Manfred Börgens
Mathematik auf Briefmarken  # 77
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Zwei Stempel

Deutschland 2009   Michel 2707 - 2710


Kugelkoordinatensysteme in der Astronomie

Die abgebildeten Stempel findet man auf den Ersttagsbriefen der Serie "Himmelserscheinungen" (Wohlfahrtsmarken 2009). Der Berliner Stempel zeigt das horizontale Koordinatensystem, der Bonner Stempel das äquatoriale Koordinatensystem. Beide Systeme werden mit Kugelkoordinaten beschrieben und dienen der Positionsbestimmung von Sternen und anderen Himmelskörpern.

Auf beiden Stempeln ist die Erde im Zentrum abgebildet. Der Betrachter des Himmels soll am höchsten Punkt der skizzierten Erdkugel stehen, also unterhalb des Zenits auf dem linken Bild. Von den beiden konzentrischen Kreisen, die den Schriftzug einrahmen, kann man sich den inneren als Rand der "Himmelskugel" vorstellen, auf der man oberhalb der Erd-Nordhalbkugel jeweils einen Stern sieht. Die Koordinaten dieser Sterne sollen durch die beiden Systeme festgelegt werden.

Im horizontalen Koordinatensystem wird die Sternposition durch die Kugelkoordinaten Azimut und Höhe gemessen. Der Azimut ist ein Winkel, der entlang des Horizonts des Betrachters gemessen wird, vom Südpunkt im Uhrzeigersinn zum Fußpunkt des Sterns. Dabei liegt der Fußpunkt mit dem Stern und dem Zenit auf einem gemeinsamen Großkreis der Himmelskugel; dies ist auf dem Stempel angedeutet. Die Höhe des Sterns ist der Winkel vom Fußpunkt zum Stern, gemessen auf dem Großkreis.

Im äquatorialen Koordinatensystem wird die Sternposition unabhängig vom Standort des Betrachters angegeben. Als Basis für die Koordinaten dient die Äquatorebene der Erde, deren Schnitt mit der Himmelskugel auf dem Stempel als "Himmelsäquator" bezeichnet ist. Die Sonne steht zweimal jährlich auf diesem Äquator, zum Frühlings- und zum Herbstanfang. Der Äquatorpunkt, auf dem die Sonne zu Frühlingsanfang zu sehen ist, heißt "Frühlingspunkt" und ist der Ausgangspunkt für die Bestimmung der Rektaszension. Dies ist der Winkel, der entlang des Himmelsäquators gemessen wird, vom Frühlingspunkt im Gegenuhrzeigersinn zum Fußpunkt des Sterns. Dabei liegt der Fußpunkt mit dem Stern und dem Himmelsnordpol auf einem gemeinsamen Großkreis der Himmelskugel, wie auf dem Stempel erkennbar. Die Deklination ist der Winkel vom Fußpunkt zum Stern, gemessen auf diesem Großkreis.

Die beiden Koordinatensysteme wurden bereits im Zusammenhang mit der Marke # 69 ausführlich erläutert, da sie die Grundlage für die Konstruktion eines Astrolabiums bilden. Dort stehen auch die Umrechnungsformeln, mit denen man horizontale in äquatoriale Koordinaten transformiert.

Einer der acht Ersttagsbriefe mit Koordinatenstempel wird hier gezeigt:

FDC

   Michel 2707



Publiziert 2011-10-31          Stand 2010-11-29


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