Navegación celestial - Celestial navigation

Un diagrama de un sextante náutico típico , una herramienta utilizada en la navegación celeste para medir el ángulo entre dos objetos vistos por medio de su mira óptica.

La navegación celeste , también conocida como astronavegación , es la práctica moderna antigua y continua de fijar la posición utilizando estrellas y otros cuerpos celestes que permite a un navegante determinar con precisión su posición física actual real en el espacio (o en la superficie de la tierra) sin tener que depender únicamente de cálculos posicionales estimados, comúnmente conocidos como " navegación a estima ", realizados en ausencia de GPS u otros medios electrónicos o digitales modernos similares.

La navegación celeste utiliza "miras", o medidas angulares cronometradas, que se toman típicamente entre un cuerpo celeste (por ejemplo, el Sol , la Luna , un planeta o una estrella ) y el horizonte visible . La navegación celeste también puede aprovechar las mediciones entre cuerpos celestes sin hacer referencia al horizonte terrestre, como cuando la luna y otros cuerpos seleccionados se utilizan en la práctica denominada "Lunares" o método de distancia lunar , que se utiliza para determinar el tiempo preciso cuando se desconoce el tiempo. .

La navegación celeste que usa el Sol y el horizonte mientras se está en la superficie de la tierra se usa comúnmente, proporcionando varios métodos para determinar la posición, uno de los cuales es el método popular y simple llamado "navegación visual al mediodía", que consiste en una sola observación de la altitud exacta. del sol y la hora exacta de esa altitud (conocida como "mediodía local") - el punto más alto del sol sobre el horizonte desde la posición del observador en un solo día. Esta observación angular combinada con el conocimiento de su tiempo preciso simultáneo referido al tiempo en el primer meridiano da directamente un punto de latitud y longitud en el momento y lugar de la observación mediante una simple reducción matemática. La Luna, un planeta, polar , o una de las otras 57 estrellas de navegación cuyas coordenadas están tabulados en cualquiera de las publicaciones de almanaque náuticos o aéreos almanaques también puede lograr esta misma meta.

La navegación celeste cumple su propósito mediante el uso de medidas angulares (miras) entre los cuerpos celestes y el horizonte visible para ubicar la posición de uno en el mundo , ya sea en tierra, en el aire o en el mar. Además, las observaciones entre estrellas y otros cuerpos celestes lograron los mismos resultados mientras estaban en el espacio, y se utilizaron ampliamente en el programa espacial Apolo, así como actualmente en muchos satélites contemporáneos. Igualmente, se puede utilizar la navegación celeste mientras se está en otros cuerpos planetarios para determinar la posición en su superficie, utilizando su horizonte local y cuerpos celestes adecuados con tablas de reducción coincidentes y conocimiento de la hora local.

Para la navegación por medios celestes cuando se encuentra en la superficie de la tierra durante un instante dado en el tiempo, un cuerpo celeste se encuentra directamente sobre un solo punto de la superficie de la Tierra. La latitud y longitud de ese punto se conoce como posición geográfica del cuerpo celeste (GP), cuya ubicación se puede determinar a partir de tablas en el almanaque náutico o aéreo de ese año. El ángulo medido entre el cuerpo celeste y el horizonte visible está directamente relacionado con la distancia entre el GP del cuerpo celeste y la posición del observador. Después de algunos cálculos, conocidos como reducción de la vista , esta medida se usa para trazar una línea de posición (LOP) en una carta de navegación o en una hoja de trabajo de trazado, donde la posición del observador se encuentra en algún lugar de esa línea. (El LOP es en realidad un segmento corto de un círculo muy grande en la Tierra que rodea el GP del cuerpo celeste observado. Un observador ubicado en cualquier parte de la circunferencia de este círculo en la Tierra, midiendo el ángulo del mismo cuerpo celeste sobre el horizonte en ese instante de tiempo, observaría que ese cuerpo está en el mismo ángulo sobre el horizonte.) Las vistas en dos cuerpos celestes dan dos de tales líneas en el gráfico, que se cruzan en la posición del observador (en realidad, los dos círculos darían como resultado dos puntos de intersección que surge de las miras en dos estrellas descritas anteriormente, pero una puede descartarse ya que estará lejos de la posición estimada; vea la figura en el ejemplo a continuación). La mayoría de los navegantes usarán miras de tres a cinco estrellas, si están disponibles, ya que eso dará como resultado una sola intersección común y minimizará la posibilidad de error. Esa premisa es la base del método de navegación celeste más comúnmente utilizado, denominado "método de intercepción de altitud". Deben trazarse al menos tres puntos. La intersección de la trama generalmente proporcionará un triángulo donde la posición exacta está dentro de él. La precisión de las miras está indicada por el tamaño del triángulo.

Joshua Slocum usó la navegación con vista al mediodía y con vista de estrellas para determinar su posición actual durante su viaje. Además, usó el método de la distancia lunar (o "Lunar") para determinar y mantener la hora conocida en Greenwich (el primer meridiano), manteniendo su "reloj de hojalata" razonablemente preciso, y por lo tanto su posición fija con precisión durante el primer sencillo registrado. circunnavegación del mundo con las manos.

La navegación celeste solo puede determinar la longitud cuando la hora en el primer meridiano se conoce con precisión, y cuanto más exactamente se conoce, más precisa es la corrección, como por cada cuatro segundos que la fuente de tiempo (comúnmente un cronómetro o, en aviones, un " reloj de piratería ") es un error, la posición puede diferir en una milla náutica. Cuando se desconoce el tiempo o no se confía en él, el método de la distancia lunar se puede aplicar siempre que haya al menos un reloj en funcionamiento con un segundero o un dígito. Sin ningún conocimiento del tiempo, un cálculo lunar (dada una luna observable de altitud respetable) puede proporcionar una precisión de tiempo cercana a un segundo con aproximadamente 15 a 30 minutos de observaciones y trabajo.

Ejemplo

Sol Luna (anotado) .gif

A la derecha se muestra un ejemplo que ilustra el concepto detrás del método de intercepción para determinar la posición de uno. (Otros dos métodos comunes para determinar la posición de uno usando la navegación celeste son la longitud por el cronómetro y los métodos ex-meridiano ). En la imagen adyacente, los dos círculos en el mapa representan líneas de posición para el Sol y la Luna a las 1200  GMT del 29 de octubre. , 2005. En este momento, un navegante de un barco en el mar midió que la Luna estaba a 56 grados sobre el horizonte utilizando un sextante . Diez minutos más tarde, se observó que el Sol estaba a 40 grados sobre el horizonte. Luego se calcularon y trazaron líneas de posición para cada una de estas observaciones. Dado que tanto el Sol como la Luna se observaron en sus respectivos ángulos desde la misma ubicación, el navegador tendría que estar ubicado en una de las dos ubicaciones donde se cruzan los círculos.

En este caso, el navegante se encuentra en el Océano Atlántico, a unas 350 millas náuticas (650 km) al oeste de Madeira, o en América del Sur, a unas 90 millas náuticas (170 km) al suroeste de Asunción, Paraguay. En la mayoría de los casos, determinar cuál de las dos intersecciones es la correcta es obvio para el observador porque a menudo están separadas por miles de millas. Como es poco probable que el barco navegue por Sudamérica, la posición en el Atlántico es la correcta. Tenga en cuenta que las líneas de posición en la figura están distorsionadas debido a la proyección del mapa; serían circulares si se trazaran en un globo.

Un observador en el punto del Gran Chaco vería la Luna a la izquierda del Sol, y un observador en el punto de Madeira vería la Luna a la derecha del Sol.

Medida angular

Usando un sextante marino para medir la altitud del sol sobre el horizonte

La medición precisa de ángulos evolucionó a lo largo de los años. Un método simple es sostener la mano por encima del horizonte con el brazo extendido. El ancho del dedo meñique es un ángulo de poco más de 1,5 grados de elevación a la longitud del brazo extendido y se puede usar para estimar la elevación del sol desde el plano del horizonte y, por lo tanto, estimar el tiempo hasta la puesta del sol. La necesidad de mediciones más precisas llevó al desarrollo de una serie de instrumentos cada vez más precisos, incluidos el kamal , el astrolabio , el octante y el sextante . El sextante y el octante son más precisos porque miden ángulos desde el horizonte, eliminando los errores causados ​​por la ubicación de los punteros de un instrumento, y porque su sistema de espejo dual cancela los movimientos relativos del instrumento, mostrando una vista constante del objeto y el horizonte.

Los navegadores miden la distancia en el globo terráqueo en grados , minutos de arco y segundos de arco . Una milla náutica se define como 1852 metros, pero también (no accidentalmente) un minuto de ángulo a lo largo de un meridiano de la Tierra. Los sextantes se pueden leer con precisión dentro de 0.2 minutos de arco, por lo que la posición del observador se puede determinar dentro (teóricamente) 0.2 millas náuticas (370 m), o aproximadamente 400 yardas. La mayoría de los navegantes oceánicos, que disparan desde una plataforma en movimiento, pueden alcanzar una precisión práctica de 1,5 millas náuticas (2,8 km), suficiente para navegar de forma segura cuando están fuera de la vista de la tierra.

Navegación práctica

El cronómetro marino de buques ofrece una precisión de menos de ± 5 segundos por año, expedido por la Armada francesa, 1983
Intendente de la Marina de los EE. UU. De 3a clase, prácticas con un sextante como parte de un entrenamiento de navegación a bordo del buque de asalto anfibio USS Bonhomme Richard (LHD 6) , 2018
Instrumentos de navegación celeste

La navegación celeste práctica generalmente requiere un cronómetro marino para medir el tiempo, un sextante para medir los ángulos, un almanaque que proporcione horarios de las coordenadas de los objetos celestes, un conjunto de tablas de reducción de la vista para ayudar a realizar los cálculos de altura y azimut , y una tabla de la región. Con las tablas de reducción visual, los únicos cálculos necesarios son la suma y la resta. Las pequeñas computadoras de mano, portátiles e incluso las calculadoras científicas permiten a los navegantes modernos "reducir" las miras sextantes en minutos, automatizando todos los pasos de cálculo y / o búsqueda de datos. La mayoría de las personas pueden dominar los procedimientos de navegación celeste más simples después de uno o dos días de instrucción y práctica, incluso utilizando métodos de cálculo manual.

Los navegantes prácticos modernos suelen utilizar la navegación celeste en combinación con la navegación por satélite para corregir una derrota a estima , es decir, un rumbo estimado a partir de la posición, el rumbo y la velocidad de una embarcación. El uso de varios métodos ayuda al navegador a detectar errores y simplifica los procedimientos. Cuando se usa de esta manera, un navegador medirá de vez en cuando la altitud del sol con un sextante, luego la comparará con una altitud precalculada basada en la hora exacta y la posición estimada de la observación. En el gráfico, se utilizará la regla de un trazador para marcar cada línea de posición. Si la línea de posición indica una ubicación a más de unas pocas millas de la posición estimada, se pueden tomar más observaciones para reiniciar la ruta de navegación a estima.

En el caso de fallas eléctricas o de equipos, tomar las líneas solares varias veces al día y adelantarlas a estima permite que un barco obtenga una solución de funcionamiento rudimentaria suficiente para regresar a puerto. También se puede usar la Luna, un planeta, Polaris o una de las otras 57 estrellas de navegación para rastrear el posicionamiento celestial.

Latitud

Dos oficiales de barcos náuticos "disparan" en una mañana con el sextante, la altitud del sol (1963)

La latitud se midió en el pasado midiendo la altitud del Sol al mediodía (la "vista del mediodía"), o midiendo las altitudes de cualquier otro cuerpo celeste al cruzar el meridiano (alcanzando su altitud máxima cuando se dirige al norte o al sur). y con frecuencia midiendo la altitud de Polaris , la estrella del norte (suponiendo que sea lo suficientemente visible por encima del horizonte, que no está en el hemisferio sur ). Polaris siempre permanece dentro de 1 grado del polo norte celeste . Si un navegante mide el ángulo de Polaris y encuentra que está a 10 grados del horizonte, entonces está a unos 10 grados al norte del ecuador. Esta latitud aproximada luego se corrige usando tablas simples o correcciones de almanaque para determinar una latitud teóricamente precisa dentro de una fracción de una milla. Los ángulos se miden desde el horizonte porque normalmente no es posible localizar el punto directamente sobre la cabeza, el cenit . Cuando la neblina oscurece el horizonte, los navegantes utilizan horizontes artificiales, que son espejos horizontales o bandejas de líquido reflectante, especialmente mercurio históricamente. En el último caso, el ángulo entre la imagen reflejada en el espejo y la imagen real del objeto en el cielo es exactamente el doble de la altitud requerida.

Longitud

La longitud relativa a una posición (por ejemplo, Greenwich ) se puede calcular con la posición del sol y la hora de referencia (por ejemplo, UTC / GMT).

Si el ángulo de Polaris se puede medir con precisión, una medida similar a una estrella cerca de los horizontes este u oeste proporcionaría la longitud . El problema es que la Tierra gira 15 grados por hora, lo que hace que tales mediciones dependan del tiempo. Una medida unos minutos antes o después de la misma medida del día anterior genera graves errores de navegación. Antes de que se dispusiera de buenos cronómetros , las medidas de longitud se basaban en el tránsito de la luna o las posiciones de las lunas de Júpiter. En su mayor parte, estos eran demasiado difíciles de usar por cualquier persona, excepto por los astrónomos profesionales. La invención del cronómetro moderno por John Harrison en 1761 simplificó enormemente el cálculo longitudinal.

El problema de la longitud tardó siglos en resolverse y dependía de la construcción de un reloj sin péndulo (ya que los relojes de péndulo no pueden funcionar con precisión en un barco inclinado, o incluso en un vehículo en movimiento de cualquier tipo). Dos métodos útiles evolucionaron durante el siglo XVIII y todavía se practican en la actualidad: la distancia lunar , que no implica el uso de un cronómetro, y el uso de un reloj o cronómetro de precisión.

En la actualidad, los cálculos de longitud de una persona común se pueden hacer anotando la hora local exacta (omitiendo cualquier referencia para el horario de verano ) cuando el sol está en su punto más alto en el cielo. El cálculo del mediodía se puede hacer de manera más fácil y precisa con una pequeña varilla exactamente vertical clavada en un terreno nivelado; tome la lectura del tiempo cuando la sombra esté apuntando hacia el norte (en el hemisferio norte). Luego, tome la lectura de su hora local y réstela de GMT ( Greenwich Mean Time ) o la hora en Londres, Inglaterra. Por ejemplo, una lectura al mediodía (1200 horas) cerca del centro de Canadá o los EE. UU. Se produciría aproximadamente a las 6 pm (1800 horas) en Londres. La diferencia de seis horas es un cuarto de un día de 24 horas, o 90 grados de un círculo de 360 ​​grados (la Tierra). El cálculo también se puede hacer tomando el número de horas (use decimales para fracciones de una hora) multiplicado por 15, el número de grados en una hora. De cualquier manera, se puede demostrar que gran parte del centro de América del Norte se encuentra en o cerca de los 90 grados de longitud oeste. Las longitudes orientales se pueden determinar agregando la hora local a GMT, con cálculos similares.

Distancia lunar

Un método más antiguo, pero aún útil y práctico, para determinar la hora exacta en el mar antes de la llegada del cronometraje preciso y los sistemas de tiempo basados ​​en satélites se llama " distancias lunares ", o "lunares", que se utilizó ampliamente durante un período corto y se perfeccionó para el uso diario en abordo de barcos en el siglo XVIII. El uso disminuyó a mediados del siglo XIX a medida que los barcos medios en el mar disponían de relojes cada vez mejores (cronómetros). Aunque recientemente solo lo han utilizado los historiadores y aficionados a los sextantes, ahora se está volviendo más común en los cursos de navegación celeste reducir la dependencia total de los sistemas GNSS como potencialmente la única fuente de tiempo precisa a bordo de un barco. El método es teóricamente sólido, y ahora, con varias oficinas que vuelven a publicar tablas lunares para este propósito anualmente, hay un aumento en el uso, ¡aunque esperamos principalmente para la práctica! Destinado para su uso cuando no se dispone de un reloj preciso o se sospecha de la precisión del reloj durante un largo viaje por mar, el navegador mide con precisión el ángulo entre la luna y el sol, o entre la luna y una de las varias estrellas cercanas a la eclíptica . El ángulo observado debe corregirse por los efectos de la refracción y el paralaje, como cualquier vista celeste. Para realizar esta corrección, el navegador mide las altitudes de la luna y el sol (o estrella) aproximadamente al mismo tiempo que el ángulo de distancia lunar. Solo se requieren valores aproximados para las altitudes. Un cálculo con tablas publicadas adecuadas (o a mano con logaritmos y tablas gráficas) requiere de 10 a 15 minutos de trabajo para convertir los ángulos observados en una distancia lunar geocéntrica. Luego, el navegador compara el ángulo corregido con los enumerados con las páginas del almanaque correspondientes para cada tres horas del tiempo de Greenwich, utilizando tablas de interpolación para derivar valores intermedios. El resultado es una diferencia de tiempo entre la fuente de tiempo (que es de hora desconocida) utilizada para las observaciones y la hora del primer meridiano real (la del "Meridiano Cero" en Greenwich, también conocido como UTC o GMT). Ahora, conociendo UTC / GMT, el navegador puede tomar y reducir un conjunto adicional de puntos de vista para calcular su posición exacta en la tierra como una latitud y longitud locales.

Uso del tiempo

El método considerablemente más popular fue (y sigue siendo) utilizar un reloj preciso para medir directamente el tiempo de una vista sextante. La necesidad de una navegación precisa condujo al desarrollo de cronómetros cada vez más precisos en el siglo XVIII (véase John Harrison ). Hoy en día, el tiempo se mide con un cronómetro, un reloj de cuarzo , una señal horaria de radio de onda corta transmitida desde un reloj atómico o la hora mostrada en un receptor de señal horaria vía satélite . Un reloj de pulsera de cuarzo normalmente mantiene la hora dentro de medio segundo por día. Si se usa constantemente, manteniéndolo cerca del calor corporal, su tasa de deriva se puede medir con la radio y, al compensar esta deriva, un navegador puede mantener el tiempo en más de un segundo por mes. Cuando la hora en el primer meridiano (u otro punto de partida) se conoce con suficiente precisión, la navegación celeste puede determinar la longitud, y cuanto más exacta sea la hora, más precisa será la determinación de la latitud. En una latitud de 45 °, un segundo de tiempo equivale en longitud a 1.077,8  pies (328,51  m ), o una décima de segundo significa 107,8 pies (32,86 m).

Tradicionalmente, un navegante verificaba su (s) cronómetro (s) desde su sextante, en un marcador geográfico examinado por un astrónomo profesional. Esta es ahora una habilidad poco común y la mayoría de los capitanes de puerto no pueden localizar el marcador de su puerto. Los barcos a menudo llevaban más de un cronómetro. Los cronómetros se guardaban en cardanes en una habitación seca cerca del centro del barco. Se usaron para configurar un reloj de pirateo para la vista real, de modo que ningún cronómetro estuviera nunca expuesto al viento y al agua salada en la cubierta. Dar cuerda y comparar los cronómetros era una tarea crucial del navegante. Incluso hoy en día, todavía se registra diariamente en el registro de cubierta del barco y se informa al Capitán antes de las ocho campanadas de la guardia de la mañana (mediodía a bordo). Los navegantes también configuran los relojes y el calendario del barco. Dos cronómetros proporcionaron redundancia modular dual , permitiendo una copia de seguridad si uno dejara de funcionar, pero no permitiendo ninguna corrección de error si los dos mostraban una hora diferente, ya que en caso de contradicción entre los dos cronómetros, sería imposible saber cuál era. erróneo (la detección de error obtenida sería la misma de tener un solo cronómetro y comprobarlo periódicamente: todos los días al mediodía contra navegación a estima ). Tres cronómetros proporcionaron triple redundancia modular , lo que permitió la corrección de errores si uno de los tres estaba equivocado, por lo que el piloto tomaría el promedio de los dos con lecturas más cercanas (voto de precisión promedio). Hay un viejo adagio en este sentido, que dice: "Nunca vayas al mar con dos cronómetros; llévate uno o tres". Los barcos dedicados al trabajo de reconocimiento generalmente llevaban muchos más de tres cronómetros; por ejemplo, el HMS Beagle llevaba 22 cronómetros .

Navegación celeste moderna

El concepto de línea de posición celeste fue descubierto en 1837 por Thomas Hubbard Sumner cuando, después de una observación, calculó y trazó su longitud en más de una latitud de prueba en su vecindad, y notó que las posiciones se encontraban a lo largo de una línea. Usando este método con dos cuerpos, los navegantes finalmente pudieron cruzar dos líneas de posición y obtener su posición, determinando de hecho tanto la latitud como la longitud. Más tarde, en el siglo XIX, se desarrolló el método de interceptación moderno (Marcq St. Hilaire) ; con este método, la altura del cuerpo y el azimut se calculan para una posición de prueba conveniente y se comparan con la altura observada. La diferencia en minutos de arco es la distancia de "intersección" de millas náuticas a la que la línea de posición debe desplazarse hacia o desde la dirección del subpunto del cuerpo. (El método de intercepción utiliza el concepto ilustrado en el ejemplo de la sección "Cómo funciona" anterior). Otros dos métodos para reducir las miras son la longitud por cronómetro y el método ex-meridiano .

Si bien la navegación celeste se está volviendo cada vez más redundante con la llegada de los receptores de navegación por satélite ( GPS ) de bajo costo y alta precisión , se utilizó ampliamente en la aviación hasta la década de 1960 y la navegación marina hasta hace muy poco. Sin embargo; Dado que un marinero prudente nunca depende de ningún medio exclusivo para fijar su posición, muchas autoridades marítimas nacionales todavía exigen a los oficiales de cubierta que demuestren conocimiento de la navegación celeste en los exámenes, principalmente como respaldo para la navegación electrónica / por satélite. Uno de los usos actuales más comunes de la navegación celeste a bordo de grandes buques mercantes es la calibración de la brújula y la verificación de errores en el mar cuando no hay referencias terrestres disponibles.

La Fuerza Aérea de Estados Unidos y la Marina de los EE.UU. continuó instruyendo a los aviadores militares sobre el uso de la navegación de altura hasta 1997, debido a que:

  • La navegación celeste se puede utilizar independientemente de las ayudas terrestres.
  • la navegación celeste tiene cobertura global.
  • la navegación celeste no se puede obstruir (aunque puede quedar oscurecida por las nubes).
  • La navegación celeste no emite ninguna señal que pueda ser detectada por un enemigo.

La Academia Naval de los Estados Unidos (USNA) anunció que interrumpiría su curso de navegación celeste (considerado uno de sus cursos no relacionados con la ingeniería más exigentes) del plan de estudios formal en la primavera de 1998. En octubre de 2015, citando preocupaciones sobre la confiabilidad de los sistemas GPS frente a posibles piratas informáticos hostiles , la USNA restableció la instrucción en navegación celeste en el año académico 2015 a 2016.

En otra academia de servicio federal, la Academia de la Marina Mercante de los EE. UU., No hubo interrupción en la instrucción en navegación celeste, ya que se requiere aprobar el Examen de Licencia de la Guardia Costera de los EE. UU. Para ingresar a la Marina Mercante . También se enseña en Harvard , más recientemente como Astronomía 2.

La navegación celeste sigue siendo utilizada por navegantes privados y, en particular, por yates de crucero de larga distancia en todo el mundo. Para las tripulaciones de barcos de crucero pequeños, la navegación celeste generalmente se considera una habilidad esencial cuando se aventura más allá del alcance visual de la tierra. Aunque la tecnología GPS (Sistema de posicionamiento global) es confiable, los navegantes en alta mar utilizan la navegación celeste como herramienta de navegación principal o como respaldo.

La navegación celeste se utilizó en la aviación comercial hasta principios de la era de los reactores; Los primeros Boeing 747 tenían un "puerto sextante" en el techo de la cabina. Solo se eliminó gradualmente en la década de 1960 con el advenimiento de la navegación inercial y los sistemas de navegación Doppler, y los sistemas basados ​​en satélites de hoy que pueden ubicar la posición de la aeronave con precisión en una esfera de 3 metros con varias actualizaciones por segundo.

Se utilizó una variación de la navegación celeste terrestre para ayudar a orientar la nave espacial Apolo en ruta hacia y desde la Luna. Hasta el día de hoy, las misiones espaciales como el Mars Exploration Rover utilizan rastreadores de estrellas para determinar la actitud de la nave espacial.

Ya a mediados de la década de 1960, los sistemas informáticos y electrónicos avanzados habían evolucionado permitiendo a los navegantes obtener puntos de vista celestes automatizados. Estos sistemas se utilizaron tanto a bordo de barcos como de aviones de la Fuerza Aérea de los EE. UU., Y fueron altamente precisos, capaces de fijar hasta 11 estrellas (incluso durante el día) y resolver la posición de la nave a menos de 300 pies (91 m). El avión de reconocimiento de alta velocidad SR-71 fue un ejemplo de un avión que utilizó una combinación de navegación inercial y celeste automatizada . Sin embargo, estos raros sistemas eran costosos y los pocos que siguen en uso en la actualidad se consideran copias de seguridad de sistemas de posicionamiento por satélite más confiables.

Los misiles balísticos intercontinentales utilizan la navegación celeste para comprobar y corregir su rumbo (inicialmente establecido con giroscopios internos) mientras vuelan fuera de la atmósfera terrestre . La inmunidad a las señales de interferencia es el principal impulsor de esta técnica aparentemente arcaica.

La navegación y sincronización basada en púlsares de rayos X (XNAV) es una técnica de navegación experimental mediante la cual las señales periódicas de rayos X emitidas por los púlsares se utilizan para determinar la ubicación de un vehículo, como una nave espacial en el espacio profundo. Un vehículo que usa XNAV compararía las señales de rayos X recibidas con una base de datos de frecuencias y ubicaciones de púlsares conocidas. Al igual que con el GPS, esta comparación permitiría al vehículo triangular su posición con precisión (± 5 km). La ventaja de utilizar señales de rayos X en lugar de ondas de radio es que los telescopios de rayos X pueden hacerse más pequeños y ligeros. El 9 de noviembre de 2016, la Academia de Ciencias de China lanzó un satélite de navegación de púlsares experimental llamado XPNAV 1 . SEXTANT (Station Explorer for X-ray Timing and Navigation Technology) es un proyecto financiado por la NASA desarrollado en el Goddard Space Flight Center que está probando XNAV en órbita a bordo de la Estación Espacial Internacional en relación con el proyecto NICER , lanzado el 3 de junio. 2017 en la misión de reabastecimiento de la ISS SpaceX CRS-11 .

Capacitación

Los equipos de entrenamiento de navegación celeste para tripulaciones de aviones combinan un simulador de vuelo simple con un planetario .

Un ejemplo temprano es el Link Celestial Navigation Trainer , utilizado en la Segunda Guerra Mundial . Ubicado en un edificio de 45 pies (14 m) de altura, contaba con una cabina que acomodaba a toda una tripulación de bombarderos (piloto, navegante y bombardero). La cabina ofrecía una gama completa de instrumentos que el piloto usaba para volar el avión simulado. Fijado a una cúpula sobre la cabina había una disposición de luces, algunas colimadas , simulando constelaciones a partir de las cuales el navegante determinaba la posición del avión. El movimiento de la cúpula simulaba las posiciones cambiantes de las estrellas con el paso del tiempo y el movimiento del plano alrededor de la tierra. El navegador también recibió señales de radio simuladas desde varias posiciones en tierra. Debajo de la cabina se movieron "placas de terreno" (fotografías aéreas grandes y móviles de la tierra de abajo) que dieron a la tripulación la impresión de estar volando y permitieron al bombardero practicar la alineación de los objetivos de bombardeo. Un equipo de operadores se sentó en una cabina de control en el suelo debajo de la máquina, desde la cual pudieron simular condiciones climáticas como el viento o las nubes. Este equipo también rastreó la posición del avión moviendo un "cangrejo" (un marcador) en un mapa de papel.

El Link Celestial Navigation Trainer fue desarrollado en respuesta a una solicitud hecha por la Royal Air Force (RAF) en 1939. La RAF ordenó 60 de estas máquinas, y la primera se construyó en 1941. La RAF usó solo algunas de estas, arrendando el resto a los EE. UU., donde finalmente se utilizaron cientos.

Ver también

Referencias

enlaces externos

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