Transcript REPÉRAGE DANS L’ESPACE Comité de Liaison Enseignant Astronomes COORDONNÉES GÉOGRAPHIQUES PN Soit la Terre avec son axe de rotation, ses pôles et son.

REPÉRAGE DANS L’ESPACE
Comité de Liaison Enseignant Astronomes
COORDONNÉES GÉOGRAPHIQUES
PN
Soit la Terre avec son axe de rotation, ses pôles et son centre.
Quelles sont les coordonnées de la ville V ?
V
On définit un plan de référence, le plan
équatorial.
On mesure l’angle  que fait la direction
de V avec ce plan.
Cet angle est mesuré dans le plan
méridien passant par la ville V.
l’angle  est la latitude de la ville.
Il se mesure de :
0° à +90° vers le Nord
0° à - 90° vers le Sud
Pour l’autre coordonnée, il faut définir un
méridien de référence : méridien de Greenwich.
On mesure l’angle L entre les deux plans
méridiens.
Gr

Ouest
L
Est
PS
l’angle L est la longitude de la ville.
Il se mesure de :
0° à +180° vers l’Ouest
0° à - 180° vers l’Est
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Comment mesurer la latitude d’un lieu ?
Pôle céleste
Pôle céleste

Soit la Terre et la ville V.
V
Le schéma est fait dans le plan méridien de la ville.

La latitude de la ville est donnée par l’angle .
Le pôle Nord céleste est dans le prolongement
de l’axe de rotation de la Terre.
Si depuis la ville on vise la direction du pôle Nord céleste, ....
On constate que l’angle , est celui que fait la direction du pôle Nord céleste avec le plan horizontal.
(angles aigus à côtés perpendiculaires)
Donc pour déterminer la latitude  d’un lieu, il suffit de
mesurer la hauteur du pôle Nord céleste.
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COORDONNÉES HORIZONTALES
Pôle Nord céleste
Z
Soit un observateur O, ...
… et la voûte céleste au-dessus de lui.
Compte tenu de la position verticale de l’observateur, le
plan de référence, le plus simple, est le plan horizontal.
E
Il est alors possible de définir, le zénith (Z), ...
le Nadir (Na), ....
la direction du pôle Nord céleste, ....
h
N
O
a
S
E’
… la direction du Nord dans le plan horizontal, ....
… et celle du Sud.
Na
Sens
rétrograde
En se déplaçant sur la voûte céleste, une étoile passe par la position E.
Quelles sont ses coordonnées horizontales ?
La projection curviligne de E sur le plan de référence
détermine E’.
Il est possible de déterminer l’angle h entre la
direction de l’étoile et le plan de référence.
Dans le plan de référence, on choisit une
direction : celle du Sud.
Il est possible de déterminer l’angle a
entre la direction du Sud et celle de E’.
Cet angle h mesure la hauteur de l’étoile.
Cet angle a mesure l’azimut de l’étoile.
Il se mesure de -90° à +90° du nadir vers le
zénith.
Il se mesure de 0° à 360° dans le sens rétrograde.
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Coordonnées horizontales (suite)
Le choix du sens RÉTROGRADE est normal puisqu'au cours de la nuit, dans son mouvement apparent,
l’étoile se déplace d’Est en Ouest. Donc son azimut augmente. Le sens DIRECT correspond au sens de
rotation de la Terre autour de son axe.
Avantages :
- notions simples liées à la position de l'observateur en un lieu donné (verticale, horizontale,
Nord, Sud).
- plan et droite de référence facilement repérables.
- les montures azimutales pour lunettes ou télescopes sont simples : deux axes de rotation,
horizontal pour la hauteur, vertical pour l'azimut.
Inconvénients :
- au cours de 1a nuit, hauteur (h) et azimut (a) varient. Ce ne sont pas des coordonnées intrinsèques.
- on ne peut pas faire de tables donnant h et a de chaque étoile.
- pour suivre un astre avec une monture azimutale, il faut disposer d'un moteur
sur chaque axe. C'est le cas du télescope, entre autres, de 6m de Zelentchuk.
Il nous faut donc trouver des coordonnées intrinsèques.
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La voûte céleste centrée sur l’observateur,
tourne autour de l’axe des pôles.
Les étoiles décrivent de petits cercles et
disparaissent sous l’horizon.
Les étoiles ont un mouvement d’ensemble.
O
Pour avoir des coordonnées intrinsèques, il faut les
définir à partir de ce mouvement d’ensemble et
abandonner les coordonnées liées au lieu d’observation.
Puisque les étoiles tournent autour de l’axe des
pôles, on va choisir comme plan de référence le
plan perpendiculaire à l’axe de rotation et passant
par le centre de la Terre.
Ce plan est le
plan équatorial
céleste, confondu avec le plan équatorial terrestre.
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COORDONNÉES HORAIRES
PN
Soit la sphère céleste avec l'axe des pôles, ...
E
l'horizon local, ...

le Nord et le Sud, ...
(le schéma est fait dans le plan méridien du lieu)
H
N
E'
Sens
rétrograde
S
Un étoile se déplace sur le petit cercle orangé.
Quelles sont ses coordonnées horaires quand
elle se trouve en E ?
On définit comme plan de référence le plan équatorial.
La projection curviligne de E dans le plan de
référence détermine E’.
Il est possible de déterminer l’angle  entre la
direction de l’étoile et le plan de référence.
PS
Dans le plan de référence, on choisit une
direction : celle du Sud.
Il est possible de déterminer l’angle H
entre la direction du Sud et celle de E’.
Cet angle  mesure la déclinaison de l’étoile.
Cet angle H mesure l’angle horaire de l’étoile.
Il se mesure de -90° à +90° de PS à PN.
Il se mesure de 0 h à 24 h dans le sens rétrograde.
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Coordonnées horaires (suite)
Avantages :
- la déclinaison de l'étoile ne varie pas au cours du mouvement diurne, le mouvement
apparent des étoiles se faisant dans des plans parallèles à l'équateur.
- suppression d'un moteur.
Inconvénients :
- le repérage d'un astre nécessite la connaissance de PSPN, donc de la direction du pôle
Nord céleste (la Polaire ne se trouve pas au pôle céleste, elle en est séparée d'environ
1° ;. ( = +8917 ')*.
- l'angle horaire H varie au cours du mouvement diurne.
La droite de référence choisie dépend en effet du lieu, puisque c'est la direction du Sud
qui a été choisie.
Il faudrait avoir une droite de référence, non pas liée au lieu, mais liée au mouvement
apparent des étoiles.
* On appelle distance polaire d'un astre l'angle 90 - .
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COORDONNÉES ÉQUATORIALES.
Dans les coordonnées horaires, le choix du plan équatorial
comme plan de référence est satisfaisant puisque la coordonnée
associée (la déclinaison) ne varie pas.
PN
E
On définit la déclinaison  comme précédemment.
 se mesure de -90° à +90° de PS à PN.
Il faut maintenant choisir une droite de référence
liée au mouvement apparent des étoiles.


E'
sens
direct

Dans son mouvement apparent autour de la
Terre, le Soleil se déplace sur l'écliptique qui est
incliné de 23°27' sur l'équateur.
PS
PN
L'intersection de l'équateur et de l'écliptique se fait en deux
points dont l'un est le point vernal ou point  .

Dans son mouvement apparent au cours de la
journée, le Soleil se déplace dans le sens
rétrograde (1 tour en 24h).
Au cours de l'année, il se déplace dans le sens direct
d'un peu moins de 1° par jour (360° en 365j).
Celui-ci correspond à la position du Soleil le jour de l'équinoxe
de printemps, ce jour-là, la déclinaison du Soleil s'annule en
croissant. C'est la direction de ce point qui sera prise comme
référence pour déterminer la seconde coordonnée.
Il est possible de déterminer l’angle  entre la direction du
point  et celle de E’.
Cet angle  mesure l'ascension droite de l’étoile.
Il se mesure de 0 h à 24 h dans le sens direct.
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Coordonnées équatoriales (suite)
Avantages :
- ces coordonnées sont intrinsèques.
- possibilité de faire des tables donnant  et  des étoiles.
Inconvénients :
- nécessité de connaître la direction du pôle Nord céleste.
- nécessité de connaître la direction du point  qui semble se déplacer (mouvement
diurne).
- sur de longues périodes la position du point  varie ( phénomène de précession).
Montures équatoriales :
Elles possèdent un axe de rotation parallèle à PP'. Un moteur permet une rotation autour de celuici afin de suivre le mouvement des astres. Un second axe perpendiculaire au précédent permet de
régler la déclinaison. La mise en station est délicate.
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COORDONNÉES ÉCLIPTIQUES.
Elles sont calquées sur les coordonnées équatoriales,
mais dans ce cas, on prend pour plan de référence le
plan de l'écliptique.
PN
Q
E
b
sens
E' direct
Soit la sphère céleste avec ses pôles et l'équateur.
Le plan de l'écliptique est choisi comme plan de
référence.
l

On définit les pôles nord (Q) et sud (Q').
Q'
Au cours de son mouvement apparent, une étoile
décrit le petit cercle jaune (parallèle à l'équateur).
PS
Quelles sont ses coordonnées écliptiques lorsqu'elle passe en (E). Soit E' la projection curviligne de
l'étoile sur le plan écliptique.
Dans le plan de référence, la direction du point 
est prise comme référence.
L'angle b entre la direction de l'étoile et le plan
écliptique mesure la latitude écliptique de l’étoile.
L'angle l entre la direction du point  et celle de
E' mesure la longitude écliptique de l’étoile.
Il se mesure de -90° à +90° de Q' à Q.
Il se mesure de 0 à 360° dans le sens direct.
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