 12° 32,1’ (p. xxvii) 181° 30,1’ E W = 36° 30,0' E VVK = 218° 00,1’ λ Iš JM birželio 25 dienai (p. 126) stulpelyje TG, priešais 17 valandą, nustatome GVKL dydį 168° 58,0’ – stulpelyje Avinas. ΔGVK nustatome iš PP lentelės (geltonieji puslapiai) pagal 50 m (p. xxvii), stulpelyje Avinas, priešais 00 sekundžių, – prieaugio dydį 12° 32,1’. GVKL ir ΔGVK nustatytus dydžius sudedame. Apskaičiavome GVK. Prie jo pridedame laivo ilgumą su atitinkamu ženklu λ WE 36° 30,0' E. Apskaičiavome VVK dydį 218° 00,1’. Išsirenkame trafaretą platumai, kuri artimiausia stebėtojo vietai, mūsų atveju 20°, uždedame jį ant žvaigždėlapio diagramos. Įsitikiname, kad naudojame teisingą žvaigždėlapio diagramos pusę, mūsų atveju – su raide N. Nukreipiame trafaretą taip, kad rodyklė rodytų tinkamą vietinio valandinio kampo Avino taško dydį, mūsų atveju – pagal vidinės laipsnių skalės apskritimą 218°, trafareto centro linija 180/360° eina per diagramos polį, o trafareto centras, pažymėtas kryžiuku, nustatytas ant stebėtojo platumos dydžio, mūsų atveju 23°. Žvaigždėlapyje nustatome pažymėtą žvaigždę Antares, o nuo trafareto atidžiai nuskaitome ieškomos žvaigždės aukštį ir azimutą aukščio ir azimuto kreivių susikirtimo taške, mūsų atveju – aukščio dydį 27°, azimuto dydį 150°. Taigi laivavedys gali pasirinkti žvaigždes, kurias panaudos spręsdamas laivo vietos nustatymo uždavinius. 94 Praktinių įgūdžių ugdy mosi uždaviniai: Data 2009.06.24 2009.10.04 2009.05.03 2009.05.02 2009.06.25 TL 22v 14m 04v 48m 22v 48m 19v 21m 19v 49m 56,4° N 47,7° S 56,9° N 23,9° N 22,8° N λ 18,9° E 84,1° E 20,6° E 71,1° W 36,7° E h* 51,9° 34,1° 21,4° 24,2° 32,1° GKP* 83,6° 148,4° 285,9° 267,3° 147,1° Klausimai: 1. Kas sudaro žvaigždžių ieškiklį? 2. Išvardykite ir apibūdinkite pagrindinius uždavinius, kurie sprenžiami žvaigždžių ieškikliu. 3. Apibūdinkite šviesulių atpažinimo ir jų pavadinimo nustatymo ypatumus. 4. Kokių duomenų reikia norint nustatyti žvaigždės aukštį ir azimutą? 95 5. KOMPASO PAKLAIDŲ NUSTATYMAS Būnant jūroje laivavedžiui labai svarbus kompaso rodmenų tikslumas. Tikslumą patikrinti galima keletu būdų. Pavyzdžiui, galima palyginti kompaso rodmenis su elektroninių navigacijos priemonių, tokių kaip inercinė navigacinė sistema, rodmenimis. Jeigu laive nėra modernios navigacinės aparatūros, laivavedys gali taikyti astronominius pamatuoto ir apskaičiuoto dangaus kūnų azimuto ir amplitudės palyginimo metodus. Skirtumas tarp apskaičiuoto dangaus kūnų azimuto dydžio ir kompaso rodmenų vadinamas kompaso paklaida. Teoriškai ją galima taikyti bet kuriam dangaus kūnui, tačiau azimutui apskaičiuoti dažniausiai naudojama Saulė, žvaigždė ir Šiaurinė žvaigždė, amplitudei – Saulė. 5.1. Kompaso paklaidos nustatymas pagal Saulės azimutą Saulės azimutui apskaičiuoti laivavedžiai naudoja NP 401 arba Pub. 229 „Jūreivystės navigacijos duomenų apdorojimo lenteles“ (toliau – JL). JL sudaro 6 tomai, kas 15° platumos, pavyzdžiui, I tomas – 0°–15°, V tomas – 60°–75° ir t. t. Kompaso paklaidai apskaičiuoti palyginame apskaičiuotą azimutą su nustatytu pelengu pagal kompasą. Norėdami apskaičiuoti azimutą, interpoliuodami lentelėje duotą azimuto kampą suraskite skirtumą tarp lentelėje pateiktų duomenų ir faktinių deklinacijos, platumos ir vietos valandinio kampo dydžių, atlikite trigubą azimuto kampo interpoliaciją žemiau nurodytu būdu. Pavyzdys 20: 2009.05.03, TL = 08v 15m, = 37° 10’ S; λ = 136° 36’ E; TCh =11v 04m 55s; ΔCh = +8m 19s; Saulės GKP = 56,2°, reikia nustatyti GK. 96 Sprendimas: mums žinomu būdu (pavyzdys 10) apskaičiuojame VVK ir d : Data TL – = = 2009.05.03 08v 15m E W = 9E TG (Data) = 23v 15m (05.02) JN TCh + ΔCh TG (Data) = 23v 04m 55s = = +8m 19s 23v 13m 14s (05.02) GVK L = 165° 46,3’ (p. 91) + ΔGVK = 3° 18,5’ (p. viii) = 169° 04,8’ = 136° 36,0’ E = 305° 40,8’ = 15° 38,3’ N (p. 91) Δd (+0,9') = +0,2' (p. viii) d = 15° 38,5’ N GVK + λ E W VVK d + Apskaičiavome VVK ir d . Visus reikiamus dydžius (d, , VVK) surašome į uždavinio sprendimo algoritmo stulpelį Faktiniai duomenys, nurodydami atitinkamus ženklus. 97 125,1° -0,7° 21,5’ -0,2° 37° 306° 125,8° 125,8° 126,0 125,0° +0,2° -0,8° 10,0’ 19,2’ 0,0° -0,3° Paklaida (Ap skirt x Prieaug. 60) 125,8° Prieaugis 16° Ap skirtumas (AL – Ap) Azimutai (AL) iš (JL) lentelės 37° 10,0’ S VVK 305° 40,8’ Pagrindiniai azimutai (Ap) 15° 38,5’ N Pagrindiniai argumentai Faktiniai duomenys Dydis d Bendra -0,5° Pagrindinis Ap 125,8° Bendra Ap Aap GKP -0,5° 125,3° 54,7° 56,2° GK -1,5° Kiekvienam iš faktinių duomenų nustatome pagrindinio argumento dydį. Laikydamiesi šios taisyklės, jeigu minučių skaičius didesnis nei 30’, faktinį dydį padidiname vienu laipsniu, jeigu mažesnis – paliekame faktinį laipsnių dydį, mūsų atveju d faktinis dydis 15° 38,5’, pagrindinio argumento dydis bus 16°, analogiškai ir kitiems argumentams 37° 10,0’, bus 37°, VVK 305° 40,8’, bus 306°. Nustatėme pagrindinius argumentus. Pasirenkame atitinkamą JL tomą, mūsų atveju trečią. Remdamiesi nustatytais pagrindiniais argumentais, nustatome mums reikiamą JL puslapį pagal ir d pavadinimus: su vienodais ženklais (N, N arba S, S), su priešingais ženklais (N, S arba S, N). Mūsų atveju priešingi – S, N. Įtraukiame į JL nustatytą puslapį pagrindinių argumentų dydžius. Mūsų atveju: d 16°, 37°, VVK 306°, ir nustatome pagrindinio azimuto dydį Ap 125,8°. Dar kartą įvedame į JL tuos pačius ir VVK argumentus, tačiau d turi būti 1 didesnis arba mažesnis už pagrindinį d argumentą, atsižvelgiant į tai, faktinė d yra didesnė ar mažesnė už pagrindinį, 98 mūsų atveju d mažesnė (15°), nustatėme AL 125,1°, įrašome į stulpelį AL. Vėl įvedame į JL pagrindinius d ir VVK argumentus, tik turi būti 1 laipsnių didesnis arba mažesnis už pagrindinį , atsižvelgiant į tai, faktinis didesnis (38°) ar mažesnis už pagrindinį, mūsų atveju didesnis, nustatėme AL 126,0°, įrašome į stulpelį AL. Dar kartą įvedame į JL pagrindinius d ir , tik VVK turi būti 1 didesnis arba mažesnis už pagrindinį, atsižvelgiant į tai, faktinis VVK yra didesnis ar mažesnis už pagrindinį, mūsų atveju – mažesnis (305°), nustatėme AL 125,0°, įrašome į stulpelį AL. Apskaičiuokite skirtumą tarp azimutų iš lentelės ir pagrindinių azimutų, įrašykite atitinkamai į stulpelį Ap skirtumas, mūsų atveju -0,7°, +0,2°, -0,8° su atitinkamais ženklais. Apskaičiuokite faktinių duomenų prieaugius, palygindami su pagrindiniais argumentais, įrašykite atitinkamai į stulpelį Prieaugis, mūsų atveju 21,5’, 10,0’, 19,2’. Prieaugių dydžiai be ženklų. Apskaičiuokite pagal formulę (Ap skirtumas х prieaugis 60) atitinkamai kiekvienam argumentui paklaidą ir įrašykite į stulpelį Paklaida, mūsų atveju -0,2°, 0,0°, -0,3°. Apskaičiuokite bendrą , sudėdami visas paklaidas atitinkamai jų ženklams, mūsų atveju -0,5°. Apskaičiuokite GK, Ap = Ap pagrindinis ± bendra . Ap pervedame į Aap santykiu: šiaurinėje platumoje VVK 180, tai Aap = Ap; VVK 180, tai Aap = 360 – Ap; pietinėje platumoje VVK 180, tai Aap = 180 – Ap; VVK 180, tai Aap = 180 + Ap; mūsų atveju S, VVK 180, Aap = 180 – 125,3° = 54,7°. Apskaičiavome Aap . Iš Aap atimame GKP , skirtumas, turint atitinkamą ženklą, ir bus GK, mūsų atveju Aap 54,7°, minus GKP 56,2°, GK -1,5°. Apskaičiavome GK. Analogiškai ir pagal žvaigždės azimutą apskaičiuojama kompaso paklaida. 99 Praktinių įgūdžių ugdy mosi uždaviniai: Data TL λ GKP TCh ΔCh 2009.12.23 2009.05.01 2009.12.21 2009.06.24 2009.05.02 06v 20m 07v 50m 08v 39m 17v 15m 15v 50m 48° 11’ S 32° 50’ S 36° 52’ N 36° 33’ N 32° 53’ S 165° 11’ W 10° 22’ W 11° 26’ E 22° 07’ E 9° 43’ W 105,5° 55,4° 130,1° 288,9° 297,3° 5v 10m 07s 8v 51m 15s 7v 26m 40s 4v 09m 00s 4v 45m 10s +8m 08s -2m 00s +9m 39s +4m 16s +4m 11s TCh ΔCh Data TL λ 2009.10.01 19v 10m 34° 51’ S 26° 36’ E 2009.05.04 02v 45m 54° 37’ N 178° 01’ E 2009.10.01 04v 27m 61° 45’ N 177° 53’ W 2009.04.30 20v 10m 44° 37’ N 136° 41’ W 2009.12.22 04v 51m 22° 47’ S 36° 19’ W GKP* Žvaigždė 346,9° Vega 65,7° Alpheratz 95,7° Regulus 137,0° Spica 55,0° Arcturus 5v 12m 57s -3m 40s 2v 42m 15s -2m 07s 4v 20m 00s +2m 15s 5v 06m 10s +3m 09s 6v 45m 10s +4m 00s 5.2. Kompaso paklaidos nustatymas pagal Šiaurinės žvaigždės azimutą Šiaurinės žvaigždės lentelėse apskaičiuotas Šiaurinės žvaigždės azimutas platumoms, esančioms tarp pusiaujo ir 65° N. Šios lentelės yra JM puslapiuose 274, 275, 275. Kompaso paklaidai apskaičiuoti reikia palyginti Šiaurinės žvaigždės pelengą pagal kompasą su lentelėje duotomis reikšmėmis. Į šias lenteles įvedami argumentai yra pavasario lygiadienio – Avino taško vietinis valandinis kampas ir stebėtojo platuma. 100 Pavyzdys 21: 2009.09.30, TL = 23v 50m, = 38,9° N; λ = 19,6° W, Šiaurinės žvaigždės GKP = 357,9°, reikia apskaičiuoti GK. Sprendimas: mums žinomu būdu apskaičiuojame VVK: Data TL – = = 2009.09.30 23v 50m JN W E = 1W TG (Data) TG (Data) = = 24v 50m (10.01) 00v 50m (10.01) GVKL + ΔGVK GVK + = 9° 51,7’ (p. 192) = = 12° 32,1’ (p. xxvii) 22° 23,8’ λW E = 19° 36,0’ W VVK = 2° 47,8’ (2,8°) Apskaičiavome VVK. JM p. 274 įveskite į Šiaurinės žvaigždės azimuto lentelę apskaičiuotą VVK, mūsų atveju žiūrėkite į VVK stulpelį tarp 0° ir 9°, leiskitės žemyn, suraskite artimiausią reikšmę duotai platumai, mūsų atveju 40°. Ties ir VVK reikšmių susikirtimo vieta nuskaitykite Šiaurinės žvaigždės azimuto dydį, mūsų atveju bus 0,5°. Kadangi lentelėje pateiktų reikšmių prieaugis yra mažas, pakanka vizualinės interpoliacijos: AL dydis minus GKP dydis, apskaičiuosime GK, mūsų atveju bus +2,6°. VVK AL – GKP GK = = 2,8° 0,5° = = 357,9° +2,6° 101 Praktinių įgūdžių ugdy mosi uždaviniai: Data 2009.06.25 2009.12.24 2009.06.30 2009.04.30 2009.10.02 TL 20v 38m 02v 20m 21v 50m 23v 25m 02v 40m 48,1° N 10,5° N 20,1° N 18,5° N 19,7° N λ 62,2° E 58,0° E 132,0° W 80,0° W 91,0° E GKP* 1,5° 358,9° 2,1° 0,5° 2,7° Klausimai: 1. Apibūdinkite Saulės azimuto skaičiavimo ypatumus. 2. Paaiškinkite, kuo skiriasi žvaigždės ir Saulės azimutų skaičiavimas. 3. Kuo skiriasi kompaso paklaidos nustatymas pagal Šiaurinę žvaigždę ir Saulę? 102 6. UŽDAVINIŲ LAIVO VIETAI NUSTATYTI SPRENDIMAS 6.1. Laivo vietos nustatymas stebint žvaigždes Pavyzdys 22: 2009.06.25, TL = 20v 15m, = 39° 15,0' N, λ = 31° 15,6' W, stebėjome žvaigždes Spica ir Rasalhague, atitinkamai hs1 = 39° 45,7', hs2 = 42° 13,2' ir TCh1 = 10v 09m 13s, TCh2 = 10v 13m 49s, ΔCh = +0m 02s; indekso paklaida i = +4,0'; akies aukštis Ah = 14,5m, temperatūra t° = +20 °C; atmosferos slėgis p = 1020 mb. Reikia apskaičiuoti observuotą laivo vietą. Sprendimas: mums žinomu būdu apskaičiuojame žvaigždės aukštį ho* (pavyzdys 14), Grinvičo laiką TG, žvaigždės VVK* datą ir vietinį valandinį kampą (pavyzdys 9): Šviesulys Spica Rasalhague hs * = 39° 45,7' 42° 13,2' i = +4,0' +4,0' hp* = 39° 49,7' 42° 17,2' Δe = -6,7' (lentelė A2) -6,7' (lentelė A2) hr * + Δhr* = 39° 43,0' 42° 10,5' = -1,2' (lentelė A2) -1,1' (lentelė A2) * (p / tº) = ±0,0' (lentelė A4) ±0,0' (lentelė A4) ho* = 39° 42,8’ 42° 09,4’ + + + 103 Data TL – = = 2009.06.25 20v 15m 2009.06.25 20v 15m JN W E = 2W 2W TG (Data) = 22v 15m (06.25) 22v 15m (06.25) TCh + ΔCh TG (Data) = 10v 09m 13s 10v 13m 49s = = +0m 02s 22v 09m 15s (06.25) +0m 02s 22v 13m 51s (06.25) GVKL + ΔGVK + ŽVK GVK* + = 244° 10,3’ (p. 126) = 2° 19,1’ (p. vi) = = 158° 54,3’ (p. 126) 395° 23,7’ λW E = 31° 15,6' W VVK* d* = = 4° 08,1’ (-360) 11° 12,8’ S (p. 126) 244° 10,3’ (p. 126) 3° 28,3’ (p. viii) 98° 08,8’ (p. 126) 345° 37,4’ 31° 15,6' W 314° 21,8’ 12° 33,2’ N (p. 126) 104 Apskaičiavome žvaigždžių Spica ir Rasalhague: ho, TG, datą ir VVK pagal mums žinomus algoritmus (pavyzdžiai 9, 14). Pagal laivo platumą pasirenkame atitinkamą JL tomą, mūsų atveju trečią. Nusistatome mums reikalingą puslapį pagal VVK*, d* ir , mūsų atveju *Spica VVK* 4° 08,1’, d* 11° 12,8’ S, 39° 15,0' N bus p. 193. Atsižvelgdami į VVK* 4°, d* 11°, 39°, nustatome hL 39° 51,7’, Ap 174,9° ir d -59,9’ ir įrašome į uždavinio sprendimo algoritmą. Apskaičiuojame bendrą paklaidą, 12,8'59,9' mūsų atveju dydis 12,8' , reikia neužmiršti d ženklo. 60' Prie hL pridedame bendrą atitinkamai ženklui, apskaičiavome hp. Iš ho atėmę hp, nustatėme h dydį +3,9’. d prieaugis d interp. koefic. hL (lent.) Bendra 12,8’ -59,9’ (p. 193) 26,8’ +39,4’ 39° 51,7’ (p. 193) -12,8’ 41° 52,8’ +17,6’ hp 39 38,9’ (p. 193) 42 10,4’ ho 39° 42,8’ 42° 09,4’ h +3,9’ -1,0’ Ap 174,9° (p. 193) 109,7° Aap 185,1° 109,7° Pasinaudoję mums žinomu santykiu pavyzdyje 20, pusapskritiminį azimutą pervedame į apskritiminį azimutą. Šis dėsnis išspausdintas kiekviename JL puslapyje. Nustatėme Aap dydį 185,1°. Apskaičiavę h ir Aap galime nubrėžti LPL. Atlikę analogiškus skaičiavimus kitai žvaigždei, mūsų atveju *Rasalhague, galime nubrėžti antrą LPL, o jų susikirtimo vieta bus laivo observuota vieta. LPL brėžimas ir OV nustatymas aprašytas skirsnyje 1.15. Iš 6.1 paveikslo lengvai galime nuskaičiuoti OV koordinates. Mūsų atveju bus o = 39° 11,3' N; λo = 31° 21,0' W. 105 6.1 pav. LPL brėžimas, nustatant observuotą laivo vietą Praktinių įgūdžių ugdy mosi uždaviniai: Data TL 2009.06.26 18v 45m 2009.05.04 05v 50m 2009.06.24 01v 53m 2009.10.01 05v 19m 2009.05.03 05v 18m 106 TCh ΔCh 06v 40m 30s -4m 01s 11v 31m 00s -50m 33s 03v 00m 45s -20m 09s 08v 18m 10s +0m 15s 05v 20m 55s -7m 18s λ 0° 02,5’ N 0° 01,8’ E 13° 21,9’ S 105° 24,5’ E 50° 02,0’ 11° 15,2’ W 54° 04,7’ N 43° 26,5’ W 10° 11,2’ S 0° 02,0’ E hs Žvaigždė 37° 24,7’ Alphard 31° 39,1’ Vega 26° 37,1’ Mirfak 31° 22,0’ Hamal 38° 15,0’ Antares i Ah +0,8' 10,9 -2,2' 12,5 +0,3' 8,1 +1,9' 12,0 +1,5' 9,8 t° p +25 1010 +20 1020 +5 1045 +5 1000 +30 1030 6.2. Laivo vietos nustatymas stebint Saulę Laivo vietos nustatymas, remiantis Saulės stebėjimais skirtingu laiku, turi kai kurių ypatumų. Reikėtų, kad azimutų skirtumas būtų ne mažesnis nei 30°, tai reiškia, kad laiko tarpas tarp stebėjimų turi būti apie 3 valandos. Tariamosios laivo vietos koordinatės naudojamos atitinkamai stebėjimams – pirmojo ir antrojo stebėjimų laiku. LPL brėžiamos iš antrojo stebėjimo laivo vietos tariamų koordinačių. Tokia observuota laivo vieta vadinama apskaičiuota observuota arba perkelto pelengo vieta. Taip nustatyta laivo vieta laikoma mažiau patikima už observuotą. Perkelto pelengo metodu laivo vietai nustatyti paprastai naudojama Saulė, retai – Saulė ir Mėnulis arba žvaigždė ir Saulė. Pavyzdys 23: 2009.10.02, stebėjome Saulės apatinį kraštą, atitinkamai: TL1 = 08v 25m, 1 = 38° 42,0' N, λ1 = 164° 15,1' E, hs1= 25° 18,0', TCh1 = 09v 27m 42s, ΔCh1 = -5m 30s, i1 = -2,0', Ah1 = 12,3 m, t° = +20 C, p = 1020 mb, TL2 = 11v 40m, 2 = 38° 54,5' N, λ2 = 163° 03,1' E, hs2 = 46° 20,2', TCh2 = 00v 50m 51s, ΔCh2 = -5m 31; i2 = -1,9', Ah2 = 12,3 m; t° = +25 °C, p = 1025 mb, reikia apskaičiuoti observuotą laivo vietą. Sprendimas: mums žinomu būdu apskaičiuojame Saulės apatinio krašto aukštį ho, kuris aprašytas pavyzdyje 15, Grinvičo laiką TG, datą, vietinį valandinį Saulės kampą VVK ir deklinaciją d (pavyzdys 10): Šviesulys hs = Saulė Šviesulys Saulė 25° 18,0' hs = 46° 20,2' + + i = -2,0' i = -1,9' hp = 25° 16,0' hp = 46° 18,3' + + Δe = -6,2' (lentelė A2) Δe = -6,2' (lentelė A2) hr = 25° 09,8' = 46° 12,1' hr 107 + Δhr = +14,2' A2) + (lentelė Δhr + = +15,3' A2) (lentelė = ±0,0' (lentelė A4) = 46° 27,4’ + (p / tº) = ho = Data TL – + 0,1' (lentelė (p / tº) A4) 25° 24,1’ ho = = 2009.10.02 08v 25m = = 2009.10.02 11v 40m E W = 11 E = 11 E TG (Data) = 21v 25m (10.01) = 00v 40m (10.02) JN TCh + ΔCh TG (Data) = 09v 27m 42s = 00v 50m 51s = = -5m 30s 21v 22m 12s (10.01) = = -5m 31s 00v 45m (10.02) 20s = 137° 37,6’ (p. 193) = 182° 38,2’ (p.193) ΔGVK = 5° 33,0’ (p. xiii) = 11° 20,0’ (p. xxiv) GVK + = 143° 10,6’ = 193° 58,2’ E W = 164° 15,1' E = 163° 03,1' E VVK = 307° 25,7’ = 357° 01,3’ d = 3° 29,7’ S (p. 193) = 3° 32,6’ S (p. 193) = -0,4' (p. xiii) = - 0,8' (p. xxiv) = 3° 29,3’ S = 3° 31,8’ S GVK L + λ + Δd (-1,0’) d 108 d prieaugis d interp. koefic. hL (lent.) Bendra 29,3’ -43,6’ (p. 291) 28,2’ -59,8’ (p. 191) 25° 43,8’ (p. 291) -21,3’ 46° 54,6’ (p. 191) -28,1’ hp 25° 22,5’ 46° 26,5’ ho 25° 24,1’ 46° 27,4’ h +1,6’ +0,9’ Ap 117,7° (p. 291) 175,6° (p. 191) Aap 117,7° 175,6° Remdamiesi mums žinomu santykiu pavyzdyje 20, pusapskritiminį azimutą pervedame į apskritiminį azimutą. Šis dėsnis išspausdintas kiekviename JL puslapyje. Nustatėme h1 dydį + 1,6’ ir Aap1 dydį 117,7°; h2 dydį +0,9’ ir Aap2 dydį 175,6°. LPL brėžimas ir OV nustatymas aprašytas skirsnyje 1.15. Iš 6.2 paveikslo lengva nuskaičiuoti OV koordinates. Mūsų atveju bus o = 38° 58,9' N; λo = 163° 06,5' E. 6.2 pav. Nustatant observuotą laivo vietą brėžiamas LPL 109 Praktinių įgūdžių ugdy mosi uždaviniai: Data TL 2009.05.02 07v 38m 2009.05.02 10v 45m 2009.12.22 04v 45m 2009.12.22 07v 50m 2009.06.26 11v 10m 2009.06.26 13v 47m TCh ΔCh 9v 30m 54s +5m 15s 0v 34m 46s +5m 15s 7v 42m 50s +2m 38s 10v 46m 31s +2m 38s 03v 11m 21s -2m 20s 05v 47m 26s -2m 20s λ 35° 32,0’ N 150° 13,0’ E 35° 06,0’ N 149° 28,7’ E 59° 30,9’ S 134° 17,1’ E 59° 05,2’ S 132° 57,5’ E 53° 00,7’ S 64° 55,2’ W 53° 00,7’ S 65° 55,0’ W hs Vk/Ak 28° 58,6’ Ak. 63° 16,7’ Ak. 10° 58,3’ Ak. 32° 57,6’ Ak. 11° 52,1’ Ak. 11° 42,5’ Ak. i Ah -1,9' 16,6 -1,8' 16,6 -1,6' 6,8 -1,5' 6,8 +3,2' 10,9 +3,2' 10,9 t° p +25 1010 +25 1010 +15 1015 +5 1010 +5 1020 +10 1015 6.3. Laivo observuotos platumos nustatymas stebint Šiaurinę žvaigždę Kadangi Šiaurinė žvaigždė visada yra maždaug 1 nuo Šiaurės ašigalio, jos aukštis, pritaikius keletą nedidelių pataisų, bus lygus sekstantu išmatuotam aukščiui. Dėl šios aplinkybės Šiaurinė žvaigždė yra labai svarbi navigacinė žvaigždė šiauriniame pusrutulyje. Pataisos būtinos, nes Šiaurinė žvaigždė sukasi maža orbita aplink Šiaurės ašigalį. Kai Šiaurinės žvaigždės aukštis lygus ašigalio aukščiui, pataisa lygi nuliui. Dviejuose savo orbitos taškuose jis yra tiesioje linijoje tarp ašigalio ir stebėtojo arba šioje, arba kitoje ašigalio pusėje. Šiuose taškuose pataisa yra maksimali. Pavyzdys 24: 2009.05.03, stebėjome Šiaurinę žvaigždę TL = 05v 15m, = 28° 10,3' N, λ = 129° 52,5' E, hs = 28° 05,9', TCh = 08v 15m 41s, ΔCh = -2m 26s, i = -1,2', Ah = 13,5 m; t° = +20 °C, p = 1020 mb. Reikia apskaičiuoti observuotą laivo platumą. 110 Sprendimas: mums žinomu būdu apskaičiuojame žvaigždės aukštį ho*, kuris aprašytas pavyzdyje 14, Grinvičo laiką TG, datą, vietinį valandinį kampą Avino taško VVK (pavyzdys 10). Šviesulys Šiaurinė * hs * = 28° 05,9' i = -1,2' hp* = 28° 04,7' Δe = -6,5' (lentelė A2) hr * + Δhr = 27° 58,2' = -1,9' (lentelė A2) (p / tº) = +0,1' (lentelė A4) ho* = 27° 56,4’ + + + Data TL – = = 2009.05.03 05v 15m JN W E = 9E TG (Data) = 20v 15m (05.02) TCh + ΔCh TG (Data) = 08v 15m 41s = = -2m 26s 20v 13m 15s (05.02) 111 GVKL + ΔGVK GVK + = 160° 51,9’ (p. 90) = = 3° 19,3’ (p. viii) 164° 11,2’ E W = 129° 52,5’ E VVK = 294° 03,7’ λ Sprendžiant šį uždavinį, taikome lygtį: o = ho* – 1 + a0 + a1 + a2, kur: ho* – sekstantu pamatuotas aukštis (hs), pakoreguotas kaip ir bet kurios kitos žvaigždės duomenų apdorojimo atveju (pavyzdys 14). Paklaida (-1) yra pastovus dydis, o a0, a1 ir a2 yra paklaidų dydžiai, paimti iš JM Šiaurinės žvaigždės lentelių, mūsų atveju p. 276. Visos trys paklaidos visada teigiamos. Norint nustatyti paklaidų dydį, reikia į lenteles įvesti šiuos dydžius: VVK, , metų mėnesį. Įveskite į Šiaurinės žvaigždės lentelę apskaičiuotą VVK dydį 294° 03,7’, pirmoji pataisa a0 yra tiktai VVK funkcija. Įeikite į lentelės stulpelį su mūsų VVK laipsnių dydžiu 294°, diapazonas šiuo atveju stulpelis 290–299. Skaičiai kairėje a0 pataisos stulpelio pusėje reiškia pilnus VVK laipsnius. Interpoliuodami nustatykite tikrąją a0 paklaidą. Mūsų atveju VVK 294° 03,7’, a0 paklaida, kai VVK 294°, yra 1 11,1'; kai VVK 295°, 1 10,4', taigi a0 paklaida, kai VVK 294° 03,7’, bus 1 11,1'. Norėdami apskaičiuoti paklaidą a1 įveskite į a1 paklaidos lentelę 28° 10,3' N, likdami 290–299 VVK stulpelyje, interpoliuoti čia nereikia, paprasčiausiai pasirinkite platumą, artimiausią laivo . Mūsų atveju 30 N. Paklaida a1, atitinkanti VVK diapazoną 290– 299, ir 30 N bus 0,5'. Galiausiai apskaičiuokite a2 paklaidą, pasilikite 290–299 VVK stulpelyje, a2 paklaidų lentelėje, leiskitės stulpeliu žemyn iki reikalingo mėnesio, mūsų atveju – gegužės, paklaida bus 0,3'. 112 Susumuokite pataisas, nepamiršdami, kad visos trys yra teigiamos. Iš gautos sumos atimkite 1 ir apskaičiuosite bendrą paklaidą, mūsų atveju +11,'. Pridėję arba atėmę gautą reikšmę atitinkamai paklaidos ženklams iš ho*, apskaičiuosite laivo , mūsų atveju – 27° 56,4’ + 11,' bus 28 08,3' N. A0 + A1 + A2 Σ + Pastovi Δ Bendra Δ + ho* o = 1 11,1' (p. 276) = 0,5' (p. 276) = = 0,3' (p. 276) 1 11,9' = = -1 00,0' + 11,' = = 27° 56,4’ 28 08,3' N Praktinių įgūdžių ugdy mosi uždaviniai: Data TL 2009.10.01 18v 40m TCh ΔCh 10v 30m 00s +6m 17s 2009.12.21 06v 15m 2009.06.26 21v 10m 2009.05.04 03v 25m 2009.10.03 18v 10m 9v 20m 20s +7m 07s 9v 10m 55s -1m 41s 3v 18m 50s +3m 27s 03v 05m 45s +3m 31s 32° 48,0’ N 41° 32,7’ W 47° 31,2’ N 4° 54,7’ W 57° 10,2’ N 174° 28,1’ E 12° 22,7’ S 46° 25,2´ E λ 21° 58,5’ N 63° 14,0’ W hs Šiaurinės* 21° 59,6’ i Ah -2,7' 10,5 t° p +27 1000 32° 10,5’ + 2,0' 13,5 -1,6' 10,1 -3,9' 13,5 +2,5' 13,6 +20 1010 +15 1015 +5 1010 +23 1018 46° 51,3’ 56° 47,5’ 12° 19,6’ 113 Klausimai: 1. Išvardykite pagrindinius LPL brėžimo argumentus. 2. Apibūdinkite laivo vietos nustatymo algoritmą, remdamiesi žvaigždės stebėjimais. 3. Apibūdinkite laivo vietos nustatymo algoritmą, remdamiesi Saulės stebėjimais. 4. Apibūdinkite laivo vietos nustatymo ypatumus algoritme, remdamiesi Šiaurinės žvaigždės stebėjimais. 114 LITERATŪRA Astronomija. Prieiga internetu: http// astronomija.lt/enciklopedija/ index.php/Astronomija. Mokomoji knyga vadovaujančio lygmens laivavedžiams. (2011). Sud. V. Senčila. Klaipėda: KU l-kla. NP 401 (3): Sight Reduction Tables for Marine Navigation. (1985). Nr. 3, Lat 30°–45°. British Admiralty. Požela, A. P. (2008). Jūreivystės astronomija. Klaipėda: KU l-kla. The Nautical Almanac 2009. Prieiga internetu: navsoft.com/ downloads.html Черниев, Л. Ф. (1984). Задачник по мореходной астрономии. Москва. 115 ŽODYNAS Lietuviškai Angliškai . . RA Aries Diff. Lat. Long. (p / tº) ch e h CE Dip Diff. intercept hr R. i Pd I 116 SD Paaiškinimas Saulė Mėnulis Žvaigždė, žvaigždinis Rektascensija Avino taškas, pavasario lygiadienio taškas Skirtumas, paklaida, poliarinis nuotolis GVK papildas, kuris keičiasi nuo priimto dydžio per vieną valandą (korekcijos veiksnys – koeficientas) Platuma Ilguma Papildoma paklaida (slėgio ir temperatūros) Ilguma, dydis keičiasi nuo 0° iki +180° rytų kryptimi ir nuo 0° iki –180° vakarų kryptimi; rytinėje Žemės dalyje teigiama, vakarinėje neigiama Platuma, dydis keičiasi nuo 0° iki +90° šiaurinėje Žemės pusrutulio dalyje ir nuo 0° iki –90° – pietinėje Chronometro pataisa Stebėtojo akies aukščio pataisa Aukščių skirtumas, atkarpa = ho – hp, azimuto kryptimi (+), priešinga (-) Regimojo aukščio paklaida (refrakcijos pataisa, kai T = 10 °C; slėgio = 1010 mb) Sekstanto indekso paklaida Pusskersmens paklaida Aap Zn Ah Akr Ap Ht. of Eye LL Z Ap skirt d d () Z Diff. d d Dec. GPS GV GVK GPS GP GHA GŽL hL ho GST ht H o, h o HP hp HP H c, h c HP HP hr ha hs hs Tikrasis, apskritiminis azimutas, skaičiuojamas nuo 0° iki 360° pagal laikrodžio rodyklę Stebėtojo akies aukštis Apatinis kraštas Pusapskritiminis azimutas (dar vadinamas azimutiniu kampu), skaičiuojamas nuo 0° iki 180°, žymint pradžią (N arba S) ir kryptį (E arba W) Azimuto kampų skirtumas Korekcijos veiksnys (koeficientas) Deklinacija, dydis keičiasi nuo +90° prie Šiaurės poliaus iki –90° prie Pietų poliaus Globalinė padėties nustatymo sistema Šviesulio geografinė vieta Grinvičo valandinis kampas: keičiasi nuo 0° iki 360°, pradedant Grinvičo dienovidiniu vakarų kryptimi, didėdamas iki 360° grįžus į Grinvičo dienovidinį Grinvičo žvaigždinis laikas Aukštis iš lentelės Observuotas aukštis: lygus regimasis aukštis, pakoreguotas refrakcijos, paralakso ir pusskersmens paklaidomis Horizontalus paralaksas arba jo pataisa Apskaičiuotas aukštis: virš horizonto – teigiamas, žemiau horizonto – neigiamas; dydis keičiasi nuo +90° prie Zenito iki – 90° prie Nadyro Saulės, Mėnulio Veneros ir Marso horizontinis paralaksas Regimasis aukštis: sekstantu pamatuotas aukštis, pakoreguotas e ir i Aukštis, pamatuotas sekstantu 117 JL JM JN LPA LPL m Pa SRT Almanac ZD LOC LOP m PA Pd. PL SD UTC RVV s Sk Sp SV t Tch TG (PL) LAN s F SD DR S C GMT (UT) TJ TK ZMT T TL TP (Aap) WT Zn TV TŽ v Vkr LMT LST h UL 118 Duomenų apdorojimo lentelės jūrininkams Jūreivystės metraštis Juostos numeris Laivo padėties apskritimas Laivo padėties linija Minutės Saulės, Mėnulio, Veneros ir Marso aukščių paralaksas Saulės ir Mėnulio pusskersmuo (spindulys) Koordinuotas universalusis laikas, dar vadinamas pasauliniu laiku Vietinis regimasis vidurdienis Sekundės Skuba Spindulys (Saulės, Mėnulio) Tariama (apskaičiuota) vieta Šviesulio valandinis kampas Chronometro laikas Grinvičo laikas, dar vadinamas pasauliniu laiku Juostinis vidutinis laikas Tikrasis kursas: matuojamas nuo N polio laikrodžio rodyklės kryptimi nuo 0° iki 360° Laivo laikrodinis laikas Tikrasis pelengas (apskritiminis azimutas): matuojamas nuo tikrojo Šiaurės poliaus per rytus, pietus, vakarus ir grįžta į šiaurę; dydis keičiasi nuo 0° iki 360° Vietinis vidutinis laikas Vietinis žvaigždinis laikas Valandos Viršutinis kraštas VL VRL VVK S LAT LHA Ž ŽVK S SHA Vėluoja Vietinis regimasis laikas Vietinis valandinis kampas = (GVK + ): matuojamas išilgai pusiaujo nuo pietų pusės dangaus dienovidinio į vakarus nuo 0° iki 360° Žvaigždė, žvaigždinis Žvaigždinis valandinis kampas: kampas prie pakilaus dangaus poliaus tarp valandinio apskritimo taško ir žvaigždės valandinio apskritimo dangaus sferoje; dangaus sferoje ilguma išreiškiama ŽVK; šviesulio ŽVK matuojamas į vakarus nuo taško (dar vadinamas nuliniu dienovidiniu) nuo 0° iki 360° 119 PRIEDAI 1 priedas Saulės stebėjimais nustatytos laivo vietos tikslumo įvertinimas Observuotos laivo vietos tikslumas įvertinamas apytiksliai pagal vidutinės kvadratinės paklaidos (VKP) formulę: 2 mn2 mz2 M = sin( A ) , čia: mn – vidutinė kvadratinė paklaida LPL; mz – vidutinė kvadratinė paklaida, kai nustatome laivo vietą antrame Saulės stebėjimo laike, įskaitant paklaidą, kuri susidaro skaičiuojant laivo kelią tarp pirmo (LPL1) ir antro (LPL2) Saulės stebėjimų; A = A2 – A1 – tai azimutų skirtumas tarp LPL1 ir LPL2. mz taip skaičiuojama: nustatome Saulės kursinį kampą pirmojo stebėjimo laiku: q = A1 – PK; pasinaudoję lentelėje esančiais dydžiais ms, mk ir q, nustatome VKP dydį laivui nuplaukus 10 j.m. atstumą; plaukimo atstumą (PA) tarp dviejų stebėjimų apskaičiuosime pagal formulę: PA = (T2 – T1) · V; VKP antroje laivo padėties linijoje (LPL2) galime apskaičiuoti pagal formulę: mz = m · PA / 10. 120 Lentelė VKP dydžiui nustatyti, laivui nuplaukus 10 j.m. atstumą ms mk q 0° 10° 20° 30° 40° 50° 60° 70° 80° 90° 1% 0,5° 0,100 0,100 0,099 0,097 0,095 0,093 0,091 0,089 0,088 0,087 2% 1° m 0,200 0,199 0,197 0,194 0,190 0,185 0,181 0,178 0,175 0,175 3% 2° 0,400 0,302 0,306 0,313 0,321 0,330 0,337 0,344 0,348 0,349 4% 3° 0,400 0,404 0,416 0,434 0,455 0,476 0,496 0,511 0,520 0,524 q 180° 170° 160° 150° 140° 130° 120° 110° 100° 90° 121 2 priedas Žvaigždžių stebėjimais nustatytos laivo vietos tikslumo įvertinimas Observuotos laivo vietos tikslumo įvertinimas nustatomas apytiksliai pagal vidutinės kvadratinės paklaidos (VKP) formulę: M = k · 2 · mn / N = 2,5 · mn / N, čia: k – netolygiojo skirstinio šviesulių azimutų horizonte koeficientas, lygus 1,25; mn – vidutinė kvadratinė laivo padėties linijos paklaida (VKP); N – laivo padėties linijų (LPL), nustatant laivo vietą, skaičius. 122 3 priedas Žinių vertinimas Vertini- Būtinų žinių Vertinimo Vertinimo kriterijai mas apimtis (%) žodinė išraiška puikiai Jeigu visos užduotys atliktos be 10 96–100 klaidų, medžiaga išdėstyta sklandžiai, nepateikiant papildomų klausimų, žinios viršija užsiėmimuose pateiktos medžiagos lygį labai gerai Jeigu visos užduotys atliktos be 9 91–95 klaidų, studentas geba sąmoningai apibendrinti, daryti išvadas, neviršydamas per paskaitas suteiktų žinių gerai Jeigu atsakymas teisingas, bet 8 81–90 parengtas tik remiantis per užsiėmimus gautomis žiniomis ir faktais (ryškus mechaninis žinių atkartojimas) vidutiniškai Jeigu medžiagą žino gerai, tačiau 7 71–80 mintis dėsto nesklandžiai, daro kai kurias esmines klaidas patenkinamai Jeigu mokymo medžiaga išmokta, 6 61–70 tačiau atsakymuose daug netikslumų, savarankiškai nemąsto, ryškus mechaninis sąvokų, faktų ar reiškinių atkartojimas, nedarant išvadų ar apibendrinimų 123 124 5 51–60 silpnai 4 41–50 nepatenkinamai 3 31–40 nepatenkinamai 2 21–30 nepatenkinamai 1 0–20 nepatenkinamai Jeigu mokymo medžiaga išmokta vidutiniškai, yra ryškių, esminių žinių spragų, žino tik terminus, sąvokas ar rodiklius, bet nesugeba jų paaiškinti ar vertinti. Atsako tik į iki 60 % dėstytojo pateiktų papildomų klausimų Jeigu mokymo medžiaga žinoma tik paviršutiniškai, yra ryškių, esminių žinių spragų, žino tik pavienius terminus, sąvokas ar rodiklius. Atsako tik į 50 % dėstytojo pateiktų klausimų Jeigu mokymo medžiaga išmokta mažiau negu 40 %, nežino atsakymų į kai kuriuos klausimus ar tam tikrų skyrių medžiagos, neatsako ar klaidingai atsako į 75 % dėstytojo pateiktų papildomų klausimų Jeigu mokymo medžiaga neišmokta, tik girdėta, žinomi tik jos fragmentai Jeigu programinė medžiaga visai nežinoma arba neatsakinėja į klausimus 4 priedas Teorinių ir praktinių žinių vertinimo metodika Vertinimas sudaro: teorinės žinios – 40 %, praktikumai (uždavinių sprendimas) – 60 %. Vertinimo pavyzdys: Pažymys iš teorinės kurso dalies – 7 balai: 7 x 0,4 = 2,80 balo. Pažymys iš praktikumų – 5 balai: 5 x 0,6 = 3,00. Rezultatas: 2,80 + 3,00 = 6,00. Galutinis įvertinimas – 6 balai. 125 5 priedas Teorinių žinių ir praktikumų rezultatų vertinimo klausimai 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 126 Pateikite glaustą astronominės navigacijos istoriją. Paaiškinkite ir apibendrinkite astronominės navigacijos esmę. Išvardykite ir apibūdinkite pagrindinius dangaus sferos elementus. Išvardykite ir apibūdinkite astronomijoje taikomus nuotolius. Paaiškinkite sąvoką žvaigždžių ryškis. Išvardykite Saulės sistemos elementus ir juos apibūdinkite. Apibūdinkite Mėnulio fazių ciklus ir jų poveikį jūroms. Paaiškinkite sąvoką sinodinis mėnuo. Išvardykite planetas, kurios naudojamos jūreivystės astronomijoje. Paaiškinkite sąvoką vidinės planetos. Paaiškinkite sąvoką išorinės planetos. Apibūdinkite žvaigždės sąvoką. Pateikite meteoroidų sampratą. Paaiškinkite galaktikos sąvoką. Išvardykite 4 pagrindines sferinės trigonometrijos teoremas, taikomas jūreivystės astronomijoje. Paaiškinkite Naperio teorijos, kuri taikoma sprendžiant sferinį trikampį, esmę. Išvardykite dažniausiai navigaciniu (paralaksiniu) trikampiu sprendžiamus uždavinius. Išvardykite ir apibūdinkite pagrindinius regimojo judėjimo nuo Žemės sukimosi orbitoje reiškinius. Išvardykite ir apibūdinkite pagrindinius regimojo judėjimo nuo Žemės sukimosi aplink savo ašį reiškinius. Išvardykite ir apibūdinkite pagrindinius regimojo judėjimo kitų kūnų atžvilgiu reiškinius. Apibūdinkite ekliptiką. Apibūdinkite zodiako sąvoką. Paaiškinkite pagrindinius reiškinius, kurie apibūdina kalendoriaus ir laiko sąsają. 24. Paaiškinkite pagrindinius Saulės ir Mėnulio užtemimo reiškinius. 25. Išvardykite pagrindinius dangaus sferos elementus. 26. Apibūdinkite ir išvardykite pagrindinius pirmosios pusiaujinės koordinačių sistemos elementus. 27. Apibūdinkite ir išvardykite pagrindinius antrosios pusiaujinės koordinačių sistemos elementus. 28. Apibūdinkite ir išvardykite pagrindinius horizontinės koordinačių sistemos elementus. 29. Paaiškinkite žvaigždėlapių esmę. 30. Išvardykite žvaigždžių ieškiklio sudėtį. 31. Išvardykite žvaigždžių gaublio sudėtį. 32. Išvardykite ir apibūdinkite pagrindinius uždavinius, kurie sprendžiami naudojant žvaigždžių ieškiklį. 33. Išvardykite ir apibūdinkite pagrindinius uždavinius, kurie sprendžiami naudojant žvaigždžių gaublį. 34. Išvardykite pagrindines sekstanto dalis. 35. Išvardykite ir apibūdinkite pagrindinius sekstanto patikrinimus. 36. Paaiškinkite jūrinio chronometro veikimo būdą ir jo sudėtį. 37. Apibūdinkite „Jūreivystės metraščio“ paskirtį, kas jį sudaro. 38. Apibūdinkite pagrindinius Saulės laiko reiškinius. 39. Kokias žinote pagrindines laiko skaičiavimo sistemas. 40. Paaiškinkite, kaip susiję laikas ir lanko laipsniai. 41. Paaiškinkite, kaip susiję laikas ir ilguma. 42. Apibūdinkite datos keitimo linijos esmę. 43. Apibūdinkite juostinio, chronometro ir laikrodžio laikų sąvokas. 44. Apibūdinkite vidutinį vietos ir žvaigždinį laiką. 45. Paaiškinkite, kaip susiję laikas ir valandinis kampas. 46. Apibūdinkite patekėjimo, nusileidimo ir sutemų sampratas. 47. Perteikite rekomenduojamos skaičiavimų metodikos esmę. 48. Apibūdinkite ir paaiškinkite aukščių skirtumo ir azimuto metodo (Marcq St. Hilaire) sąvokas. 127 Klaipėdos universiteto leidykla Algimantas Petras Požela PRAKTINĖ JŪREIVYSTĖS ASTRONOMIJA Mokomoji knyga Redagavo Vilma Urbonavičiūtė Maketavo Ingrida Sirvydaitė Viršelis Vilhelmo Giedraičio SL 1335. 2012 02 22. Apimtis 8 sąl. sp. l. Tiražas 100 egz. Išleido ir spausdino Klaipėdos universiteto leidykla, Herkaus Manto g. 84, 92294 Klaipėda Tel. (8 46) 398 891, el. paštas: leidykla@ku.lt; interneto adresas: http://www.ku.lt/leidykla/ 128