Navigation astronomique : se repérer grâce aux étoiles
L'astronomie et la navigation sont deux des sciences les plus fondamentales depuis la nuit des temps. Les Grecs anciens ont utilisé leurs connaissances en astronomie, combinées à la géométrie et à la cartographie, pour entreprendre les premières observations précises des étoiles et des planètes. Leurs connaissances ont été transmises au fil des siècles, et aujourd'hui encore, nous en trouvons des traces dans nos cartes terrestres et nautiques.
La navigation était tout aussi importante pour les premiers astronomes. Comme l'écrivait Ptolémée au IIe siècle de notre ère, "Quiconque ne connaît pas une étoile et sa place dans le ciel n'est pas qualifié pour faire de bonnes observations", car ces connaissances étaient considérées comme les plus indispensables, les prémices de la science moderne.
Aujourd'hui, la navigation est plus facile que jamais. Nous sommes à l'ère de la navigation par satellite, avec des systèmes GPS (Global Positioning System), des cartes précises et des applications pour smartphones fournissant des indications détaillées. Mais la navigation n'a pas toujours été aussi facile. Même les meilleures cartes de l'Antiquité étaient peu détaillées, et les marins étaient souvent à la merci de la météo et des marées. Heureusement, l'astronomie et la navigation vont de pair. Elles reposent toutes deux sur des observations précises et sont toutes deux motivées par le désir de comprendre le monde qui nous entoure.
La sophistication de nos systèmes de navigation a suivi les progrès de l'astronomie. Les Grecs anciens utilisaient des cadrans solaires pour naviguer en fonction du soleil. Mais à l'époque moderne, les théodolites, les sextants et les chronomètres sont devenus plus courants, et la navigation céleste a été développée.
Celle-ci consistait à calculer la longitude de la position d'une étoile en observant son altitude à midi, deux jours différents. La différence entre ces deux moments était la latitude, et en calculant la latitude d'une étoile, on pouvait calculer la longitude. À part quelques exceptions notables, la navigation céleste est tombée en désuétude avec l'avènement des outils numériques et automatisés qui permettent de se repérer. Cependant de nombreux astronomes amateurs, qu'ils soient débutants ou confirmés, préfèrent utiliser une carte du ciel papier et trouver leur chemin à travers les constellations pour observer leur cible, considérant que cela fait partie intégrante du plaisir de l’observation.
Fonctionnement d'un sextant
Un sextant est un outil de navigation qui fut largement utilisé par les marins pour déterminer la latitude et la longitude en mer. Le sextant ressemble à un télescope, avec un prisme pour la vision de jour et un télescope pour la vision de nuit. Grâce à lui, les marins peuvent localiser leur bateau sur une carte de la topographie des fonds marins. Le premier sextant connu a été inventé par l'astronome et mathématicien allemand Regiomontanus dans les années 1570.
Le sextant est l'instrument utilisé par les astronomes pour mesurer la distance angulaire entre la Terre et le soleil. L'instrument se compose d'un télescope avec deux jeux de lentilles et de miroirs, qui agrandissent l'image du soleil. Un prisme est utilisé pour identifier la position du soleil dans le ciel.
Le télescope grossit l'image du soleil environ 250 fois. La première lentille et le premier miroir concentrent l'image du soleil sur un champ de vision, et la deuxième lentille et le deuxième miroir transfèrent l'image sur un deuxième champ de vision. Ce second champ de vision est plus petit et mesure 20 secondes d'arc (0,2°). La distance angulaire entre ce champ de vision et l'image du soleil sur le premier champ de vision est mesurée en minutes d'arc (MOA), soit 1/60e de degré. L'observateur regarde ensuite dans le télescope l'image du soleil sur le plus petit champ de vision, et mesure l'angle entre ce champ de vision et l'image du soleil sur le premier champ de vision. Cet angle est appelé l'altitude du Soleil.
En ayant des tables spécifiques sur les angles à relever selon l’heure de la journée et la période de l’année, il est possible pour l’utilisateur de repérer avec précision sa position sur terre. Il s’agit d’une discipline qui n’est plus connue par beaucoup de personnes, mais qui est encore enseignée dans certaines écoles de voile. Certains amateurs font revivre cette discipline et perpétuent le savoir-faire autour de cet instrument d’observation emblématique de l’époque des grandes découvertes.
Utiliser sa lunette astronomique pour s'entraîner
En améliorant votre apprentissage du ciel nocturne et du ciel diurne, vous pouvez vous amusez vous même à calculer votre position sur la terre et à vérifier par la suite si vous ne vous trompez pas. Pour se faire, il existe de nombreuses méthodes différentes, que ce soit en utilisant des calculs simples réalisés à partir de la position des différentes constellations ou bien des calculs plus pointus que vous pouvez réaliser après avoir fait des relevés à la lunette astronomique. Notez toutefois que ce type de calcul n’est pas vraiment adapté pour les débutants, il est plus facile de s’y atteler en ayant déjà de bonnes connaissances d’astronomie et d’optique.
En parallèle, il est possible de s'entraîner même avec un télescope assez basique pour débutant. En effet, dans ce cas là, vous ne cherchez pas vraiment à avoir une image de grande qualité dans l’oculaire, mais simplement une forme de précision dans le calcul du positionnement de chaque étoile. Il s’agit d’une approche originale et pédagogique de l’astronomie qui peut ravir toute la famille.