Instrumentation astronomique

Circle of Position

Naviguer à l'aide du soleil : comprendre le cercle de position

À l'ère du GPS et des systèmes de navigation sophistiqués, il est facile d'oublier l'ingéniosité des navigateurs anciens qui se fiaient aux corps célestes pour se guider. L'un des outils essentiels de leur arsenal était le "cercle de position", un concept développé par le capitaine Thomas Sumner au XIXe siècle.

Le cercle de position : une boussole céleste

Imaginez un cercle tracé à la surface de la Terre. Le rayon de ce cercle est égal à la distance angulaire entre le soleil (ou un autre objet céleste) et le zénith (le point directement au-dessus) à un moment précis. Ce cercle, connu sous le nom de "cercle de position", représente tous les endroits possibles sur Terre où l'altitude du soleil (son angle au-dessus de l'horizon) serait la même.

Comment ça marche

  1. Mesurer l'altitude du soleil : À l'aide d'un sextant, un marin mesure l'angle du soleil au-dessus de l'horizon.
  2. Calculer la distance zénithale : Cette altitude est convertie en distance zénithale, qui est l'angle entre le soleil et le zénith.
  3. Construire le cercle : Le marin utilise des tables nautiques ou des cartes pour déterminer le cercle de position correspondant. Ce cercle englobera tous les endroits où la distance zénithale du soleil est la même.
  4. Croiser les cercles : En effectuant plusieurs mesures à différents moments, le marin peut obtenir plusieurs cercles de position. L'intersection de ces cercles permet de déterminer la position exacte du navire.

La méthode du capitaine Sumner

La méthode du capitaine Sumner a révolutionné la navigation céleste en reconnaissant que deux mesures de cercles de position pouvaient être combinées pour déterminer l'emplacement d'un navire. Au lieu de s'appuyer sur des calculs complexes, Sumner a simplifié le processus en utilisant des méthodes graphiques. Cette méthode était beaucoup plus rapide et plus accessible aux professionnels de la navigation maritime, leur permettant de naviguer avec une plus grande précision.

Importance et héritage

Le cercle de position a joué un rôle crucial dans l'histoire maritime, permettant aux marins de naviguer en toute sécurité sur de vastes océans. Même avec l'arrivée des systèmes de navigation modernes, le concept de cercles de position reste pertinent pour comprendre les principes de la navigation céleste. Il sert de rappel de l'ingéniosité et de la débrouillardise humaines qui ont permis aux premiers explorateurs de naviguer dans le monde à l'aide des étoiles.

Exploration plus approfondie

Les lecteurs intéressés peuvent approfondir le monde fascinant de la navigation céleste en explorant des livres sur l'astronomie nautique, en étudiant des récits historiques d'exploration maritime et même en apprenant à utiliser un sextant. Le cercle de position, un outil simple mais puissant, continue d'inspirer l'émerveillement pour son rôle dans la cartographie du cours de l'histoire humaine.


Test Your Knowledge

Quiz: Navigating by the Sun: Understanding the Circle of Position

Instructions: Choose the best answer for each question.

1. What tool is used to measure the sun's altitude in celestial navigation?

(a) Compass (b) Sextant (c) Telescope (d) GPS

Answer

(b) Sextant

2. What does the radius of a Circle of Position represent?

(a) The distance between the ship and the sun (b) The distance between the ship and the North Pole (c) The angular distance between the sun and the zenith (d) The ship's longitude

Answer

(c) The angular distance between the sun and the zenith

3. How many Circles of Position are needed to determine a ship's location?

(a) One (b) Two (c) Three (d) Four

Answer

(b) Two

4. What is the significance of Captain Sumner's method?

(a) It allowed sailors to use a compass instead of a sextant. (b) It simplified the process of calculating Circles of Position. (c) It eliminated the need for nautical tables. (d) It made celestial navigation obsolete.

Answer

(b) It simplified the process of calculating Circles of Position.

5. What is the main reason why the concept of Circles of Position remains relevant today?

(a) It is a fundamental principle of modern navigation systems. (b) It is still used for navigation in remote areas. (c) It serves as a reminder of the ingenuity of ancient sailors. (d) All of the above

Answer

(d) All of the above

Exercise: The Circle of Position in Action

Scenario: A ship is sailing at sea. The sailor measures the sun's altitude at noon and finds it to be 60 degrees. Using the provided nautical table, determine the Circle of Position for this measurement.

Nautical Table:

| Sun's Altitude | Zenith Distance | |---|---| | 50 degrees | 40 degrees | | 60 degrees | 30 degrees | | 70 degrees | 20 degrees |

Task:

  1. Identify the zenith distance corresponding to the measured sun's altitude (60 degrees).
  2. Explain how this information is used to determine the Circle of Position.
  3. Briefly describe how a sailor would use this information in conjunction with a second Circle of Position measurement to pinpoint the ship's location.

Exercice Correction

1. The zenith distance corresponding to a sun's altitude of 60 degrees is 30 degrees (found in the table). 2. The Circle of Position is a circle on Earth where all points have the same zenith distance to the sun. In this case, the Circle of Position represents all points on Earth that are 30 degrees away from the zenith at noon. 3. To find the ship's location, the sailor would need to take another measurement of the sun's altitude at a different time of day. This would give them another Circle of Position. The intersection of these two Circles of Position pinpoints the ship's exact location on Earth.


Books

  • Celestial Navigation: A Practical Guide to the Stars by Peter P. May: A comprehensive guide covering the principles of celestial navigation and the use of the sextant.
  • The Star Finder: A Concise Guide to Celestial Navigation by Dave Pascoe: A user-friendly guide designed for beginners.
  • Nautical Astronomy: A Practical Guide by Brian Innes: A detailed reference book for those seeking a deeper understanding of the mathematical and astronomical aspects of celestial navigation.
  • The Sextant: A History of Marine Navigation by Charles H. Cotter: A historical exploration of the sextant and its role in maritime history.
  • Longitude: The True Story of a Lone Genius Who Solved the Greatest Scientific Problem of His Time by Dava Sobel: A compelling narrative of the search for a reliable method of determining longitude at sea, which led to the development of celestial navigation.

Articles

  • "The Circle of Position: A Vital Tool in Celestial Navigation" by [Author Name] (can be found online in various nautical publications or websites).
  • "Captain Sumner's Method: Simplifying Celestial Navigation" by [Author Name] (can be found in journals or articles related to navigation and maritime history).
  • "The Evolution of Celestial Navigation" by [Author Name] (can be found in academic publications or online resources).

Online Resources

  • The National Maritime Museum: https://www.rmg.co.uk/ - Offers a wealth of information on the history of navigation and maritime exploration.
  • Celestial Navigation Society: https://www.navsoc.org/ - Provides resources, tutorials, and forums for those interested in celestial navigation.
  • US Naval Observatory: https://www.usno.navy.mil/ - Offers accurate astronomical data and publications relevant to celestial navigation.
  • Wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Circleofposition - Provides a basic overview of the Circle of Position and its history.
  • YouTube: Search for "Circle of Position" or "Celestial Navigation" to find tutorials and demonstrations.

Search Tips

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