Jump to content
سالم الجعيدي

حساب ارتفاع وانحراف النجم القطبي

Recommended Posts

تظل معرفة الأتجاهات الأصلية أو الفرعية من المسائل الحيوية في العديد من المجالات العلمية

ويحلو لبعض هواة الفلك القيام بتوجيه عدسات مناظيرهم الفلكية أو جهاز الثيودولايت نحو نجم القطب الشمالي تطبيقاً منهم للقاعدة التي تنص على أن ارتفاع القطب تعادل عرض البلد وهي قاعدة كان ربابنة السفن وقباطنة البحر يسترشدون بها في أسفارهم لمعرفة مواقعهم الجغرافية

إلا أن هواة الفلك قد يجدون الفرق هائلاً بين قياساتهم وبين الواقع المعروف عن درجة عرض مدينتهم والذي قد يبلغ الفرق بينهما درجة كاملة

وقد بعث لي أحد الزملاء سؤالاً يستفسر عن سبب الأختلاف هذا

فرأيت أن شرح هذا الموضوع في المنتدى قد تعم به الفائدة لدى القراء

وبداية فإننا نؤكد أنه من الناحية الهندسية فإن الزاوية المصنوعة بين الأفق والقطب تماثل الزاوية المصنوعة بمركز الأرض بين خط الأستواء والبلد المفروض

أي أن قياس ارتفاع القطب عن الأفق تعطي نفس درجة العرض الجغرافي للبلد والمقصود بالقطب هنا هو الطرف الشمالي لمحور الكرة الأرضية

والنجوم التي توصف بأنها أبدية الظهور هي تلك القريبة والمجاورة للقطب الشمالي فهي لا تشرق ولا تغرب على أفق البلد وأنما تبقى موجودة فوق الأفق الشمالي وأشهرها مجموعة نجوم الدب الأكبر والأصغر والتنين والزرافة وذات الكرسي

ولو أن أحدنا تابع رصد هذه المجموعات فسيلاحظ أن جميعها تدور حول القطب كدوران الرحى في مسارات دائرية ، ويحتل القطب السماوي مركز هذه المسارات الدائرية ،

إلا أن هذا القطب السماوي هو عبارة عن نقطية وهمية لا يرى بالعين ولا يوجد علامة تدل عليه سوى نجمة هي أقرب النجوم لها ( alpha ursa minor ) أي ألمع نجوم الدب الأصغر ويسمى أيضاً ( polaris ) أي النجمة القطبية لأنه يقوم مقام القطب

لذلك علينا أن نميز بين القطب السماوي الذي هو محور العالم وبين النجمة القطبية والتي تبعد بأكثر من نصف درجة قوسية من القطب السماوي

وبالتالي فإن نجمة القطب مثلها مثل بقية النجوم تدور حول القطب السماوي في مسار دائري الأمر الذي يجعل قياسات ارتفاعها يزيد أو ينقص عن درجة العرض الجغرافي وذلك لعدم ثبات موقعها ، كذلك يتذبذب معها زاويتها السمتية وتعيين الشمال الحقيقي بها

الأمر الثاني الذي يؤثر في حساب ارتفاع النجم هو الأنكسار الفلكي

فإن الشعاع القادم من الفضاء لا يبلغ سطح الأرض إلا بعد أن يتعرض لأنكسار في مساره بفعل طبقات الغلاف الجوي ، مما يجعل المشاهد يرى النجم أعلى في ارتفاعه من موقعه الحقيقي ، لذلك لأجل التصحيح لابد أن نطرح مقدار الانكسار من الأرتفاع المأخوذ بالقياس

ويحسب مقدار الأنكسار( R ) وفق المعادلة

R = 0.0167 / Tan ( H + 7.31 / ( H + 4.4 ))

H هو الأرفاع المرصود بجهاز الثيودولايت

الأمر الثالث : الأخطاء الفنية الدقيقة بالجهاز إما أثناء التصنيع أو التركيب فيحدث بسبب ذلك أن يعطي الجهاز قراءات للأرتفاع تعوزها الدقة ، ورغم أن هذه الأخطاء الفنية قليلة الحدوث إلا أنه يجب على الراصد أن يقوم بتضبيط ومعايرة جهاز الثيودولايت ( التصفير ) وذلك من خلال مقارنة ارتفاع أجرام سماوية بما هو محسوب في الجداول الفلكية ، وحاصل الفرق بينهما هو خطأ قراءة الجهاز ويتأكد صحة الحصول على مقدار خطأ الجهاز من خلال ثبوت هذا الفارق في جميع الأرصاد

مثال ذلك أننا قمنا برصد ارتفاعات خمسة نجوم من القدر الأول ، وطرحنا من الجميع إنكسار الغلاف الجوي ثم قارنا الحاصل بما هو محسوب في الجداول الفلكية فكان الفارق في جميع الأرصاد هو 17 دقيقة مثلاً ، فهذا يدل أن الخطأ الفني للجهاز هو 17 دقيقة

 

التطبيق النظري للرصد

 

توخياً للأختصار فقد أغفلنا هنا عامل درجة الحرارة لأن رصد النجم القطبي يقع بالمساء وكذلك أغفلنا عامل الضغط الجوي لضعف تأثيره في حساب الأرتفاع

A = الأرتفاع المرصود بالجهاز

R = مقدار الأنكسار

B = A – R

C = الزمن النجمي المحلي لوقت الرصد

G = ميل النجم القطبي

E = 90 – G

F = المطالع المستقيمة للنجم القطبي

K = ( C – F ) * 15

ارتفاع النجم القطبي عن القطب السماوي ( L )

L = E * COS ( K )

إذا كان حاصل L بالموجب فذلك يدل أن النجم أعلى القطب السماوي

وإن كان بالسالب فالنجم يقع أسفل القطب

وبناء على ذلك يمكن معرفة عرض البلد الجغرافي Latitude وفق المعادلة

Latitude = B - L

ثانياً حساب الزاوية السمتية للنجم AZ وتعيين الشمال الحقيقي

بداية نحسب مقدار الأنحراف M

SIN ( M ) = SIN ( K ) * COS ( G ) / COS ( B )

AZ = 360 - M

من معادلة حساب الأنحراف نجد أنه إذا كان الزمن النجمي المحلي يساوي المطلع المستقيم للنجم فإن

K = zero

وعليه يصبح مقدار الأنحراف = صفر لأن

SIN ( ZERO ) = 0

أي أن النجم في تلك الساعة بلحظة المرور العلوي من القطب السماوي وبالتالي فإن الأتجاه نحو النجم يوافق الأتجاه لعين الشمال الحقيقي

ومثله ما إذا كان الفرق بين الزمن النجمي المحلي والمطلع المستقيم للنجم القطبي يساوي 12 ساعة

فإن

SIN ( 180 ) = 0

وهذا يكون عند مرور النجم اسفل القطب

 

 

 

مثال على ماسبق

هذا المثال مذكور في كتاب الملاحة البحرية ( THE NAUTICAL ALMANAC ) لعام 2000 للميلاد

والتي تصدر سنوياً عن البحرية الأمريكية والبريطانية

بتاريخ 21 إبريل عام 2000 م

تم رصد النجم القطبي الساعة 23:18:56 بتوقيت غرينتش

من على خط طول 37 درجة و 14 دقيقة غرب غرينتش

وكان ارتفاع النجم المرصود 49 درجة 32 دقيقة 27 ثانية

المطلوب حساب العرض والزاوية السمتية للنجم القطبي

 

 

أولاً :

A = 49 32 27

نحسب مقدار الأنكسار الفلكي R

R = 0.0167/Tan(49.54083+7.31/(49.54083+4.4)) = 0.014174

THEN

B = 49 32 27 - 0.014174 = 49.526658

C = 10:51:19

G = 89 15 54

E = 90 – 89.265 = 0.735

F = 2:30:29

K = ( 10:51:19 - 2:30:29 ) * 15 = 125 12 30

L = 0.735 * COS ( 125 12 30 ) = -0.4237651

حيث أن الأشارة بالسالب

إذن النجم يقع أسفل القطب الشمالي

LATITUDE = 49.526658- ( -0.4237651 ) = 49 57 1

ثانياً حساب الزاوية السمتية AZ

SIN (M ) = SIN ( 125.20833) * COS ( 89.265 ) / COS ( 49.526658 )= 0.92521

AZ = 360 – 0.92521 = 359.0747

AZ = 359 4 29

 

ملاحظة

 

المثال السابق محلول في كتاب البحرية THE NAUTICAL ALMANAC

كالآتي

العرض 1 57 49

الزاوية السمتية 395.1

 

بفارق يسير جداً لا يضر

 

سالم الجعيدي

Share this post


Link to post
Share on other sites

احسنت أخى العزيز سالم شكرا جزيلا على مساهماتك القيمة جدا

 

محمد مجدى

Share this post


Link to post
Share on other sites

شكراً أخي على المعلومات biggrin.gif

إن شاء الله هل معلومات ستفيدني في الرصد

هل الموضوع من المواضيع المميزة

Share this post


Link to post
Share on other sites

 

اخي العزيز اضيف الى معلوماتك ان القاعدة المذكورة هي من اكتشاف العرب فمتى نصبح مثل اسلافنا biggrin.gif

Share this post


Link to post
Share on other sites

أشكر مشتركتك أخي حيدر!

 

لتعم الفائدة - كما قالها أخونا المتميز سالم - هلا ذكرت ما القاعدة بالضبط التي أكتشفها العرب. فمقال الأخ سالم فيها قواعد عديدة.

أرجو ذكر المصدر وحبذا أن يكون من مصدره الأصلي.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now

×