home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Atari Forever 4 / Atari Forever 4.zip / Atari Forever 4.iso / PD_THEMA / ASTRONOM / ASTROCAL / ASTROCAL.TXT < prev    next >
Text File  |  1998-03-14  |  22KB  |  576 lines

  1.  
  2.  
  3.          Cadenza AstroCal (Version 2.0, October 31, 1988)
  4.  
  5.  
  6. Program Features
  7.  
  8. This program generates (for any given year) a calendar  containing 
  9. the following information:
  10.  
  11. 1.   Times of sunrise, sunset, moonrise, and moonset for each day
  12. 2.   Times and dates of Moon phases
  13. 3.   Times and dates of solar and lunar eclipses
  14. 4.   Times and dates of solstices and equinoxes
  15.  
  16. In addition to this calendar, the program can generate:
  17.  
  18. 1.   A report of all lunar or solar eclipses for a range of years
  19. 2.   A report of planet viewing information for a specified year
  20. 3.   A  report  of  perihelions and aphelions  of  planets  for  a 
  21.      range of years
  22. 4.   A report of perigees and apogees of the Moon for a  specified 
  23.      year
  24. 5.   A report of the dates of Easter for a range of years
  25. 6.   A  diagram  of the positions of Jupiter's  bright  (Galilean) 
  26.      moons.
  27. 7.   A diagram of the positions of the brightest stars.
  28.  
  29. The  calendar  and  reports  are all  customized  for  the  user's 
  30. location.  All times and dates are in local time.
  31.  
  32. The calendar and reports can be printed on a printer or listed  on 
  33. the computer screen.
  34.  
  35.  
  36. Hardware Requirements
  37.  
  38. This program should run on any Atari ST computer with a monochrome 
  39. or color monitor.   This program runs on color monitors in  medium 
  40. resolution only (please see the Bugs section below).   Of  course, 
  41. users  wanting  to  print out calendars and reports  will  need  a 
  42. printer.
  43.  
  44.  
  45. Menus
  46.  
  47. AstroCal  has the following menus:  "Desk",  "Describe  Location", 
  48. "Generate Report", "File", "Display", and "Help".
  49.  
  50. The "Desk" menu can be used to run desk accessory programs, and to 
  51. see the "introduction box" of this program.
  52.  
  53.  
  54.  
  55.  
  56. The "Describe Location" menu is used to specify one's location (in 
  57. latitude and longitude), and the difference between local time and 
  58. UT (universal time (sometimes called GMT (Greenwich Mean Time)).
  59.  
  60. The "Generate Report" menu has the following submenus: "Calendar", 
  61. "Lunar Eclipses",  "Solar Eclipses",  "Planet View Info",  "Planet 
  62. Distance",  "Moon Distance",  "Dates of Easter",  "Jupiter Moons", 
  63. and "Star Chart".
  64.  
  65. The  "File"  menu has only  one  submenu,  labeled  "Quit".   This 
  66. submenu is selected to quit the entire program.
  67.  
  68. The "Display" menu has two submenus,  "Scroll" and "Stop".  If you 
  69. select the "Stop" submenu,  the program will wait for you to  type 
  70. the  RETURN key after each page of text is listed on  the  display 
  71. screen.   If you would prefer that the program continuously  write 
  72. text on the display screen without stopping,  select the  "Scroll" 
  73. submenu.   The  "Display"  menu does not affect  the  printing  of 
  74. calendars and reports on a printer.
  75.  
  76. The  "Help"  menu  is  used to get  basic  information  about  the 
  77. program.
  78.  
  79.  
  80. Getting Started
  81.  
  82. First  of  all  you will need to provide  the  program  with  some 
  83. information about your location and local time.   This information 
  84. is required to allow the program to customize its output for  your 
  85. location and time zone.
  86.  
  87. Select the "Describe Location" menu with the mouse.   Then  select 
  88. the "Describe Location" submenu.   At this point you should see  a 
  89. "dialog  box"  allowing  you to specify  your  city's  name,  your 
  90. latitude and longitude, and the difference between your local time 
  91. and UT.
  92.  
  93. Type  the name of your city in the space labeled "Location  Name".  
  94. Type  in  your latitude and longitude in the  appropriate  spaces.  
  95. Note  that  latitude  and longitude must  be  entered  as  decimal 
  96. degrees.   To convert an angle expressed in degrees,  minutes, and 
  97. seconds form to decimal degrees, use the following formula:
  98.  
  99. decimal degrees = degrees + minutes / 60 + seconds / 360
  100.  
  101. For  example,  if you know that your latitude is  32  degrees,  12 
  102. minutes,  and 44 seconds,  you will need to type in a latitude  of 
  103. 32.21 since:
  104.  
  105. 32 + 12 / 60 + 44 / 3600 = 32.21 (rounded)
  106.  
  107. If  you  live  north of the equator,  select  the  button  labeled 
  108. "North".  Otherwise select "South".
  109.  
  110. In  the same way,  enter your longitude in  decimal  degrees,  and 
  111. select the "West" button if you live west of  Greenwich,  England, 
  112. or "East" otherwise.
  113.  
  114. Finally,  enter  the  number of hours that you must add to  UT  to 
  115. convert to your local time.   If you must subtract from UT to  get 
  116. your  local  time,  enter  a negative number.   You  may  enter  a 
  117. fractional number (e.g. 4.5).
  118.  
  119. Users in the USA can use the following table:
  120.  
  121. Atlantic Time Zone                 Local Time = UT +  -4 hours
  122. Eastern Time Zone                  Local Time = UT +  -5 hours
  123. Central Time Zone                  Local Time = UT +  -6 hours
  124. Mountain Time Zone                 Local Time = UT +  -7 hours
  125. Pacific Time Zone                  Local Time = UT +  -8 hours
  126. Most of Alaska                     Local Time = UT +  -9 hours
  127. Hawaii Time Zone                   Local Time = UT + -10 hours
  128.  
  129.  
  130. Once  this  information  is entered,  select  the  button  labeled 
  131. "Done".   This  information  will be saved in a disk  file  (named 
  132. astrocal.dat) and need not be entered again.
  133.  
  134. Note  that  AstroCal gives all times and dates in  local  standard 
  135. time, never in Daylight Savings Time or Summer Time.
  136.  
  137. Now  that  you've specified your location,  you  can  generate  an 
  138. astronomical calendar or a report.
  139.  
  140. Note about entering years:   if you want a calendar or report  for 
  141. the year 1988, enter 1988, not 88.  Negative years (i.e. B.C.) can 
  142. be entered. 
  143.  
  144.  
  145. Generating an Astronomical Calendar
  146.  
  147. Select  the  "Generate  Report"  menu,  and  then  the  "Calendar" 
  148. submenu.   At this point you should see a dialog box allowing  you 
  149. to  specify the year of the calendar,  the starting month  of  the 
  150. calendar,  and  whether  the calendar should be  printed  on  your 
  151. printer  or  on  the computer  screen.   Once  you've  given  this 
  152. information,  press  the "Done" button,  and the calendar will  be 
  153. generated.   If  you change your mind,  press the  button  labeled 
  154. "Cancel",  and the calendar will not be generated.   Preparing  an 
  155. astronomical calendar will take about one hour.
  156.  
  157. The   calendar  will  contain  several  abbreviations  which   are 
  158. explained in the Abbreviations section later in this document.
  159.  
  160.  
  161.  
  162.  
  163.  
  164. Equinoxes and Solstices in the Northern Hemisphere
  165.  
  166. The  celestial  equator  is the plane  described  by  the  Earth's 
  167. equator.   The ecliptic is the apparent path of the Sun across the 
  168. sky during one year.
  169.  
  170.  
  171. Equinoxes  occur when the ecliptic crosses through  the  celestial 
  172. equator.   At  the  March  Equinox the Sun appears  to  cross  the 
  173. celestial  equator on its journey north.   The  September  Equinox 
  174. happens  when the Sun crosses the celestial equator  going  south.  
  175.  
  176. Solstices  occur when the ecliptic is maximally north or south  of 
  177. the  celestial equator.   At the June Solstice the Sun is  as  far 
  178. north  of  the  celestial equator as  possible.  At  the  December 
  179. Solstice the Sun is as far south as possible.
  180.  
  181. Spring begins at the March Equinox,  Summer at the June  Solstice, 
  182. Fall  at  the  September  Equinox,  and  Winter  at  the  December 
  183. Solstice.
  184.  
  185. For the southern hemisphere,  switch north and south,  summer  and 
  186. winter, and fall and spring in the previous three paragraphs.
  187.  
  188.  
  189. Generating an Eclipse Report
  190.  
  191. Select the "Generate Report" menu with the mouse,  and then select 
  192. the "Lunar Eclipses" or "Solar Eclipses" submenu.   At this  point 
  193. you  should see a dialog box prompting you for the range of  years 
  194. of  the report,  and whether the report should be printed on  your 
  195. printer  or  listed on your display  screen.   Press  "Done"  when 
  196. you've entered all of the information, or press "Cancel" to quit.
  197.  
  198.  
  199. Interpreting a Lunar Eclipse Report
  200.  
  201. During a lunar eclipse,  all observers that can see the moon  will 
  202. see the same part (i.e.  moon enters shadow, maximum eclipse, moon 
  203. leaves shadow) of the eclipse at the same instant.   Thus for each 
  204. eclipse  in the eclipse report,  you will be able to view a  given 
  205. part of that eclipse if it occurs between the time of moonrise and 
  206. moonset on the day of the eclipse.
  207.  
  208.  
  209. Interpreting a Solar Eclipse Report
  210.  
  211. This  program  does not compute the local circumstances  of  solar 
  212. eclipses.  Consequently, you will not be able to determine whether 
  213. a  solar  eclipse predicted by AstroCal will be  visible  in  your 
  214. area.
  215.  
  216.  
  217.  
  218. Generating a Planet Viewing Information Report
  219.  
  220. Select the "Generate Report" menu with the mouse,  then select the 
  221. "Planet  View Info" submenu.   At this point you will be  prompted 
  222. for the month and year at which the report will begin, and whether 
  223. you  want  the report printed on your printer or on  your  display 
  224. screen.   Press "Done" when you've entered all of the information, 
  225. or press "Cancel" to quit.
  226.   
  227.  
  228. Interpreting a Planet Viewing Information Report
  229.  
  230. This report will help one determine whether or not a given  planet 
  231. will  be  visible  on a  given  day,  and  its  location.   Planet 
  232. locations  are  given  in right ascension  (expressed  in  decimal 
  233. hours)  and  declination (decimal  degrees).   
  234.  
  235. The elongation of planets is given in decimal  degrees.   Consider 
  236. two rays originating at the center of the Earth, with one going to 
  237. the  center  of the Sun,  and the other going to the center  of  a 
  238. planet.  That planet's elongation is the angle between these rays.  
  239. If a planet's elongation is near 0 (or 360) degrees,  it will tend 
  240. not  to be visible from the Earth.
  241.  
  242. To  an earthbound observer planets,  like the Moon,  have  phases.  
  243. This report specifies the illuminated fraction of a planet's disk.  
  244. This is a number between 0 (for a planet that is not visible (like 
  245. the new Moon)) and 1 (for a planet whose disk is entirely  visible 
  246. (like the full Moon)).  
  247.  
  248. This  report  also gives the distance between the  center  of  the 
  249. Earth  and  a  planet,   expressed  in  astronomical  units.   One 
  250. astronomical  unit  is equal to the average distance  between  the 
  251. Earth's and Sun's centers (149,598,770 km).
  252.  
  253.  
  254. Generating a Planet Distance Report
  255.  
  256. A  planet  achieves perihelion when it comes closest to  the  Sun.  
  257. Aphelion occurs when a planet is at its greatest distance from the 
  258. Sun.   To generate a report specifying the dates of perihelion and 
  259. aphelion for planets,  select the "Generate Report" menu, and then 
  260. select  the "Planet Distance" submenu.   You will be prompted  for 
  261. the range of years of the report, and whether the report should be 
  262. printed  on your printer or listed on your display  screen.   When 
  263. you've entered this data,  press "Done" to generate the report, or 
  264. "Cancel" to quit.
  265.  
  266.  
  267.  
  268.  
  269.  
  270.  
  271.  
  272. Generating a Moon Distance Report
  273.  
  274. Perigee occurs when the Moon is closest to the Earth in its orbit, 
  275. and  apogee  when  it is most  distant.   At  perigee  the  Moon's 
  276. influence on tides is greatest.   To produce a report of the dates 
  277. of perigee and apogee,  select the "Generate Report" menu and  the 
  278. "Moon Distance" submenu.  Then enter the year of interest, and the 
  279. starting  month.   Decide if the report should be listed  on  your 
  280. display screen or printed on your printer,  or select the "CANCEL" 
  281. button to quit.   It will take about half an hour to complete this 
  282. report.
  283.  
  284. In the report,  the distances given are between the centers of the 
  285. Earth and Moon.   The diameter of the Moon is defined as  follows:  
  286. imagine  two lines:   one line extends from the Earth's center  to 
  287. the  rightmost part of the Moon's surface.   The other  line  goes 
  288. from  the center of the Earth to the leftmost part of  the  Moon's 
  289. surface.  The angle between these two lines is the diameter of the 
  290. Moon.   The  diameter of a body is also called the body's  angular 
  291. size or angular diameter.
  292.  
  293.  
  294. Generating a Dates of Easter Report
  295.  
  296. Easter  is  defined  as  (usually)  the  first  Sunday  after  the 
  297. fourteenth  day  after  the first new Moon  after  March  21.   To 
  298. produce  a  report  of the dates of Easter for a  given  range  of 
  299. years, select the "Generate Report" menu and the "Dates of Easter" 
  300. submenu.   Then enter a range of years,  and decide if the  report 
  301. should  be  printed  on your printer or listed  on  your  computer 
  302. screen.  Finally, press "Done" to generate the report, or "Cancel" 
  303. to quit.
  304.  
  305.  
  306. Generating a Jupiter Moons Report
  307.  
  308. Jupiter  has  17 or more moons.   Four of these (the  Galilean  or 
  309. bright moons) can be seen with binoculars.
  310.  
  311. This feature allows users to generate diagrams of Jupiter and  its 
  312. Galilean moons.
  313.  
  314. Select the "Generate Report" menu and the "Jupiter Moons" submenu.  
  315. Enter  the year,  month,  day,  and time (in local  time,  24-hour 
  316. format).  Then press "Done" to generate the report, or "Cancel" to 
  317. quit.   After generating the diagram,  hold down the shift key and 
  318. press the left mouse button,  and then you'll be able to run other 
  319. commands of the program.
  320.  
  321.  
  322.  
  323.  
  324.  
  325.  
  326. Interpreting a Jupiter Moons Report
  327.  
  328. The  largest  circle  in  the center  of  the  diagram  represents 
  329. Jupiter, and the smaller numbered circles represent the moons:
  330.  
  331. 1:  Io
  332. 2:  Europa
  333. 3:  Ganymede
  334. 4:  Callisto
  335.  
  336. The  diagram represents the view of Jupiter and its moons  on  the 
  337. specified instant, with the following caveats:
  338.  
  339. 1.   The  diagram represents the view of Jupiter and its moons  as 
  340.      seen   through  an  inverting  telescope  in   the   northern 
  341.      hemisphere.   If you are viewing Jupiter through  binoculars, 
  342.      your view will appear to be reversed left-to-right.
  343.  
  344. 2.   In  the  diagram,   Jupiter's  equator  is  even with  the  x 
  345.      axis   -  when  viewed  from  a  telescope   or   binoculars, 
  346.      Jupiter's  equator  (and  the  moons) will  tend  not  to  be 
  347.      even with the observer's horizon.
  348.  
  349. 3.   The  diagram  does not specify if a moon is in  front  of  or 
  350.      behind the planet,  so if a moon appears in front of  Jupiter 
  351.      in the diagram, it may in reality be behind the planet.
  352.  
  353.  
  354. Generating a Star Chart
  355.  
  356. To produce a diagram of the brightest stars in the sky for a given 
  357. night,  select the "Generate Report" menu with the mouse, and then 
  358. select the "Star Chart" submenu.   At this point you will need  to 
  359. specify  the  date  and  time (in local  standard  time)  for  the 
  360. diagram.   After giving the date and time, press the "done" button 
  361. to generate the diagram, or press "cancel" to quit.
  362.  
  363. The stars will be drawn in a diagram similar to those published in 
  364. popular  astronomy  magazines  every  month.    This  diagram   is 
  365. interpreted as follows:
  366.  
  367. The directions north,  south,  west, and east are labeled N, S, W, 
  368. and  E  on the diagram.   Note that west and  east  are  reversed.  
  369. Bright stars will appear larger in the diagram than dim stars.
  370.  
  371.  
  372.  
  373.  
  374.  
  375.  
  376.  
  377.  
  378.  
  379.  
  380. Imagine that you are facing north,  looking at a printout of  this 
  381. star chart (with N facing north) placed at your feet.   If a  star 
  382. is  close  to  the N on the chart,  it can be  found  in  the  sky 
  383. straight  ahead and near the horizon.   A star near the center  of 
  384. the  diagram  will appear in the sky directly above you  (at  your 
  385. zenith).   The zenith of the star chart is marked with crosshairs.  
  386. A star which appears on the left of the chart (towards east)  will 
  387. appear in the sky to your left.  A star appearing near the chart's 
  388. right (west) can be found in the sky to your right.
  389.  
  390. When the star chart has been completely drawn on the  screen,  one 
  391. can  determine the name of a given star and its  constellation  by 
  392. placing  the center mouse (which looks like crosshairs)  right  on 
  393. top  of the star,  and pressing the left mouse button.   When  you 
  394. are  finished  with the star chart,  hold down the shift  key  and 
  395. press the left mouse button.
  396.  
  397. All  star  location  information is stored in a  disk  file  named 
  398. "stars.dat".  This file must be stored in the same subdirectory as 
  399. this  program.   Data on over 1,200 stars is stored in this  file.  
  400.  
  401.  
  402. Quitting Early
  403.  
  404. If  you  want  to quit in the middle of preparing  a  calendar  or 
  405. report,  press  the Undo key.   In a moment (but not  immediately) 
  406. you'll be given the opportunity to quit whatever you're doing  and 
  407. go on to something else (or quit the program entirely).
  408.  
  409.  
  410. Quitting the Program
  411.  
  412. When you want to quit the entire program,  select the "File"  menu 
  413. and the "Quit" submenu with the mouse button.   If you've  changed 
  414. your location information,  you will be asked if you want to  save 
  415. the changes.   If you answer no,  your changes will be  discarded.  
  416. If you answer yes, the changes will be saved in a disk file (named 
  417. astrocal.dat)  and  will be available the next time  you  run  the 
  418. program.
  419.  
  420.  
  421.  
  422.  
  423.  
  424.  
  425.  
  426.  
  427.  
  428.  
  429.  
  430.  
  431.  
  432.  
  433.  
  434. Abbreviations
  435.  
  436. SR:   Sun Rise            SS:   Sun Set
  437. MR:   Moon Rise           MS:   Moon Set
  438. FM:   Full Moon           NM:   New Moon
  439. FQ:   First Quarter       LQ:   Last Quarter
  440. MEQ:  March Equinox       JSO:  June Solstice
  441. SEQ:  September Equinox   DSO:  December Solstice
  442. UT:   Universal Time      AU:   Astronomical Unit
  443. RA:   Right Ascension     DEC:  Declination
  444. DEGS: Decimal Degrees     HRS:  Decimal Hours
  445. ELO:  Elongation          ILL:  Illuminated Fraction of Planet's Disk
  446. DIST: Distance from Earth LMB:  Left Mouse Button
  447.  
  448.  
  449. Note About Accuracy
  450.  
  451. The results of this program are not exact for three reasons:
  452.  
  453. 1.   All computer floating point arithmetic is approximate.
  454.  
  455. 2.   Simplifying  assumptions  in  the  astronomical  calculations 
  456.      result in a loss of accuracy.
  457.  
  458. 3.   Some  of the astronomical calculations are optimized for  the 
  459.      present day,  and are not as accurate for dates far into  the 
  460.      past or future.
  461.  
  462. At  any rate,  values computed by AstroCal for years in  the  last 
  463. quarter of the twentieth century are usually accurate to within  a 
  464. few  minutes, with the following exceptions:  
  465.  
  466. 1.   Calculation of planet perihelion and aphelion:  dates for the 
  467.      Earth  may  be off by more than one day,  dates  for  Jupiter 
  468.      may be up to half a month in error,  and dates for Saturn may 
  469.      be off by more than one month.
  470.  
  471. 2.   Calculation of Moon perigee and apogee:  the time of  perigee 
  472.      or apogee may miss the mark by an hour.
  473.  
  474.  
  475. Bugs and Limitations
  476.  
  477. This  program  does not predict  penumbral  lunar  eclipses,  only 
  478. umbral lunar eclipses (most of the penumbra is not dark enough  to 
  479. have a noticeable effect on the Moon's brightness).
  480.  
  481. Umbral lunar eclipses having a very small magnitude may be missed.  
  482. For example,  AstroCal does not predict the lunar eclipse of March 
  483. 3, 1988, which had a magnitude of only 0.003.
  484.  
  485.  
  486.  
  487.  
  488. The star data file does not contain data about the proper  motions 
  489. of stars.   For this reason, the accuracy star charts of dates far 
  490. into the past and future is decreased.
  491.  
  492. Since this program was developed on a monochrome Atari  ST,  there 
  493. may be some problems running the program on a color system.
  494.  
  495. If  you  find  any bugs,  please report them to  the  author  (the 
  496. address is below).   This program is under continuous  refinement, 
  497. and  your  bug  reports and suggestions  will  contribute  to  its 
  498. improvement.
  499.  
  500.  
  501. Further Reading
  502.  
  503. Mathematical astronomy is great fun,  and probably easier than you 
  504. think.   The  two  books that helped me the most  in  writing  the 
  505. program are:
  506.  
  507. 1.   Astronomical  Formulae for Calculators by Jean  Meeus  (third 
  508.      edition), published by Willmann-Bell.
  509.  
  510. Meeus'  book  is  outstanding.   Although  the  methods  could  be 
  511. performed on a calculator,  they are certainly viable for use in a 
  512. computer program.   Most of the methods used in AstroCal are drawn 
  513. from this book.
  514.  
  515. 2.   "Practical  Astronomy with your Calculator" (second  edition) 
  516.      by  Peter Duffett-Smith,  published by  Cambridge  University 
  517.      Press.
  518.  
  519. The  methods in Duffett-Smith's book tend to be less precise  than 
  520. the corresponding ones in Meeus' book.  However, this book is very 
  521. useful as a reference.   Some of the methods used in AstroCal  are 
  522. drawn from this book (chiefly coordinate transformations).
  523.  
  524. Duffett-Smith  has  also  written "Astronomy  with  your  Personal 
  525. Computer".  This book is for someone who simply wants to type in a 
  526. pre-written  program to do astronomical calculations.   There  are 
  527. many BASIC programs in this book,  but less background information 
  528. than in "Practical Astronomy with your Calculator".
  529.  
  530. The  following  book contains a wealth of information  about  many 
  531. different astronomical phenomena over a long span of years.  It is 
  532. extremely useful for verifying the accuracy of a program:
  533.  
  534. "Astronomical  Tables of the Sun,  Moon,  and  Planets",  by  Jean 
  535. Meeus, published by Willmann-Bell.
  536.  
  537. Donald  Menzel  and Jay M.  Pasachoff's "Stars and Planets"  is  a 
  538. colorful  and fun book.   It is very useful for those who want  to 
  539. find and observe various stars and planets.
  540.  
  541.  
  542. Kim  Long's  "The Moon Book" (published by Johnson  Books)  is  an 
  543. interesting and fun book packed with  information,  diagrams,  and 
  544. folklore about the Moon.
  545.  
  546.  
  547. Most almanacs contain much astronomical data.
  548.  
  549.  
  550. Distribution of this Program
  551.  
  552. Since  Cadenza  AstroCal  is  public  domain,   users  may  freely 
  553. distribute  copies  of the program to other  users,  user  groups, 
  554. electronic bulletin boards, etc.
  555.  
  556.  
  557. Payment
  558.  
  559. If  you like this program,  please send $5.00 US to the  following 
  560. address:
  561.  
  562. Eric Bergman-Terrell
  563. Cadenza Software, Ltd.
  564. 1450 West 116th Avenue, #21
  565. Westminster, CO  80234
  566. U.S.A.
  567.  
  568. You  may  write  to  the same  address  to  report  bugs,  request 
  569. additional information,  suggest improvements in the program, etc.  
  570. If  you want a reply,  please include return postage (2  IRCs  for 
  571. those outside the U.S.A.).
  572.  
  573.  
  574. Enjoy the program!
  575.  
  576.