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AstroWidget: Un software GPL de cálculo de efemérides astronómicas

AstroWidget es un conjunto de pequeñas aplicaciones agrupadas en un paquete y que sirven para calcular efemérides astronómicas. La licencia de uso es GPL. Está totalmente programado en Tcl/Tk y el OAN lo ofrece como un servicio de anuario astronómico interactivo a toda la comunidad a través de la pagina web del Observatorio Astronómico Nacional. La primera versión salió en enero de 1998. Los algoritmos de cálculo están tomados en su mayor parte del libro:

Astronomical Algorithms
Jean Meeus
Willmann-Bell Inc., 1991

¿Se utiliza AstroWidget en el OAN como herramienta habitual?:

Fundamentalmente se utiliza para:

1.

hacer cálculos rápidos que permitan responder a algunas de las preguntas que nos hace el público sobre horas de puesta y salida del sol, posición de algún planeta y relacionado.

2.

precesar las coordenadas de objetos celestes. Es decir para cambiar de sistema de coordenadas.

3.

programar futuras observaciones de astronomía, y decidir qué objetos se pueden observar durante ciertos intervalos de tiempo en el lugar donde se van a realizar las observaciones.

¿Cómo se utiliza AstroWidget?:

• mediante un navegador (Netscape) con el plugin correspondiente de Tcl/Tk y conectandose a la página del OAN donde están las aplicaciones. En este caso el navegador carga el ``Tclet'' y lo ejecuta dentro del navegador.
• descargando el paquete desde la página donde reside y ejecutando un programa de instalación. El paquete queda instalado en la máquina del usuario y lo ejecuta sin necesidad de conectarse a Internet. El paquete necesita que el usuario haya instalado previamente en su ordenador Tcl 8.0 o superior y Tk 8.0 o superior.

Figura 2: Pantalla mostrando Netscape con el tclet orto/ocaso cargado

Figura 3: Pantalla de inicio del paquete AstroWidget

Figura: Pantalla mostrando la aplicación elts, lanzada desde AstroWidget

Figura: Pantalla mostrando la aplicación planets, lanzada desde AstroWidget

¿Por qué Tcl/Tk?:

1.

Porque es libre. Esta es la razón principal.

2.

Porque cuando comencé el desarrollo (en 1997) me pareció ideal por ser multiplataforma, y por disponer de un plugin para Netscape y para MSIE.

3.

Porque permite el uso de un entorno gráfico. Algunas de las aplicaciones requieren la presentación gráfica de datos. Además el entorno gráfico resulta más atractivo para la mayor parte de los usuarios.

4.

Porque la curva de aprendizaje fue muy suave. El lenguaje es muy fácil de usar y es bastante potente.

5.

Porque no sé programar en lenguajes orientados a objetos.

AstroWidget no es:

1.

un programa para dibujar el aspecto del cielo nocturno para una cierta época en un cierto lugar sobre la superficie terrestre.

2.

un programa para calcular con la máxima precisión posible las efemérides astronómicas.

AstroWidget no dibuja el aspecto del cielo nocturno ni implementa la máxima precisión posible porque originalmente era un conjunto de programas pensados para ejecutarlos desde un navegador y el código debía ocupar poco y no debía incluir ningún catalogo de datos. La precisión de los cálculos es suficiente para muchas aplicaciones y el aspecto del cielo nocturno es el objetivo de muchos programas libres y de muy buena calidad que se pueden encontrar en Internet. En particular xephem es, desde mi punto de vista, uno de los mejores programas de efemérides astronómicas que existen.

¿Qué hace AstroWidget?

• cálculo de tiempos
  • calcula el día Juliano y día Juliano modificado. Son dos escalas de tiempo absolutos empleadas como calendario por los astrónomos.
  • calcula el día de la semana para cualquier día del calendario. Esta es una aplicación trivial y lúdica que se deduce del cálculo anterior.
  • transforma el tiempo universal en tiempo sidereo, y viceversa. Ambas escalas de tiempo son fundamentales en las observaciones de astronomía. Más información sobre que significan estos tiempos aquí
  • calcula el orto, ocaso y culminación del sol. Esta aplicación es la más utlizada por el público, que desea saber cuando y por donde sale y se pone el sol en un cierto lugar. Una de las últimas aplicaciones de las que he sabido es su uso para planificar las salidas al campo para el estudio de aves.

• cálculo de coordenadas astronómicas. Estas aplicaciones son más técnicas y no suelen ser utilizadas con frecuencia. Consisten en transformaciones entre sistemas de coordenadas utlizados para describir la posición de un astro en el cielo.
  • precesión de coordenadas
  • transformación de coordenadas galácticas a/de ecuatoriales
  • transformación de coordenadas eclípticas heliocéntricas a/de ecuatoriales geocéntricas
  • elevación frente a tiempo sidereo y universal. Se muestra gráficamente la elevación (la altura de un astro respecto del horizonte) en función del tiempo universal y del sidereo. Es una herramienta útil para planificar observaciones de varios astros.
  • coordenadas aparentes
  • coordenadas topocéntricas
  • siguiendo un astro. Este es un ejemplo, tan sólo numérico, de como cambian las coordenadas de un astro con el tiempo. El tiempo se hace variar artificialmente.
  • transformación de velocidad heliocéntrica a/de velocidad LSR

• cálculo de coordenadas en el Sistema Solar. Estas aplicaciones suelen ser un poco más popularres porque permiten conocer las coordenadas de los planetas y del sol.
  • coordenadas de los planetas
  • coordenadas del sol

• cálculo de coordenadas geodésicas. Estas dos aplicaciones sirven para gente que quiere hacer transformaciones de sistemas de coordenadas en la superficie terrestre. Se aproxima la Tierra por un elipsoide de caracterizado por varios parámetros. Se pueden elegir varios tipos de elipsoide.
  • polares a/de cartesianas
  • geográficas a/de UTM. Esta aplicación puede ser útil para quien utilice constantemente mapas topográficos y receptores GPS. Me consta que el Ejercito de Tierra ha utilizado esta aplicación.

¿Cómo está estructurado AstroWidget?

• Consta de una librería de unas 2000 líneas y 66 procedimientos para el cálculo de algoritmos y representación de los datos. La libreria forma un espacio de nombres denominado astro::.

• Existen 16 aplicaciones a las que se accede desde una aplicación general que actua de ``pegamento''.

• La entrada de datos se hace o bien rellenando las entradas interactivamente o bien introduciendo los datos en ficheros y activando el modo ``archivo'' que permite el cálculo de diferentes condiciones de entrada de una vez. El resultado se vuelca en un fichero de salida y el último resultado se muestra en la pantalla. Este modo no es utilizable cuando se carga el tclet desde el navegador.

• El programa muestra los botones, menus y ayuda en inglés y en castellano.

• Los menús de ayuda son muy escuetos porque me aburre escribir documentación. Estan escritos en html y utilizan un paquete Tcl de Mark Harrison y Michael McLennan sin licencia pero que me permitieron usar sin restricción cuando les escribí explicando que lo quería utilizar en un programa licenciado bajo GPL.

• Quedan algunas cosas por mejorar y otras por hacer pero mi tiempo es cada vez más limitado y cada vez dedico menos tiempo a AstroWidget. En particular sería deseable crear una librería de gráficos escrita puramente en Tcl. También se pueden añadir otros algoritmos para el cálculo de efemérides.