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REPÉRAGE DANS LESPACE
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COORDONNÉES GÉOGRAPHIQUES
Soit la Terre avec son axe de rotation, ses pôles
et son centre.
Quelles sont les coordonnées de la ville V ?
On définit un plan de référence, le plan
équatorial.
On mesure langle ? que fait la direction de V
avec ce plan. Cet angle est mesuré dans le plan
méridien passant par la ville V.
langle ? est la latitude de la ville. Il se
mesure de 0 à 90 vers le Nord 0 à - 90
vers le Sud
Pour lautre coordonnée, il faut définir un
méridien de référence méridien de Greenwich.
On mesure langle L entre les deux plans
méridiens.
langle L est la longitude de la ville. Il se
mesure de 0 à 180 vers lOuest 0 à - 180
vers lEst
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Comment mesurer la latitude dun lieu ?
Soit la Terre et la ville V.
Le schéma est fait dans le plan méridien de la
ville.
La latitude de la ville est donnée par langle ?.
Le pôle Nord céleste est dans le prolongement de
laxe de rotation de la Terre.
Si depuis la ville on vise la direction du pôle
Nord céleste, ....
On constate que langle ?, est celui que fait la
direction du pôle Nord céleste avec le plan
horizontal. (angles aigus à côtés
perpendiculaires)
Donc pour déterminer la latitude ? dun lieu, il
suffit de mesurer la hauteur du pôle Nord céleste.
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COORDONNÉES HORIZONTALES
Soit un observateur O, ...
et la voûte céleste au-dessus de lui.
Compte tenu de la position verticale de
lobservateur, le plan de référence, le plus
simple, est le plan horizontal.
Il est alors possible de définir, le zénith (Z),
...
le Nadir (Na), ....
la direction du pôle Nord céleste, ....
E
la direction du Nord dans le plan horizontal,
....
et celle du Sud.
En se déplaçant sur la voûte céleste, une étoile
passe par la position E.
Quelles sont ses coordonnées horizontales ?
Dans le plan de référence, on choisit une
direction celle du Sud.
La projection curviligne de E sur le plan de
référence détermine E.
Il est possible de déterminer langle a entre la
direction du Sud et celle de E.
Il est possible de déterminer langle h entre la
direction de létoile et le plan de référence.
Cet angle h mesure la hauteur de létoile. Il se
mesure de -90 à 90 du nadir vers le zénith.
Cet angle a mesure lazimut de létoile. 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,
létoile se déplace dEst 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 lobservateur,
tourne autour de laxe des pôles.
Les étoiles décrivent de petits cercles et
disparaissent sous lhorizon.
Les étoiles ont un mouvement densemble.
Pour avoir des coordonnées intrinsèques, il faut
les définir à partir de ce mouvement densemble
et abandonner les coordonnées liées au lieu
dobservation.
Puisque les étoiles tournent autour de laxe des
pôles, on va choisir comme plan de référence le
plan perpendiculaire à laxe 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, ...
l'horizon local, ...
le Nord et le Sud, ...
H
E'
N
(le schéma est fait dans le plan méridien du lieu)
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.
PS
La projection curviligne de E dans le plan de
référence détermine E.
Dans le plan de référence, on choisit une
direction celle du Sud.
Il est possible de déterminer langle ? entre la
direction de létoile et le plan de référence.
Il est possible de déterminer langle H entre la
direction du Sud et celle de E.
Cet angle ? mesure la déclinaison de létoile. Il
se mesure de -90 à 90 de PS à PN.
Cet angle H mesure langle horaire de
létoile. 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 . (d 8917 ').
- 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 - d.
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COORDONNÉES ÉQUATORIALES.
PN
Dans les coordonnées horaires, le choix du plan
équatorial comme plan de référence est
satisfaisant puisque la coordonnée associée (la
déclinaison) ne varie pas.
On définit la déclinaison ? comme précédemment. ?
se mesure de -90 à 90 de PS à PN.
?
E'
?
Il faut maintenant choisir une droite de
référence liée au mouvement apparent des étoiles.
?
Dans son mouvement apparent autour de la Terre,
le Soleil se déplace sur l'écliptique qui est
incliné de 2327' 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 ? . 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 langle ? entre la
direction du point ? et celle de E.
Dans son mouvement apparent au cours de la
journée, le Soleil se déplace dans le sens
rétrograde (1 tour en 24h).
Cet angle ? mesure l'ascension droite de
létoile. Il se mesure de 0 h à 24 h dans le sens
direct.
Au cours de l'année, il se déplace dans le sens
direct d'un peu moins de 1 par jour (360 en
365j).
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Coordonnées équatoriales (suite)
Avantages - ces coordonnées sont intrinsèques.
- possibilité de faire des tables donnant d et a
des étoiles.
Inconvénients - nécessité de connaître la
direction du pôle Nord céleste.
- nécessité de connaître la direction du point g
qui semble se déplacer (mouvement diurne).
- sur de longues périodes la position du point g
varie ( phénomène de précession).
Montures équatoriales Elles possèdent un axe
de rotation parallèle à PP'. Un moteur permet une
rotation autour de celui-ci 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.
Q
Elles sont calquées sur les coordonnées
équatoriales, mais dans ce cas, on prend pour
plan de référence le plan de l'écliptique.
b
E'
Soit la sphère céleste avec ses pôles et
l'équateur.
Le plan de l'écliptique est choisi comme plan de
référence.
?
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).
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
g est prise comme référence.
L'angle b entre la direction de l'étoile et le
plan écliptique mesure la latitude écliptique de
létoile.
L'angle l entre la direction du point g et celle
de E' mesure la longitude écliptique de létoile.
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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