צופה קונסטלציות

אפליקציית צופה בקבוצות כוכבים

מבוא

אפליקציית צופה בקבוצות כוכבים היא כלי עוצמתי לחובבי אסטרונומיה ולצופים בכוכבים. היא מאפשרת למשתמשים לדמיין את השמיים בלילה ולזהות קבוצות כוכבים נראות בהתאם למיקום, תאריך ושעה שלהם. אפליקציה אינטראקטיבית זו מספקת מפה פשוטה של שמי הלילה בפורמט SVG, המציגה את שמות הקבוצות, מיקומי כוכבים בסיסיים וקו אופק, הכל במסגרת ממשק של עמוד אחד.

כיצד להשתמש באפליקציה זו

1. הזן את התאריך והשעה (ברירת מחדל היא תאריך ושעה נוכחיים אם לא צוין).
2. בחר אם להשתמש במיקום הנוכחי שלך או להזין ידנית קואורדינטות של רוחב ואורך.
3. האפליקציה תיצור אוטומטית מפה של שמי הלילה בפורמט SVG המראה קבוצות כוכבים נראות.
4. חקור את המפה כדי לזהות קבוצות כוכבים, מיקומי כוכבים וקו אופק.

קואורדינטות שמימיות וחישוב זמן

האפליקציה משתמשת בשילוב של קואורדינטות שמימיות וחישובי זמן כדי לקבוע אילו קבוצות כוכבים נראות בשמי הלילה:

1. עלייה ימנית (RA) והטיה (Dec): אלו המקבילות השמימיות של אורך ורוחב, בהתאמה. RA נמדדת בשעות (0 עד 24), ו-Dec נמדדת במעלות (-90° עד +90°).

2. זמן סידרלי מקומי (LST): זה מחושב באמצעות האורך של הצופה והתאריך והשעה הנוכחיים. LST קובע איזו חלק של כדור השמים נמצא כרגע מעל.

3. זווית שעה (HA): זו המרחק הזוויתי בין המרידיאן לבין אובייקט שמימי, מחושבת כך:

   $HA = LST - RA$

4. גובה (Alt) ואזימוט (Az): אלו מחושבים באמצעות הנוסחאות הבאות:

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

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

כאשר Lat הוא רוחב הצופה.

תהליך החישוב

האפליקציה מבצעת את הצעדים הבאים כדי לקבוע קבוצות כוכבים נראות וליצור את מפה השמיים:

1. המרת קלט המשתמש (תאריך, שעה, מיקום) לתאריך גוליאני וזמן סידרלי מקומי.
2. עבור כל כוכב במאגר הנתונים של קבוצות הכוכבים: א. חישוב זווית השעה שלו. ב. חישוב גובה ואזימוט שלו. ג. קביעת אם הוא מעל האופק (גובה > 0).
3. עבור כל קבוצה: א. בדוק אם מספר מספיק של כוכביה נראים. ב. אם נראים, כלול אותה ברשימת הקבוצות להציג.
4. יצירת מפה בפורמט SVG: א. יצירת כיפה עגולה של השמיים. ב. ציור כוכבים נראים בהתבסס על האזימוט והגובה שלהם. ג. ציור קווי קבוצות ושמות. ד. הוספת קו אופק.

יחידות ודיוק

• תאריך ושעה: משתמשים באזור הזמן המקומי של המשתמש, עם אפשרות לציין את ההפרש מ-UTC.
• קואורדינטות: רוחב ואורך במעלות עשרוניות, מדויקות עד 4 מקומות עשרוניים.
• מיקומי כוכבים: עלייה ימנית בשעות (0 עד 24), הטיה במעלות (-90 עד +90).
• רינדור SVG: קואורדינטות מומרות ומומרות כדי להתאים לתצוגה, בדרך כלל 1000x1000 פיקסלים.

שימושים

אפליקציית צופה בקבוצות כוכבים יש לה שימושים שונים:

1. אסטרונומיה חובבת: עוזרת למתחילים לזהות קבוצות כוכבים וללמוד על שמי הלילה.
2. חינוך: משמשת ככלי הוראה בשיעורי אסטרונומיה ובחינוך מדעי.
3. תכנון צילום אסטרונומי: מסייעת בתכנון סשנים של צילום שמי הלילה.
4. אירועי צפייה בכוכבים: משפרת את הלילות הציבוריים של צפייה בכוכבים על ידי מתן מדריך חזותי.
5. ניווט: יכולה לשמש ככלי ניווט שמימי בסיסי.

חלופות

בעוד שאפליקציית צופה בקבוצות כוכבים שלנו מספקת דרך פשוטה ונגישה לצפות בשמיים, ישנם כלים אחרים זמינים:

1. סטלריום: תוכנה פתוחה יותר של פלנטריום מקיף.
2. מפה שמימית: אפליקציה ניידת המשתמשת במציאות מוגברת לצפייה בשמיים בזמן אמת.
3. עיני נאס"א בשמיים: מספקת הדמיה תלת-ממדית של מערכת השמש ומעבר לכך.
4. סלסטיה: מציעה סימולציה תלת-ממדית של היקום עם מאגר רחב של אובייקטים שמימיים.

היסטוריה

ההיסטוריה של מיפוי קבוצות כוכבים ומפות כוכבים חוזרת לאלפי שנים:

• תרבויות עתיקות: הבבלים, המצרים והיוונים פיתחו קטלוגים מוקדמים של כוכבים ומיתוסים של קבוצות כוכבים.
• המאה ה-2 לספירה: אלמגסט של פטולמי סיפק קטלוג כוכבים מקיף ורשימת קבוצות כוכבים.
• המאה ה-16-17: עידן החקר הוביל למיפוי קבוצות כוכבים דרומיות.
• 1922: האיגוד האסטרונומי הבינלאומי (IAU) סטנדרטיזציה של 88 קבוצות הכוכבים המודרניות.
• המאה ה-20: פיתוח קטלוגים ממוחשבים של כוכבים ותוכנת פלנטריום דיגיטלית.
• המאה ה-21: אפליקציות ניידות וכלים מבוססי אינטרנט הופכים את צפיית קבוצות הכוכבים לנגישה לכולם.

נתוני קבוצות כוכבים

האפליקציה משתמשת במאגר נתוני קבוצות כוכבים פשוט המאוחסן בקובץ TypeScript:

export interface Star {
  ra: number;  // עלייה ימנית בשעות
  dec: number; // הטיה במעלות
  magnitude: number; // בהירות הכוכב
}

export interface Constellation {
  name: string;
  stars: Star[];
}

export const constellations: Constellation[] = [
  {
    name: "אורסה מג'ור",
    stars: [
      { ra: 11.062, dec: 61.751, magnitude: 1.79 },
      { ra: 10.229, dec: 60.718, magnitude: 2.37 },
      // ... יותר כוכבים
    ]
  },
  // ... יותר קבוצות
];

מבנה הנתונים הזה מאפשר חיפוש וייצוג יעילים של קבוצות כוכבים.

רינדור SVG

האפליקציה משתמשת ב-D3.js כדי ליצור את מפה השמיים בפורמט SVG. הנה דוגמה פשוטה של תהליך הרינדור:

import * as d3 from 'd3';

function renderSkyMap(visibleConstellations, width, height) {
  const svg = d3.create("svg")
    .attr("width", width)
    .attr("height", height)
    .attr("viewBox", [0, 0, width, height]);

  // ציור רקע השמים
  svg.append("circle")
    .attr("cx", width / 2)
    .attr("cy", height / 2)
    .attr("r", Math.min(width, height) / 2)
    .attr("fill", "navy");

  // ציור כוכבים וקבוצות
  visibleConstellations.forEach(constellation => {
    const lineGenerator = d3.line()
      .x(d => projectStar(d).x)
      .y(d => projectStar(d).y);

    svg.append("path")
      .attr("d", lineGenerator(constellation.stars))
      .attr("stroke", "white")
      .attr("fill", "none");

    constellation.stars.forEach(star => {
      const { x, y } = projectStar(star);
      svg.append("circle")
        .attr("cx", x)
        .attr("cy", y)
        .attr("r", 5 - star.magnitude)
        .attr("fill", "white");
    });

    // הוספת שם הקבוצה
    const firstStar = projectStar(constellation.stars[0]);
    svg.append("text")
      .attr("x", firstStar.x)
      .attr("y", firstStar.y - 10)
      .text(constellation.name)
      .attr("fill", "white")
      .attr("font-size", "12px");
  });

  // ציור קו אופק
  svg.append("line")
    .attr("x1", 0)
    .attr("y1", height / 2)
    .attr("x2", width)
    .attr("y2", height / 2)
    .attr("stroke", "green")
    .attr("stroke-width", 2);

  return svg.node();
}

function projectStar(star) {
  // המרת RA ו-Dec לקואורדינטות x, y
  // זו פרוג'קציה פשוטה ויש להחליף אותה בפרוג'קציה שמימית נכונה
  const x = (star.ra / 24) * width;
  const y = ((90 - star.dec) / 180) * height;
  return { x, y };
}

אזורי זמן ומיקומים

האפליקציה מטפלת באזורים שונים ובמיקומים על ידי:

• שימוש באזור הזמן המקומי של המשתמש כברירת מחדל.
• מתן אפשרות להזנה ידנית של ההפרש מ-UTC.
• המרת כל הזמנים ל-UTC לחישובים פנימיים.
• שימוש ב-API של גיאולוקציה לזיהוי אוטומטי של מיקום.
• מתן אפשרות להזנה ידנית של רוחב ואורך.

שיקולי זיהום אור

בעוד שהאפליקציה לא מתחשבת ישירות בזיהום אור, המשתמשים צריכים להיות מודעים לכך:

• אזורים עירוניים עשויים לראות פחות כוכבים בגלל זיהום אור.
• האפליקציה מראה נראות תיאורטית, בהנחה של תנאי צפייה מושלמים.
• בהירות הכוכבים במאגר הנתונים יכולה לעזור להעריך נראות בתנאים שונים.

חישוב קו האופק

קו האופק מחושב בהתבסס על מיקום הצופה:

• עבור אופק שטוח (למשל, בים), זה קו ישר בגובה 0°.
• עבור מיקומים מוגבהים, נטיית האופק מחושבת: $\text{Dip} = 0.98 \times \sqrt{h}$ (במעלות) כאשר h הוא הגובה מעל פני הים במטרים.

וריאציות עונתיות

האפליקציה מתחשבת בשינויים עונתיים בקבוצות כוכבים נראות על ידי:

• שימוש בתאריך הקלט כדי לחשב את המיקום המדויק של הכוכבים.
• הצגת קבוצות כוכבים שונות בהתאם לזמן בשנה.
• מתן מידע על קבוצות כוכבים קבועות שנראות תמיד מהמיקום של המשתמש.

הפניות

1. "קבוצה כוכבים." ויקיפדיה, קרן ויקימדיה, https://he.wikipedia.org/wiki/קבוצה_כוכבים. ניגש 2 באוגוסט 2024.
2. "מערכת קואורדינטות שמימיות." ויקיפדיה, קרן ויקימדיה, https://he.wikipedia.org/wiki/מערכת_קואורדינטות_שמימיות. ניגש 2 באוגוסט 2024.
3. "קטלוג כוכבים." ויקיפדיה, קרן ויקימדיה, https://he.wikipedia.org/wiki/קטלוג_כוכבים. ניגש 2 באוגוסט 2024.
4. "היסטוריה של קבוצות כוכבים." האיגוד האסטרונומי הבינלאומי, https://www.iau.org/public/themes/constellations/. ניגש 2 באוגוסט 2024.
5. "D3.js." מסמכים מונעי נתונים, https://d3js.org/. ניגש 2 באוגוסט 2024.