Astronavigation

Meridianfigur

Die drehbare Meridianfigur veranschaulicht die Neigung der Rotationsachse der Erde gegenüber dem Horizont des Beobachters. Sie hängt von seiner geografischen Breite φ ab.

  • Wahrer Horizont
    Der Beobachter steht auf der Erde. Über ihm ist der Zenit, unter ihm der Nadir.
  • Himmelsäquator
    Die Drehachse der Erde zeigt zum Polarstern. Im rechten Winkel dazu befindet sich der Äquator der Weltkugel.
  • Deklination δ
    Die Deklination δ beschreibt die Höhe des Gestirns relativ zum Himmelsäquator.
  • Tag- und Nachtbogen
    Aus der Sicht des Beobachters bewegt sich das Gestirn auf dem Deklinationsparallel. Den sichtbaren Bereich nennt man Tagbogen. Ist das Gestirn hingegen unterhalb des Horizonts, befindet es sich auf dem Nachtbogen.

Meridiane

Ein Meridian auf der Erde ist ein Halbkreis vom Nordpol zum Südpol. Es gibt zwei besondere Meridiane. Sie unterscheiden sich in der geografischen Länge λ:

Ein Großkreis hingegen ist ein Vollkreis. Es ist der größte Kreis auf einer Kugel. Er hat denselben Mittelpunkt wie die Kugel.

Visualisierung drehbar

Einstellungen Speicherung

Grafik: Meridianfigur.png

Hintergrund

Schrift

Parameter φ, δ, Grt

φ + δ =
Geo. Breite φ = ?
Deklination δ = ?
 
 
Kulmination:
Gestirn Grt = ?

Anmerkungen

  • Die geografische Breite φ entspricht der Höhe des Polarsterns über dem Horizont.
  • Zirkumpolare Gestirne sind dauernd sichtbar (d.s.). Folglich haben sie keinen Nachtbogen.
    Bedingung:
    |φ + δ|  ≥  90°

Konstruktion Sichtbarkeiten

Spezielle Konstellationen

Drehungen Ansicht

Kippen: °
Azimut: °

Humor

Dass das Gestirn unterhalb des wahren Horizonts dunkelgrau erscheint, ist pädagogisch bedingt. Es macht deutlich, dass das Gestirn nicht sichtbar ist, jedoch nur für den Beoabachter.

Zeige untere Kulmination.

Erläuterungen

Legende

  •  terrestrisch (φ, λ)  →  astronomisch (Grt, δ)
  •  Grt = Greenwicher Stundenwinkel (GHA)
  •  t = Grt + λ = Ortsstundenwinkel (LHA)
  •  oberer Meridian: geht durch Greenwich

Aufgaben

Aufg. 1) Zirkumpolare Gestirne

Aufgabe 1

Beweise zeichnerisch die oben angeführte Bedingung für zirkumpolare Gestirne:

|φ + δ|  ≥  90°

Visualisierung Folie

Lösung

Die beiden Winkel φ und δ finden sich an einer anderen Stelle wieder. Ist der Nachtbogen gerade verschwunden, so bilden beide zusammen einen rechten Winkel.

Aufg. 2) Konstruktionsanleitung

Aufgabe 2

Zeichne die Meridianfigur für folgende Parameter:

  • geografische Breite φ = 50° N
  • Deklination δ = 20° N

Lösung

Die folgenden Folien aus meinem Vortrag zur Astronavigation sind hier kommentiert.

Diashow

1. Wahrer Horizont

Folie 1: Der Beobachter sieht den wahren Horizont. Senkrecht über ihm ist der Zenit, unter ihm der Nadir.

2. Himmelsäquator

Folie 2: Auf dem Nordpol ist der Polarstern genau senkrecht über dem Beobachter. Auf allen anderen Breitengraden ist die Drehachse der Erde gegenüber der Senkrechten entsprechend geneigt.

3. Meridiane

Folie 3: Ein Meridian ist ein Halbkreis auf der Erdkugel, der vom Nord- zum Südpol verläuft (z. B. ein Längengrad). Ein Großkreis hingegen ist ein Vollkreis, dessen Mittelpunkt mit dem Erdmittelpunkt übereinstimmt (z. B. der Äquator).

4. Deklinationsparallel

Folie 4: Die Deklination δ ist die Höhe des Gestirns bezogen auf den Himmelsäquator. Ein Gestirn bewegt sich aufgrund der Erdrotation auf dem Deklinationsparallel.

5. Tag- und Nachtbogen

Folie 5: Bewegt sich ein Gestirn auf dem Tagbogen, so ist es für den Beobachter sichtbar. Bewegt es sich jedoch auf dem Nachtbogen, so befindet sich das Gestirn aus der Sicht des Beobachters unterhalb des Horizonts.

6. Kulminationen

Folie 6: Der höchste Punkt eines Gestirns am Himmel wird als obere Kulmination bezeichnet. Die Schnittpunkte des Deklinationsparallels mit dem wahren Horizont entsprechen dem Auf- und Untergang des Gestirns.


 

Meridianfigur


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