Arktische Luftschiffe, Teil 2 - Navigation

Sie geben nicht wirklich an, welche Ausrüstung sie haben, also gehe ich von Ausrüstung aus, wie sie 1900 auf einem Langstrecken-Luftschiff oder Segelschiff auf der Erde zu finden war.

Insbesondere hätten sie einen Sextanten , ein Marinechronometer und einen Navigationsalmanach zusätzlich zu dem jetzt verlorenen Kompass und sind mit den Sternbildern vertraut.

In einer solchen Situation ist es trivial, den Norden zu finden: Entweder gibt es einen Nordstern, mit dem jeder vertraut sein sollte, oder der Almanach listet eine nahe nördliche Konstellation und die Berechnungen für die Suche nach Norden auf, oder der Almanach enthält ein Verfahren zum Finden Breitengrad von einem hellen Stern, der implizit beinhaltet, Norden zu finden (am Tag X, zur Sonnenzeit Y, befindet sich Stern Z auf seiner maximalen Höhe im Süden).

Sobald Sie den Norden festgelegt haben, ist es einfach, auch ohne Kompass eine konstante Südpeilung beizubehalten: Wählen Sie zwei entfernte, nach Süden weisende Orientierungspunkte in einer Linie aus, fliegen Sie auf sie zu, und sobald Sie den nahen erreicht haben, wählen Sie einen dritten entfernten Orientierungspunkt in einer Linie mit der Zweite. Wiederholen. Suchen Sie regelmäßig nach Norden, um Navigationsfehler zu korrigieren.

Da sie Strom haben und ich nehme an, dass ein Ersatzdraht vorhanden ist, könnten sie eine Spule herstellen, um eine Nadel oder etwas ähnlich Kleines zu magnetisieren. Sie sollten jetzt alles haben, was sie brauchen, um ein Nadel-und-Schüssel-Gerät zu bauen

Nun, Sie haben Elektromotoren aus der viktorianischen Zeit an Bord. Zerlegen Sie einen, nehmen Sie die Magnete, die darin verwendet werden, und bauen Sie einen neuen Kompass.

Wie auch immer, im Kommentar-Thread zu Ihrer anderen Frage sagten Sie, dass "da die Luftschiffe so viel Zeit über den Wolken verbringen, nur ein kleiner Prozentsatz der Flotte zu jedem Zeitpunkt angedockt werden muss", also ist dies nicht der Fall wirklich ein Thema. Über den Wolken kann man immer die Sonne/Sterne sehen und sich orientieren.

Sogar so weit im Norden können sie während des Polartages Nord/Süd durch die Länge des Schattens eines vertikalen Stocks bestimmen. Der längste Schatten zeigt nach Süden. Die Sonne steht im Süden am höchsten - macht den kürzesten Schatten. Sie benötigen eine ziemlich ebene Fläche (keine Steigungen).

Die Mitte des Winters ist ähnlich: Finden Sie die Richtung, wenn die Sonne über dem Horizont auftaucht, wo sie untergeht, und teilen Sie sie in der Mitte - es ist Süden. Alles, was Sie brauchen, ist ein freier, flacher Horizont - in den Bergen sind Sie also aufgeschmissen.

Und Sterne! Sogar während der Polarnacht (die Dämmerung sein könnte, weil die Sonne knapp unter dem Horizont steht) können Sie helle Sterne wie Wega sehen.

Aber die Leute würden im Winter nicht weit weg reisen - zu kalt, zu windig. Geh in die Hocke und jage Robben. Erkunden Sie stattdessen im Sommer.

Andere stellten die Navigation bereit, wenn sie Zugang zu Technologie haben. Meine Lösung ist nützlich, wenn sie gestrandet sind, ein Luftschiff abstürzt und sie zu Fuß nach Hause müssen.

Es gibt bereits einige gute Antworten zu Navigationsmethoden, aber es gibt eine Frage – und es ist eine nicht triviale Frage, wenn Sie realistisch sind – die Sie beantworten müssen: Welche Art von Karten würden Ihre Luftschiffe verwenden? Und mit "Art von Diagramm" beziehe ich mich auf die kartografische Projektion , die verwendet wird, um eine kugelförmige Planetenoberfläche in ein flaches Diagramm zu verwandeln.

Dies ist wichtig, da es keine bereits existierenden Karten der neuen Regionen südlich der Berge geben wird . Ihre Protagonisten müssen mindestens einen erstklassigen Mathematiker und einen hervorragenden erfahrenen Navigator (möglicherweise dieselbe Person) enthalten, die in der Lage sein müssen, neue leere Diagramme mit Lat-Long-Gratikeln darauf zu zeichnen, auf denen Positionsfixierungen möglich sind geplottet werden.

In unserer Welt sind Mercator-Projektionen die bevorzugte Navigationskarte: Sie erzeugen ein geradliniges Gitter, in dem die Richtung immer genau ist. Dies sind enorme Vorteile (wie ich persönlich bestätigen kann, nachdem ich einige Jahre auf See navigiert habe.)

Mercator-Projektionen funktionieren jedoch nicht in Polarregionen. Wenn Sie in der Nähe des Pols operieren, werden Sie wahrscheinlich eine Polar Azimutal Equidistant-Projektion verwenden wollen , was für die praktische Navigation nicht schlecht ist - solange Sie nicht zu weit nach Süden kommen. Bei dieser Projektionsart sind die Längengrade gerade Linien und die Breitenkreise Kreisbögen.

Also, welche Art von Karte hätte Ihre Zivilisation gebaut? Zu weit südlich, und polare azimutale Projektionen werden weniger nützlich; zu weit nach Norden, und Mercator-Projektionen existieren für praktische Zwecke überhaupt nicht mehr.

Noch wichtiger, welche Navigationstraditionen hätte Ihre nördliche Zivilisation? Wenn die Luftschiffe die Polarregionen durchquert hätten, hätten sie sich wahrscheinlich auf polaren Azimutprojektionen niedergelassen; Wenn sie sich von Polarregionen ferngehalten hätten, hätten sie eine Tradition entwickeln können, die etwas überlegene Mercator-Projektion zu verwenden.

In jedem Fall wird es die Prioritäten der Besatzung und ihre Fähigkeit, ihren Standort zu bestimmen, beeinflussen. Dies wird vermutlich einen großen Einfluss auf Ihre Geschichte haben ...

Andere zuverlässigere Methoden sind aufgelistet ... aber als Alternative sollte ein Wetterbeobachter in der Lage sein, es herauszufinden. Die Polarregion der Erde hat ein viel stärkeres und vorhersehbares Windmuster, das nicht stark schwankt. Dieser polare Jetstream kann verwendet werden, um die Richtung zu bestimmen ... nicht sehr genau, aber die Winde kommen immer aus dem Westen, wenn er den Pol umkreist. An Land ist das nicht so, aber in der Luft ist es sehr stabil und kann Geschwindigkeiten von 160 km/h erreichen. Ein paar Wiki-Zitate:

[b] Die stärksten Jetstreams sind die Polarjets, etwa 7–12 km (23.000–39.000 ft) über dem Meeresspiegel [/b]

Auch von potenziellem Interesse für Ihre Handlung, da es mit Ihrem Luftschiff absoluten Schaden anrichten würde ... kopiert aus dem Wiki auf Jet Streams:

Polarnacht-Jetstream Der Polarnacht-Jetstream bildet sich nur während der Wintermonate, dh Polarnächte, des Jahres in ihren jeweiligen Hemisphären auf etwa 60° Breite, aber in einer größeren Höhe als der Polarjet von etwa 80.000 Fuß (24.000 m).[60] Während dieser dunklen Monate wird die Luft hoch über den Polen viel kälter als die Luft über dem Äquator. Dieser Temperaturunterschied führt zu extremen Luftdruckunterschieden in der Stratosphäre, die in Kombination mit dem Coriolis-Effekt die Polarnachtjets erzeugen, die in einer Höhe von etwa 30 Meilen (48 km) nach Osten rasen.[61] Im Inneren des Polarnachtjets befindet sich der Polarwirbel. Die wärmere Luft kann sich nur am Rand des Polarwirbels entlangbewegen, aber nicht in ihn eintreten. Innerhalb des Wirbels,

Die Orientierung vom Himmel aus zu finden ist trivial, Sonne und Mond haben vorhersagbare Bahnen mit klaren Richtungen und die Rotation des Planeten erweckt den Anschein, als würden sich die Sterne um einen bestimmten, leicht erkennbaren und bekannten Punkt in Richtung des Pols drehen.

Auch das Bestimmen des Breitengrades nach dem Verirren ist trivial. Sie messen einfach den Winkel des oben erwähnten "Polsterns" oder den höchsten (Mittags-) Winkel der Sonne. Einer ist ohne präzise Instrumente in der Nähe der Pole und der andere in der Nähe des Äquators ziemlich nutzlos, aber es sollte immer mindestens eine einfache Möglichkeit zur Verfügung stehen, den Breitengrad zu messen. Vorausgesetzt natürlich, Sie kennen den relevanten Winkel für Ihr Ziel zu diesem Zeitpunkt und das richtige Datum. Dies gibt an, ob Sie nach Norden oder Süden gehen müssen, um zum bekannten Gebiet zurückzukehren.

Der Längengrad, der angibt, ob Sie nach Osten oder Westen gehen müssen, um zu einem bekannten Ort zu gelangen, ist viel schwieriger. Grundsätzlich gibt es zwei brauchbare Lösungen.

Wenn Sie die Uhr auf die Zeit eines Ortes mit bekanntem Längengrad eingestellt haben, können Sie einfach überprüfen, welche Zeit mittags angezeigt wird, um den relativen Längengrad zu bestimmen. Die Genauigkeit hängt von der Genauigkeit der Uhr ab. Es scheint wahrscheinlich, dass Ihre Opfercharaktere keinen Präzisionschronometer haben würden, um den genauen Längengrad zu erhalten, aber sie würden auch keinen brauchen. Sie müssen einfach wissen, ob sie rechts oder links abbiegen sollen, nachdem sie weit genug nach Norden zurückgekehrt sind, richtig? Gewöhnliche Uhren sollten ihnen das leisten können, wenn jeder Bewegungsschritt kurz genug ist, um zu vermeiden, dass sich die Ungenauigkeiten der Uhr ansammeln. Ein Luftschiff, das über den Wolken fliegen kann, benötigt keine genaue Positionierung, um ein Ziel in der Nähe einer großen Bergkette mit erkennbaren Gipfeln zu finden.

Wenn sie aus irgendeinem Grund keine brauchbare Uhr haben, sagen wir, irgendein Idiot hat die Uhr auf Ortszeit gestellt, bevor jemand den Längengrad geschätzt hat, oder die Uhr ist während des Sturms stehen geblieben, gibt es eine alternative Methode, die auf der Verwendung der Position des Mondes basiert um eine ortsunabhängige Zeit zu erhalten und dann die Positionen der Sterne zu verwenden, um den Längengrad zu erhalten. Aber es erfordert, die relevanten astronomischen Daten zu kennen und zu wissen, wie man sie verwendet. Früher transportierten Schiffe diese Daten nur für den Fall, aber wenn Ihre Leute keine Fernreisen unternehmen sollten, hätten sie diese nicht. Ein Astronom oder Astrologe könnte die Daten haben und wissen, wie man sie verwendet.

Es sollte beachtet werden, dass ein Kompass wirklich nur für die Navigation durch "Ded Reckoning" oder durch das Verfolgen von zurückgelegten Entfernungen und Richtungen nützlich ist. Ein Luftschiff kann dies nur nutzen, wenn die Besatzung den Boden sehen und die Entfernung messen kann. Als solches wäre es für ein Luftschiff nutzlos, das in einem Sturm "die Orientierung verliert".

Angesichts der Technologie aus dem späten viktorianischen Zeitalter ist es nicht unvernünftig anzunehmen, dass Ihre Ingenieure einen Kreiselkompass bauen könnten. In unserer Geschichte wurden 1906-08 praktische Versionen patentiert https://en.wikipedia.org/wiki/Gyrocompass#History Ihr Luftschiff ist also mit einem oder mehreren ausgestattet, und der Magnetkompass wird nicht benötigt.