Ohjeita virtuaaliselle astrolabille

Astrolabi on ruotsiksi koska se oli tarkoitettu Myllynsaaren verenhimoisen ja hurskaan uskonnollisen tarkka-ampuja-papiston koulutuskieleksi. Tähän on kuitenkin nyt tarkoitus saada aikaan jotakin suomenkielistä selostusta.

Astrolabi on antiikkinen yksinkertainen mekaaninen laite jonka tarkoitus on esittää tähtitaivas ylhäältä päin katsottuna. On syytä pitää mielessä että näkymä on nimenomaan ylhäältä alas, tähtien takaa alas kohti maanpintaa. Niinpä ilmansuunnat menevät astrolabissa samoin kuin kartoissa. Esimerkiksi itä on pohjoisesta oikealle ja länsi on etelästä myötäpäivään.

Astrolabin näkymä on aina paikallinen, tässä tapauksessa Myllynsaaren mikrovaltiolle tarkoitettu, mutta sopii muillekin suunnilleen samalla maantieteellisellä leveydellä 62,5° pohjoista leveyttä sijaitseville paikoille, koska emme käytä tässä kellonaikaa, vaan paikallista tähtiaikaa.

Virtuaalisen astrolabin käyttöliittymä

Vasemmalla, vihreässä suorakulmiossa on tympanoniin eli astrolabin pohjalevyyn liittyviä asetuksia. Etelän suunnalle on neljä vaihtoehtoa joilla voi valita missä asennossa astrolabi ruudulla näkyy. Azimuter saa aikaan atsimuuttien merkitsemisen ja altituder vastaavasti merkitsee altitudit eli korkeuskulmat horisontista. Jos Temporala timmar on valittuna niin piirretään ekvinoktiaaliset tunnit. Jos et tiedä mitä temporaaliset tunnit ovat niin et niitä tarvitse. Vändkretsar merkitsee kääntöpiirit.

Keskellä, sinisessä laatikossa on reteen eli pohjalevyn päällä olevaan pyörivään osittain läpinäkyvään kiekkoon liittyviä asetuksia. Paikallinen tähtiaika valitaan kohdassa stjärntid. Jos deklinaatiot halutaan merkitä, ruksataan deklinationer. Jos halutaa esittää kirkkaimmat tähdet, ruksataan kohta stjärnor. Longituder på ekliptikan saa aikaan sen että keltaisena esitetylle ekliptikalle merkitään longitudit.

Oikealla vaaleanpunaisessa osassa voidaan haluttaessa valita ostensorin, eli päällimmäisenä olevan viivoittimen asetuksia. Viivoittimen tuntikulma on timvinkel. Jos med deklinationer on valittuna niin viivoittimeen merkitään deklinaatiot. Oikealla valitaan vielä tuntikulman suunta etelästä länteen (väst) tai itään (öst). Tuntikulma annetaan tässä tavallaan ±180° eikä 0 ... 360° kuten tavallisesti ja ilmansuunnalla valitaan etumerkki.

Seuraavalla rivillä on vielä Aurinkoon tms. kohteeseen liittyviä asetuksia keltaisella pohjalla. Haluttaessa astrolabiin voidaan merkitä Auringon (Solen) longitudi eklipikalla. Auringon latitudi on aina nolla joten sitä ei kysytä. Toisena kohteena voidaan merkitä mileivaltaisen kohteen 'X' paikka longitudin ja latitudin mukaan.

Miten tätä sitten voisi käyttää?

Jos ruksaa kaiken mahdollisen niin näkymä epäilemättä on sekava ja hämmentävä. Niinpä tulee toimia suunnitelmallisesti ja tarpeen mukaan.

Onko astrolabi eräänlainen planetaario, onko se tietokone? Ei se ole. Se ei tiedä mitään päiväyksestä eikä kellonajasta. Se ei tunne planeettojen asemaa tietyllä hetkellä. Kirkkaimmat tähdet se tuntee, mutta kun se ei tiedä kellonaikaa, niin se ei voi tietää missä suunnissa tähdet ovat maapallon suhteen.

Niinpä täytyy ajatella yksinkertaisesti. Astrolabille täytyy kertoa paljonko paikallinen tähtiaika on. Sille täytyy kertoa Auringon longitudi. Näillä tiedoilla saakin jo aikaan yhtä ja toista. Äärimmäiseen tarkkuuteen ei pääse tällaisella graafisella menetelmällä, mutta kuitenkin melko tyydyttävään.

Aloitusnäkymässä astrolabin sisällä näkyy kolme tärkeää ympyrää. Nämä on syytä opetella ensimmäiseksi. Nämä ovat kaikki isoympyröitä pallotrigonometriassa, mutta stereograafisesta projektiosta johtuen ne kuvautuvat eri tavalla.

Vihreä ympyrä on siis havaitsijan horisontti. Ympyrä ei ole keskellä astrolabia eivätkä horisonttikoordinaatit mene aivan niinkuin voisi ajatella. Tämä johtuu stereograafisesta projektiosta jossa pohjoinen taivaannapa kuvautuu keskelle astrolabia.

Valkoisen ympyrän keskipiste on keskellä astrolabia. Se on taivaan ekvaattori joka leikkaa vihreän horisontin idässä ja lännessä. Oikeasti itä ja länsi ovat horisontissa päinvastaisilla puolilla, mutta näemme että astrolabissa ne eivät ole vihreän ympyrän keskipisteen suhteen päinvastaisilla suunnilla. Tämä johtuu stereograafisesta projektiosta. Punainen ostensor-viiva osoittaa alkutilanteessa kohti etelää (SYD). Tähtien etäisyydet valkoisen ympyrän keskipisteestä säilyvät vakioina, mutta tähtien sijainti vihreään horisonttiin nähden riippuu tähtiajasta.

Keltainen ympyrä on ekliptika jota pitkin Aurinko kulkee. Myös planeetat ovat aina lähellä ekliptikaa. Ekliptika seuraa ekvaattorin mukana ja ne leikkaavat toisensa kahdessa pisteessä joista kevättasauspiste on merkitty kirjaimella V. Kevättasauspiste on tärkeä taivaan piste. Voimme yleensä ajatella että tähtien suunnat ovat vakioita kevättasauspisteen suhteen. Kevättasauspisteestä lähtien lasketaan ekvaattorikoordinaatit ja ekliptikakoordinaatit. Meitä kiinnostavat lähinnä ekliptikakoordinaatit joissa perustasona on keltainen ekliptika.

Paikallinen tähtiaika on lähtötilanteessa nolla. Tähtiaika tarkoittaa kevättasauspisteen V tuntikulmaa ja yleensä se ilmoitetaan aikamitassa 0 ... 24 tuntia niin että 1 tunti vastaa 15 asteen suuruista kulmaa. Päiväystä tähtiajassa ei ole. Tuntikulma mitataan etelästä myötäpäivään eli oikealle. Eri maantieteellisillä pituuksilla on samanaikaisesti erilainen tähtiaika. Samalla maantieteellisellä pituudella tähtiaika on sama maantieteellisestä leveydestä riippumatta.

Auringon longitudin ja päiväyksen välillä onneksi on melko tarkka suhde. Niinpä päiväystä tavallaan astrolabissa edustaa Auringon longitudi, paitsi että vuosi puuttuu. Vuosi täytyy ottaa huomioon erikseen, mutta Auringolle sitä ei tarvita koska kalenterimme on periaatteessa synkronoitu Aurinkoon. Aloitustilanteessa ohjelma asettaa Auringon likimääräisen longitudin palvelimen päiväyksen mukaan. Auringon longitudi on joka vuosi nolla kevätpäiväntasauksessa suunnilleen maaliskuun 21. päivänä ja kasvaa siitä noin asteen vuorokaudessa, noin 30 astetta kuukaudessa.

Paikallisen tähtiajan arviointi

Tähtiaika ilmaisee taivaan asennon suhteessa maanpintaan. Tähtiaika on kevättasauspisteen etelästä myötäpäivään mitattu tuntikulma. Vuodesta ei tarvitse välittää. Likimääräinen paikallinen tähtiaika voidaan Suomessa laskea seuraavasti noin varttitunnin tarkkuudella:

Ensin koetetaan laskea tähtiaika ko. päivänä klo 18. Johdantona tähän toteamme että kevätpäiväntasauksessa eli maaliskuun 21. päivänä Auringon longitudi on nolla, koska se silloin juurikin sijaitsee kevättasauspisteessä. Kello 18 paikallista aikaa Aurinko on lännessä, joten sen tuntikulma on 6 tuntia, eli 6 h * 15 °/h = 90°. Tähtiaika on siis myös tuolloin 6 tuntia. Huomaa että kuukauden (maaliskuu) numero 3 kahdella kerrottuna antaa klo 18 tähtiajan tunteina: 2 * 3 = 6.

Voimme olettaa että tähtiaika kasvaa tasaisesti. Tähtiaika kuukauden 21. päivänä klo 18 on siis kuukauden numero kahdella kerrottuna. Kuukaudessa tähtiaika kasvaa kahdella tunnilla (2h = 30°), kahdessa viikossa tunnilla (1h = 15°) ja yhdessä viikossa puolella tunnilla.

Esimerkiksi marraskuun 14. päivän tähtiaika klo 22 vyöhykeaikaa voitaisiin laskea seuraavasti: Ensin kerrotaan marraskuun numero 11 kahdella ja saadaan 2 * 11 = 22 joka on tähtiaika tunteina marraskuun 21. päivä klo 18. Se on kuitenkin viikkoa myöhemmin kuin 14. päivä, joten on vähennettävä puoli tuntia ja saadaan 21,5 tuntia. Tähän lisätään suoraan ne 4 tuntia jotka kellonaika on yli 18:n, eli tulokseksi saadaan 21,5 + 4 = 25,5 tuntia. Tämä on sama tähtiaika kuin 25,5 h - 24 h = 1,5 tuntia, joten lopputuloksena on tähtiaika 1½ tuntia.

Jos summa menee yli 24:n niin vähennetään 24 tuntia. Jos menisi alle nollan niin lisätään 24 tuntia. Tähtiaika ilmaistaan välillä 0 ... 24 tuntia. Muista ettei siinä ole päiväystä. Tähtiaika voidaan haluttaessa muuttaa asteiksi kertomalla tunnit luvulla 15, koska maapallo pyörähtää tunnissa sen 15 astetta. ( 360° / 24h = 15°/h)

Jos kellonaika on kesäajan mukainen, niin tuloksesta täytyy vähentää yksi tunti koska kesällä kello näyttää tunnilla liikaa. Jos ollaan Suomen länsiosassa ja kellonaikana on käytetty aikameridiaanin aikaa, niin tuloksesta voidaan vähennetään puoli tuntia paikallisaikakorjauksena. Lännessä paikallinen aika on pienempi kuin idässä koska maapalo pyörii vastapäivään (itään).

Loppuharjoituksena lasketaan paikallinen tähtiaika Länsi-Suomessa lokakuun 5. päivä kesäaikaa klo 02 yöllä. Koska syyskuu on lähellä, lasketaan ensin tähtiaika syyskuun 21. päivä klo 18 vyöhykeaikaa kertomalla syyskuun numero kahdella: 2 * 9 = 18. Lokakuun päiväys on 14 päivää eli 2 viikkoa tuon jälkeen, joten lisätään 1 tunti ja saadaan 19h. Kellonaika yöllä klo 02 on 8 tuntia myöhemmin kuin klo 18, joten lisätään 8 tuntia ja saadaan 19h + 8h = 27 h. Koska on kesäaika ja ollaan Länsi-Suomessa, vähennetään vielä 1½ tuntia ja saadaan 27h - 1½h = 25½h. Lopputulos muutetaan välille 0 ... 24 h vähentämällä 24 tuntia eli 25½h - 24h = 1½h.

...

Ohje jatkuu myöhemmin ...