Небесные координаты — неспециализированное наименование последовательности координатных совокупностей, благодаря которым определяют положение вспомогательных точек и светил на небесной сфере. Они вводятся на геометрически верной поверхности небесной сферы координатной сеткой, аналогичной сетке параллелей и меридианов на Земле. Координатная сетка определяется двумя плоскостями: плоскостью экватора совокупности и связанными с ним двумя полюсами, и плоскостью начального меридиана.
В астрономии используют пара совокупностей небесных координат, удобных для ответа разных научных и практических задач. Наряду с этим употребляются узнаваемые плоскости, точки и круги небесной сферы.
В горизонтальной совокупности небесных координат главным кругом помогает математический, либо подлинный, горизонт, а координатой, подобной географической широте, — высота светила (над горизонтом) h. Она отсчитывается от плоскости горизонта со знаком «плюс» в видимом полушарии небесной сферы и со знаком «минус» — в невидимом, под горизонтом; так, высоты, так же как и широты на Земле, смогут принимать значения от +90 до -90°. Круг небесной сферы, на котором все точки имеют равные высоты, подобный географической параллели, именуется альмукантаратом. Вместо высоты в астрономии довольно часто употребляется зенитное расстояние z = 90° —h. Геометрически зенитное расстояние z является углом между направлениями на зенит и на объект; оно в любой момент положительно и принимает значения в пределах от 0 (для точки зенита) до 180° (для точки надира).
Аналогом географической долготы в горизонтальной совокупности координат помогает азимут А, воображающий собой двугранный угол между плоскостью вертикала, проходящего через зенит и разглядываемую точку, и плоскостью небесного меридиана. Потому, что обе указанные плоскости перпендикулярны плоскости математического горизонта, мерой двугранного угла может служить соответствующий угол между их следами в горизонтальной плоскости. В геодезии принято отсчитывать азимуты от направления на точку севера по часовой стрелке (через точки востока, запада и юга) от 0 до 360°. В астрономии азимуты отсчитываются в том же направлении, но довольно часто начиная от точки юга. Тем самым астрономические и геодезические азимуты смогут различаться друг от друга на 180°, исходя из этого принципиально важно при ответе той либо другой задачи на небесной сфере узнать, с каким конкретно азимутом приходится иметь дело.
Частным случаем понятия «азимут» помогают продолжительно использовавшиеся в метеорологии и мореплавании румбы. В морской навигации окружность горизонта делилась на 32 румба, в метеорологии — на 16. Направления на север, восток, запад и юг именуют главными румбами. Остальные направления именуются по имени основных, к примеру: северо-запад либо юго-восток, соответственно, между западом и севером, востоком и югом. Еще более дробные румбы именуют так: румб между северо западом и-севером именуют северо-северо-западом; между юго востоком и-востоком — восток-юго-восток и т. д. Так, румб есть округленным значением азимута.
Благодаря видимого дневного вращения небосвода около оси мира координаты светил в горизонтальной совокупности небесных координат для данного пункта Почвы всегда изменяются (см. Элонгации и Кульминации звезд). Горизонтальные координаты светил зависят кроме этого от географических координат места наблюдений; это последнее событие обширно употребляется в практической астрономии (см. Астрометрия): измерения горизонтальных координат светил посредством, к примеру, универсального инструмента позволяют определять географические координаты пунктов земной поверхности.
В горизонтальной совокупности координат показывают положения не только небесных светил, но и земных объектов, причем используются другие заглавия координат. Так, в армейском деле вместо термина «высота» употребляют термин «угол возвышения» либо «угол места».
В экваториальной совокупности небесных координат исходной плоскостью помогает небесный экватор. Координатой, подобной географической широте на Земле, в этом случае есть склонение светила, угол между направлением на объект и плоскостью небесного экватора. Склонение (?)отсчитывается по так именуемому часовому кругу от плоскости небесного экватора со знаком «плюс» в Северном полушарии небесной сферы и со знаком «минус» — в Южном; оно может принимать значения в пределах от +90° до —90°. Геометрическим местом точек с равными склонениями есть дневная параллель.
Вторая координата в экваториальной совокупности вводится двумя методами.
В первом случае начальной плоскостью помогает плоскость небесного меридиана места наблюдений; координата, подобная земной долготе, в этом случае именуется часовым углом t и измеряется в часовой мере — часах, секундах и минутах. Часовой угол отсчитывается от южной части небесного меридиана в направлении дневного вращения неба до часового круга светила. Благодаря вращения небосвода часовой угол t одного и того же светила в течении 24 часов изменяется в пределах от 0 до 24 ч. Такая совокупность небесных координат носит название первой экваториальной. Координата t зависит не только от времени наблюдений, но и от места наблюдений на земной поверхности.
Во втором случае начальной плоскостью помогает плоскость, проходящая через точку и ось мира весеннего равноденствия, которая вращается совместно со всей небесной сферой. Координата, подобная земной долготе, в этом случае именуется прямым восхождением (?) и отсчитывается в часовой мере в направлении, обратном направлению вращения звездного неба. Для различных светил она имеет значения от 0 до 24 ч. Но, в отличие от часовых углов, величина прямого восхождения одного и того же светила не изменяется благодаря дневного вращения небосвода и не зависит от места наблюдений на поверхности Почвы. Склонения и прямые восхождения именуются второй экваториальной совокупностью небесных координат. Эта совокупность употребляется в звездных каталогах и на звездных картах.
В эклиптической совокупности главной плоскостью помогает плоскость эклиптики. Дабы выяснить положение светила, выполняют через него и полюс эклиптики громадной круг, что именуется кругом широты данного светила. Его дуга от эклиптики до светила именуется эклиптической широтой (либо легко широтой) В. Широта есть первой координатой в данной совокупности небесных координат. Она отсчитывается от 0 до 90° со знаком «плюс» в сторону северного полюса эклиптики и со знаком «минус» в сторону ее южного полюса. Вторая координата — эклиптическая долгота (либо легко долгота) L; она отсчитывается от плоскости, проходящей через полюса эклиптики и точку весеннего равноденствия, в направлении годичного перемещения Солнца и может принимать значения от 0 до 360°. Координаты звезд в эклиптической совокупности не изменяются в течении 24 часов и не зависят от места наблюдений.
Эклиптическая совокупность исторически показалась раньше второй, экваториальной. Она была эргономичной по причине того, что древние угломерные инструменты, такие, к примеру, как армиллярная сфера, были приспособлены для измерения конкретно эклиптических координат Солнца, планет и звезд. Поэтому эклиптическая совокупность есть базой всех древних звездных каталогов и атласов звездного неба.
Галактическая совокупность небесных координат употребляется для изучения отечественной Галактики и начала применяться недавно. Главной плоскостью в ней помогает плоскость галактического экватора, т. е. плоскость симметрии Млечного Пути. Галактические широты b отсчитываются к северу и к югу от экватора Галактики соответственно со символами «плюс» и «минус». Галактические долготы l отсчитываются в направлении возрастающих прямых восхождений от плоскости, проходящей через полюса Галактики и точку пересечения экватора Галактики с небесным экватором. Эклиптические и галактические координаты получаются методом вычислений из экваториальных, каковые определяются из астрономических наблюдений.
Совокупности небесных координат подразделены кроме этого в зависимости от положения их центра в пространстве. Так, топоцентрической именуют совокупность небесных координат, центр которой находится в какой-либо точке на поверхности Почвы. В случае, если для ответа поставленной задачи употребляется совокупность координат с центром в центре Почвы, то ее именуют геоцентрической совокупностью небесных координат. Подобным образом совокупность с центром в центре Луны именуют селеноцентрической, с центром в одной из планет — планетоцентрической (либо более подробно: для Марса — ареоцентрической, для Венеры — афроцентрической и т. п.). Совокупность небесных координат с центром в центре Солнца именуется гелиоцентрической.
На картинках к ст. Небесная сфера, Небесные координаты: Z и Z’ — надир и зенит; Р и Р’ — Северный и Южный полюсы мира; NWSE — горизонт; QQ’ — экватор; ЕЕ’ — эклиптика; ВВ’ — галактический экватор.
Самодельный угломерный инструмент
Заберите две рейки длиной по 60 см, шириной 2,5?3 см, толщиной 1?1,5 см. Скрепите их между собой, как ножки школьного циркуля, посредством болта, двух гайки и шайб. После этого наверните и вторую гайку, дабы зафиксировать крепление. Рейки скрепите так, дабы их возможно было вращать одну довольно второй с некоторым упрочнением. Крепежный болт обязан выступать над второй гайкой на 0,5 см, что разрешит применять его для наведения угломера на объект наблюдений. На свободных финишах реек для наведения укрепите по одному гвоздику, пробитому через рейку (для безопасности затупите их посредством напильника). Прямоугольный кусок фанеры размером 20X35 см меньшей стороной прикрепите к свободному финишу нижней рейки, как флаг к древку (так, дабы вторая рейка перемещалась на протяжении прямоугольника). Средство для крепления — клей либо шурупы. Поверхность подробностей шепетильно обработайте и окрасьте яркой краской.
Последний этап работы — калибровка угломера. На прямоугольнике совершите дугу длиной 35 см и радиусом 57,3 см с центром в месте размещения крепежного болта. начало отсчёта и Начало дуги шкалы на ней должны быть на линии, соединяющей штифт и болт (гвоздик) на финише нижней рейки. Расстояние между соседними штрихами шкалы сделайте равным 1 см либо 0,5 см. В первом случае цена деления 1°, во втором — 0,5°. Вероятная точность измерения углов во втором случае будет выше, но и труда тут нужно будет затратить намного больше. Оцифровку проградуированной Шкалы делайте с промежутком в 5°, выделив соответствующие деления размером штриха. Большой угол, дешёвый измерениям посредством самодельного угломера, равен 35°.
При измерении углов угломер крепежным винтом направляться приблизить к глазу, одну из реек направить на первый объект, другую — на второй. Раствор «циркуля» и продемонстрирует искомый угол между ними. В том месте верхней рейки, которое будет скользить по шкале и показывать измеренный угол, с одной стороны сделайте маленькой прямоугольный вырез до средней линии рейки. Это разрешит более совершенно верно снимать показания прибора. Установите инструмент на фотоштативе, снабженном штативной головкой с шаровой опорой. Так вы легко сможете направлять угломер на две каждые точки небосвода; к тому же он будет устойчив в любой плоскости.
Какие конкретно задачи решаются посредством самодельного угломера?
1. Многократное измерение угловых расстояний от Луны и планет до броских звезд, расположенных по соседству, с целью определения их перемещений на фоне звезд.
2. Определение направления и ширины полосы Млечного Пути для его зарисовки.
3. Измерение высоты Полярной звезды с целью определения широты места наблюдения.
4. Определение высоты Луны, планет и выбранных звезд в различное время суток с целью определения момента их кульминации.