Aplikacija za prikaz sazvežđa

Uvod

Aplikacija za prikaz sazvežđa je moćan alat za astronomske entuzijaste i posmatrače zvezda. Omogućava korisnicima da vizualizuju noćno nebo i identifikuju vidljiva sazvežđa na osnovu svoje lokacije, datuma i vremena. Ova interaktivna aplikacija pruža jednostavnu SVG mapu noćnog neba, prikazujući imena sazvežđa, osnovne pozicije zvezda i horizont, sve unutar jednog interfejsa.

Kako koristiti ovu aplikaciju

1. Unesite datum i vreme (podrazumevano se koristi trenutni datum i vreme ako nije navedeno).
2. Izaberite da koristite svoju trenutnu lokaciju ili ručno unesite geografske koordinate (širinu i dužinu).
3. Aplikacija će automatski generisati SVG mapu noćnog neba koja prikazuje vidljiva sazvežđa.
4. Istražujte mapu kako biste identifikovali sazvežđa, pozicije zvezda i horizont.

Nebeske koordinate i proračun vremena

Aplikacija koristi kombinaciju nebeskih koordinata i proračuna vremena kako bi odredila koja su sazvežđa vidljiva na noćnom nebu:

1. Pravo uzdizanje (RA) i deklinacija (Dec): Ovo su nebeski ekvivalenti geografske dužine i širine. RA se meri u satima (0 do 24), a Dec se meri u stepenima (-90° do +90°).

2. Lokalno siderealno vreme (LST): Ovo se proračunava koristeći geografsku dužinu posmatrača i trenutni datum i vreme. LST određuje koji deo nebeske sfere je trenutno iznad posmatrača.

3. Ugao sata (HA): Ovo je uglovna razdaljina između meridijana i nebeskog objekta, proračunava se kao:

   $HA = LST - RA$

4. Altituda (Alt) i azimut (Az): Ove se vrednosti proračunavaju koristeći sledeće formule:

   $\sin(Alt) = \sin(Dec) \cdot \sin(Lat) + \cos(Dec) \cdot \cos(Lat) \cdot \cos(HA)$

   $\tan(Az) = \frac{\sin(HA)}{\cos(HA) \cdot \sin(Lat) - \tan(Dec) \cdot \cos(Lat)}$

Gde je Lat geografska širina posmatrača.

Proces proračuna

Aplikacija obavlja sledeće korake kako bi odredila vidljiva sazvežđa i prikazala mapu neba:

1. Pretvara korisnički unos (datum, vreme, lokacija) u Julianovu datu i lokalno siderealno vreme.
2. Za svaku zvezdu u bazi podataka sazvežđa: a. Proračunava njen ugao sata. b. Proračunava njenu altitudu i azimut. c. Utvrđuje da li je iznad horizonta (Alt > 0).
3. Za svako sazvežđe: a. Proverava da li je dovoljan broj njegovih zvezda vidljiv. b. Ako je vidljivo, uključuje ga u listu sazvežđa koja će se prikazati.
4. Generiše SVG mapu: a. Kreira kružni svod neba. b. Prikazuje vidljive zvezde na osnovu njihovog azimuta i altitude. c. Crta linije i oznake sazvežđa. d. Dodaje liniju horizonta.

Jedinice i preciznost

• Datum i vreme: Koristi lokalnu vremensku zonu korisnika, uz opciju da se odredi UTC pomeraj.
• Koordinate: Geografska širina i dužina u decimalnim stepenima, precizne do 4 decimalna mesta.
• Pozicije zvezda: Pravo uzdizanje u satima (0 do 24), deklinacija u stepenima (-90 do +90).
• SVG renderovanje: Koordinate se skaliraju i transformišu kako bi se uklopile u prikaz, obično 1000x1000 piksela.

Upotreba

Aplikacija za prikaz sazvežđa ima različite primene:

1. Amaterska astronomija: Pomaže početnicima da identifikuju sazvežđa i uče o noćnom nebu.
2. Obrazovanje: Služi kao alat za učenje u časovima astronomije i naučnog obrazovanja.
3. Planiranje astrofotografije: Pomaže u planiranju sesija fotografisanja noćnog neba.
4. Događaji posmatranja zvezda: Povećava javne noći posmatranja zvezda pružajući vizuelnog vodiča.
5. Navigacija: Može se koristiti kao osnovni alat za nebesku navigaciju.

Alternativa

Iako naša aplikacija za prikaz sazvežđa pruža jednostavan i pristupačan način za gledanje noćnog neba, postoje i drugi alati dostupni:

1. Stellarium: Opširniji open-source planetarijum softver.
2. Sky Map: Mobilna aplikacija koja koristi proširenu stvarnost za gledanje neba u realnom vremenu.
3. NASA-ine Oči na nebu: Pruža 3D vizualizaciju solarnog sistema i šire.
4. Celestia: Nudi 3D simulaciju univerzuma sa ogromnom bazom podataka nebeskih objekata.

Istorija

Istorija mapiranja sazvežđa i zvezdanih karata datira hiljadama godina:

• Stare civilizacije: Babilonci, Egipćani i Grci razvili su rane zvezdane kataloge i mitove o sazvežđima.
• 2. vek n.e.: Ptolemejeva Almagest pružila je sveobuhvatan zvezdani katalog i listu sazvežđa.
• 16-17. vek: Doba istraživanja dovelo je do mapiranja južnih sazvežđa.
• 1922: Međunarodna astronomska unija (IAU) standardizovala je 88 modernih sazvežđa.
• 20. vek: Razvoj kompjuterskih zvezdanih kataloga i digitalnog planetarijumskog softvera.
• 21. vek: Mobilne aplikacije i alati zasnovani na webu čine posmatranje sazvežđa dostupnim svima.

Podaci o sazvežđima

Aplikacija koristi pojednostavljenu bazu podataka sazvežđa koja se čuva u TypeScript datoteci:

1export interface Star {
2  ra: number;  // Pravo uzdizanje u satima
3  dec: number; // Deklinacija u stepenima
4  magnitude: number; // Svetlost zvezde
5}
6
7export interface Constellation {
8  name: string;
9  stars: Star[];
10}
11
12export const constellations: Constellation[] = [
13  {
14    name: "Ursa Major",
15    stars: [
16      { ra: 11.062, dec: 61.751, magnitude: 1.79 },
17      { ra: 10.229, dec: 60.718, magnitude: 2.37 },
18      // ... više zvezda
19    ]
20  },
21  // ... više sazvežđa
22];
23

Ova struktura podataka omogućava efikasno pretraživanje i renderovanje sazvežđa.

SVG renderovanje

Aplikacija koristi D3.js za kreiranje SVG mape noćnog neba. Evo pojednostavljenog primera procesa renderovanja:

1import * as d3 from 'd3';
2
3function renderSkyMap(visibleConstellations, width, height) {
4  const svg = d3.create("svg")
5    .attr("width", width)
6    .attr("height", height)
7    .attr("viewBox", [0, 0, width, height]);
8
9  // Crtaj pozadinu neba
10  svg.append("circle")
11    .attr("cx", width / 2)
12    .attr("cy", height / 2)
13    .attr("r", Math.min(width, height) / 2)
14    .attr("fill", "navy");
15
16  // Crtaj zvezde i sazvežđa
17  visibleConstellations.forEach(constellation => {
18    const lineGenerator = d3.line()
19      .x(d => projectStar(d).x)
20      .y(d => projectStar(d).y);
21
22    svg.append("path")
23      .attr("d", lineGenerator(constellation.stars))
24      .attr("stroke", "white")
25      .attr("fill", "none");
26
27    constellation.stars.forEach(star => {
28      const { x, y } = projectStar(star);
29      svg.append("circle")
30        .attr("cx", x)
31        .attr("cy", y)
32        .attr("r", 5 - star.magnitude)
33        .attr("fill", "white");
34    });
35
36    // Dodaj ime sazvežđa
37    const firstStar = projectStar(constellation.stars[0]);
38    svg.append("text")
39      .attr("x", firstStar.x)
40      .attr("y", firstStar.y - 10)
41      .text(constellation.name)
42      .attr("fill", "white")
43      .attr("font-size", "12px");
44  });
45
46  // Crtaj liniju horizonta
47  svg.append("line")
48    .attr("x1", 0)
49    .attr("y1", height / 2)
50    .attr("x2", width)
51    .attr("y2", height / 2)
52    .attr("stroke", "green")
53    .attr("stroke-width", 2);
54
55  return svg.node();
56}
57
58function projectStar(star) {
59  // Pretvori RA i Dec u x, y koordinate
60  // Ovo je pojednostavljena projekcija i treba je zameniti pravom nebeskom projekcijom
61  const x = (star.ra / 24) * width;
62  const y = ((90 - star.dec) / 180) * height;
63  return { x, y };
64}
65

Vremenske zone i lokacije

Aplikacija obrađuje različite vremenske zone i lokacije tako što:

• Koristi lokalnu vremensku zonu korisnika po defaultu.
• Omogućava ručno unošenje UTC pomeraja.
• Pretvara sva vremena u UTC za interne proračune.
• Koristi geolokacijski API za automatsko otkrivanje lokacije.
• Pruža ručno unošenje za geografsku širinu i dužinu.

Razmatranja o svetlosnom zagađenju

Iako aplikacija ne uzima u obzir svetlosno zagađenje, korisnici bi trebali biti svesni da:

• Urbane oblasti mogu videti manje zvezda zbog svetlosnog zagađenja.
• Aplikacija prikazuje teoretsku vidljivost, pretpostavljajući savršene uslove gledanja.
• Magnituda zvezda u bazi podataka može pomoći u proceni vidljivosti u različitim uslovima.

Proračun linije horizonta

Linija horizonta se proračunava na osnovu lokacije posmatrača:

• Za ravnu horizont (npr. na moru), to je prava linija na 0° altitude.
• Za uzvišene lokacije, dip horizonta se proračunava: $\text{Dip} = 0.98 \times \sqrt{h}$ (u stepenima) Gde je h visina iznad nivoa mora u metrima.

Sezonske varijacije

Aplikacija uzima u obzir sezonske varijacije u vidljivim sazvežđima tako što:

• Koristi uneti datum za proračun tačne pozicije zvezda.
• Prikazuje različita sazvežđa na osnovu godišnjeg doba.
• Pruža informacije o cirkumpolarnim sazvežđima koja su uvek vidljiva iz korisnikove lokacije.

Reference

1. "Sazvežđe." Wikipedia, Wikimedia Foundation, https://en.wikipedia.org/wiki/Constellation. Pristupljeno 2. avgusta 2024.
2. "Nebeski koordinatni sistem." Wikipedia, Wikimedia Foundation, https://en.wikipedia.org/wiki/Celestial_coordinate_system. Pristupljeno 2. avgusta 2024.
3. "Zvezdani katalog." Wikipedia, Wikimedia Foundation, https://en.wikipedia.org/wiki/Star_catalogue. Pristupljeno 2. avgusta 2024.
4. "Istorija sazvežđa." Međunarodna astronomska unija, https://www.iau.org/public/themes/constellations/. Pristupljeno 2. avgusta 2024.
5. "D3.js." Dokumenti zasnovani na podacima, https://d3js.org/. Pristupljeno 2. avgusta 2024.