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Tiempo

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Sincronizar Windows con relojes atómicos

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Hace unos meses escribí un post sobre la sincronización de un PC con relojes atómicos. En esa ocasión el proceso estaba explicado para sistemas operativos linux. Ahora dejo unas pequeñas instrucciones de cómo sincronizar un Windows con un servidor de tiempos. Javier Fuertes ha hecho unas observaciones de vídeo muy interesantes y me ha dicho que le vendría bien.

La idea es la misma que en el caso anterior, y lo que haremos será configurar en el registro de windows, el servidor que nos proporciona la hora a través del protocolo NTP. Para ello seguir los siguientes pasos:

1.- Ir a Ejecutar y teclear regedit. Este es el programa que permite editar el registro. Mucho cuidado ya que los valores que se almacenan aquí se utilizan por el sistema operativo, y si no se usa con cuidado puede causar problemas de funcionamiento. Si se siguen estas instrucciones no hay problema.

2.- Navegar por el registro y editamos las siguientes claves:

HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\W32Time\Parameters\

Editar el valor “Type”, cambiar de “NT5DS” a “NTP” y aceptar. Esto cambia el protocolo de tiempos, del nativo de Windows al estándar NTP. Después navegar de nuevo hasta:

HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\W32Time\Parameters\

Modificaremos el valor “NtpServer” y pondremos la dirección del servidor que distribuye la hora. En el caso de España tenemos   http://hora.roa.es, que es el laboratorio oficial de hora en nuestro país.

Por último ira

HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\W32Time\Config\

y modificamos el valor “AnnounceFlags” de 10 a 5

3.- Ahora sólo queda reiniciar el servicio de tiempos de Windows. Cerramos el editor de registro, abrimos una ventana de comandos y escribimos:

net stop w32time
net start w32time
w32tm /resync /rediscover

Con esto, el equipo se sincronizará con el servidor de tiempos elegido, que nos proporcionará la hora directamente de un reloj atómico. Aunque el servidor se sincronizará al arrancar, siempre que queramos forzarla podemos teclear en una ventana de comandos;

w32tm /resync /rediscover

De esta manera cualquier software que tengamos en el equipo, estará correctamente sincronizado. Por ejemplo, a la hora de observar ocultaciones.

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Sincronizar el PC con un reloj atómico usando protocolo NTP

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Son muchas las ocasiones en las que necesitamos tener una fuente de tiempo fiable que permita sincronizar el reloj de nuestro PC. Para llevar a cabo observaciones astrométricas de calidad, en la observación de ocultaciones estelares, eclipses, etc… es obligatorio disponer de un reloj interno sincronizado de forma que tengamos la hora UTC con la mayor precisión, para que los resultados de la reducción de las observaciones, sean útiles.

La forma más eficaz de hacerlo es utilizar el protocolo NTP, que permite recibir señales de tiempo provenientes de una gran cantidad de relojes de atómicos repartidos por todo el planeta. Hay una gran cantidad de software disponible para hacerlo, para varios sistemas operativos. En el vídeo adjunto se muestra cómo sincronizar nuestra máquina Linux con cualquier servicio de tiempos NTP.El vídeo dura 8 minutos, aunque aparece como más tiempo.

Sincronizar Ubuntu linux con un Reloj Atómico mediante NTP from Jose Gomez Castaño on Vimeo.

En este sistema operativo disponemos del comando NTPDATE, que permite sincronizar y obtener el retraso de nuestro sistema. Además permite que en cada arranque, se produzca la sincronización de nuestro reloj interno con el servidor NTP que queramos. Una lista de los servidores NTP se puede encontrar en http://support.ntp.org/bin/view/Servers/WebHome

En España disponemos hace tiempo de la dirección hora.roa.es, desde la que se distribuye la señal de hora oficial UTC desde el laboratorio de hora del Real Observatorio de la Armada de San Fernando. Durante años, las señales se distribuyeron por radio en las frecuencias de 15.006 y 4.998 Khz, entre las 10:00 y 11:00 de cada días en escala UTC.

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Reducción de las Observaciones durante el Tercer viaje de Cook

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En los trabajos sobre historía de la astronomía nos solemos centrar en biografías o en una mera descripción de los trabajos realizados por los observadores. Sin embargo creo que existe un campo de trabajo importante en la búsqueda y reducción de las observaciones llevadas a cabo durante siglos, y que han quedado en el olvido.

Este trabajo no pretende ser una biografía de James Cook, ni tan siquiera una descripción de alguno de sus viajes. Sobre estos temas existe abundante bibliografía, tanto impresa como en formato electrónico. Mi interés se ha centrado más en las observaciones astronómicas realizadas por Cook en su tercer viaje, de 1776 hasta su muerte, a bordo del Resolution.
El trabajo completo es accesible aquí

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Ocultaciones Estelares, Longitud y Euler

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Leonard Euler fué nombrado Director de la Sección de Geografía de la Acaemia de San Petersburgo en 1735. Quizá sea una sus facetas menos conocida. Su contribución más importante en este campo es la publicación de un Atlas de Rusia en 1745, con un total de 20 mapas del Imperio Ruso de la época. Como muchos de los grandes científicos de la época, Euler tuvo ante sí uno de los que creo que es de los grandes retos de la historia de la ciencia. La determinación de la Longitud Geográfica de un lugar.

Mientras buscaba material para la reducción de observaciones antiguas, me he topado con un trabajo de Euler en este sentido. Se trata de “Methode de Determiner la Longitude des Lieux par L’Observation D’Occultations des Étoiles fixes par la Lune“. Fué publicado 4 años después

de la aparición del Atlas de Rusia, en Memoires de L’Academie des Sciences de Berlin, 3, 1749, pp. 178 y 179.

En este breve artículo, Euler trata el problema de determinar la diferencia de longitud geográfica entre dos lugares en los que se observa la misma Ocultación estelar por la luna. La determinación de la longitud geográfica a partir de observaciones astronómicas ya había sido propuesta muchos años atrás. Incluso Galileo propuso la observación de los eclipses de los satélites de galileanos para determinar la longitud en el mar, a bordo de navíos.

Una ocultación estelar por la luna se produce cuando la luna, en su movimiento orbital alrededor de la tierra, va tapando las estrellas a su paso. Para un observador situado sobre la superficie terrestre, la estrella desaparece tras el limbo lunar, para reaparecer poco después. Hace tiempo hice un manual de introducción a este tipo de observaciones

El principio expuesto por Euler es el siguiente. Una ocultación es observada desde París, y la misma se observar desde otro lugar. Cada observador la observaría a una hora distinta. Para esa diferencia de tiempo, la luna habría recorrido un camino que determina a partir de las Tablas Lunares de la época. Siendo:

Tp = El instante observado para París

Tl = El instante observado para el lugar

A1 = La ascensión recta de la luna para la observación de París

A2 = La ascensión recta de la luna para la observación desde el lugar

DA = El movimiento horario en Ascensión Recta

L = Longitud del lugar

Se obtiene que

L = Tl - Tp + (A2 - A1) / DA

Así la longitud del lugar de observación es la diferencia entre los instantes obtenidos por los dos observadores.

Es un trabajo breve, pero de una gran importancia, que permite medir la posición de un lugar de forma precisa. Realmente, este método se ha utilizado ampliamente en la determinación de posiciones. Tanto los astrónomos en los observatorios como los geógrafos en sus viajes de exploración, utilizaron las observaciones astronómicas para determinaciones geográficas.

Se calculaba el insntante de una ocultación para un lugar de referencia, normalmente algún meridiano importante, como el de Cádiz, el de París o el de Greenwich, y se publicaba en unas efemérides. Después de observaba el fenómeno y el instante se comparaba con el previsto. La diferencia proporcionaba la longitud geográfica. Además de ocultaciones, se utilizaban otros fenómenos, como eclipses de sol y de luna, y fenómenos de los satélites de Júpiter.

Euler también utilizó este tipo de observaciones para determinar el lugar geocéntrico de la luna, en un trabajo titulado Methode de Trouver le vray lieu geocentrique de la lune par l’observation de l’ocultation d’une eotile fixe. Pero eso lo comentaré en otro momento.

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Nuevo Methodo para componer, y arreglar cada uno todo genero de Reloxes fin necefsidad de Reloxero

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He aprovechado unos días de nubosidad para leer un pequeño libro de Manuel Edrevlav publicado en 1731. Se trata de un pequeño manual con el que poner en hora los relojes de la época.

Lo que más me interesó no es la forma de realizar las correcciones sobre los relojes, sino la fuenta excogida para ponerlos en hora. Al no existir en la época una fuente unificada que difundiera la hora oficial, se optó por algún fenómeno astronómico. En este caso el orto y ocaso del sol.

Por esto, se incluye una tabla con las horas de salida y puesta del sol para la latitud de Madrid. Para poner en hora los relojes, bastaría con observar el fenómeno y colocar la hora de la tabla en el reloj.

Este pequeño libro fué escrito por Manuel Edrevlan y publicado en Madrid en 1731 en la imprenta de Alonso Balvas, y se distribuía en la librería de Dionisio Ortega en la Calle Toledo.

Consta de 16 páginas y, según su autor, el motivo de su edición fué una carta de Alexandro de Landa y Valderrama, fechada en Sevilla el 30 de septiembre de 1731. En esta, se le pide una guía para solucionar los problemas más comunes que afectaban a los relojes de la época.

El libro se redacta en forma de diálogo entre Cándido y Roverto. El primero va realizando algunas preguntas a Roverto, el experto, quien le va dando las explicaciones de cómo llevar a cabo las correcciones para ponerlos en hora, atrasarlos o adelantarlos. Toca temas sencillos relativos a relojes de Faltriquería, Pendom y Sobremesa.

Lo más interesante del libro es una tabla que aparece anexa, la “Tabla del Nacimiento“. En ella se detallas las horas en las que se produce el orto y ocaso del sol para cada día del año en la ciudad de Madrid, tomando la latitud de 40º 26′. La tabla serviría como referencia para poner en hora los relojes con este fenómeno.

No se incluye ninguna referencia a la funte de la que se obtuvieron estas horas.

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Arte de Gobernar los Reloxes por la Equacion del Tiempo

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En 1792, Medauro Grulla publicó en Madrid su Arte de Gobernar los Reloxes por la Equacion del Tiempo, una segunda edición de su libro en el que explica cómo se mueve el sol en su camino a través de la eclíptica, el sol medio, el verdadero y la ecuación de tiempo, así como su influencia en la determinación de la hora.

A través de unas explicaciónes teóricas y después prácticas, describe la forma en la que hay que corregir la hora marcada por lo relojes para conseguir la hora verdadera marcada por la posición del sol que vemos en el cielo.

Con objeto de explicar cómo corregir los relojes de la época respecto a la hora aparente, Medauro Grulla publicó en 1792 su Arte de gobernar los reloxes por la equacion del tiempo. El libro se imprimió esta segunda edición “añadida y comentada” en 1792 en la imprenta de Ramón Ruiz y se vendía en la librería de Felipe Tieso, en la calle Carretas

Grulla había observado que los usuarios de relojes, según relata en la introducción, a menudo acudían a los relojeros cuando veían que estos se adelantaban o atrasaban al compararlos con los relojes solares, creyendo que estos retrasos o adelantos eran debidos a un mal funcionamiento de su mecanismo. En realidad, lo que ocurría es que la hora marcada por sus relojes reflejaban el tiempo medio, es decir la hora marcada por un sol que se mueve uniformemente sobre la eclíptica, mientras que la hora que marcaban los relojes solares, reflejaban la hora aparente, que se regía por la posición del sol verdadero, es decir, el que se observa diariamente en el cielo. La diferencia entre estas dos medidas del tiempo es lo que se conoce como Ecuación de Tiempo.

Esta edición se divide en 3 capítulos. En el primero, De los Círculos de la Esfera, se describen los conceptos más básicos de la astronomía de posición. Grulla cree que para entender la ecuación de tiempo, es necesario dar primero una visión general de cómo se estudia la posición del sol y cualquier astro en la esfera celeste. Explica los Círculos Máximos, el Horizonte, el movimiento diurno, los polos celestes y su relación con los terrestres, uso del Cuadrante para medir ángulos, el Exe de Rotación, el Nadir y Zenit, la Paralaje.Toca el efecto de la refracción en la observación de objetos y sobre el orto y ocaso solar, la Eclíptica, movimientos del sol sobre ella y la ocurrencia de Equinoccios y Solsticios, definición del Zodíaco. En este capítulo es muy interesante la breve explicación del cálculo de la latitud y longitud de un lugar a partir de observaciones astronómicas referidas al Primer Meridiano. Para finalizar, hace una explicación de los diferentes climas terrestres.

El segundo capítulo Arte de Gobernar los Reloxes por la Ecuacion del Tiempo es la parte principal de su obra. En una primera introducción hace referencia a la utilidad de sus explicaciones, el ámbito de su audiencia y las experiencias que le llevan a su escritura.

El primer apartado I, Del conocimiento del Tiempo, y de su medida por el Movimiento Aparente del Sol trata del concepto de día, del movimiento de rotación terrestre y el aparente movimiento del sol y las estrellas en la bóveda celeste. El apartado II Del Conocimiento de la Ecuacion del Tiempo por las desigualdades y variaciones del movimiento del Sol, y diferencia del tiempo medio al tiempo verdadero trata el movimiento del sol en la eclíptica, de la determinación de la hora aparente marcada por la sombra del sol sobre un reloj de sol o cuadrante. Por otra parte trata de la hora marcada por los relojes mecánicos y cómo se consigue esta. De esta diferencia se define la Ecuación de Tiempo y hace la distinción entre ecuación mayor y menor, cuando las diferencias son máximas y mínimas. Explica cómo obtener una hora de la otra y hace un Resumen de la Tabla de la Ecuacion del tiempo.

En el apartado III Del conocimiento de la Ecuacion del Tiempo por el movimiento del Relox del tiempo medio, y modo de arreglarlo, explica determinar el valor de la Ecuacion del tiempo mediante el uso de un reloj de péndola y observaciones meridianas. Se dan explicaciones para los relojes de péndola para que marquen la hora adecuada al medio día y publica la Tabla de Ecuaciones Menores y Mayores del año bisiesto 1792. En el apartado IV Del Gobierno de los Reloxes de tiempo, y modo de arreglarlos con el registro para que sigan al Sol explica de forma práctica como modificar la mecánica de los relojes para adecuarlos a la hora verdadera de “trato civil”. El apartado V Modo de gobernar el relox de tiempo verdadero, sin tocar el registro trata de un método más minucioso de controlar los relojes mecánicos para conseguir el efecto perseguido en el apartado IV con mayor exactitud. El apartado VI Advertencias para conocer la exactitud de los Reloxes del bolsillo y precauciones que se deben tomar para su manejo y conservacion se hace especial mención a mos relojes mecánicos de bolsillo, que necesitan un trato particular y más minucioso dada su mecánica.

Por último, el apartado VII sirve para recoger una detallada tabla con los valores diarios para todo el año del Tiempo Medio al medio dia verdadero, con una detallada descripción de su uso. En sus explicaciones, Grulla incluye una detallada tabla de corrección para cada día en la que refleja el valor de la hora que tiene que marcar un reloj mecánico a medio dia (medio día medio), para coincidir con el medio día marcado por el cuadrante (reloj solar a medio día verdadero).

El tercer y último capítulo Breve descripción del Sistema Copernicano es un breve recorrido en 5 apartados del sistema solar, y un sexto dedicado a las estrellas fijas. Se da una visión general del sistema heliocéntrico y se describen las principales características de los planetas conocidos hasta el momento, incluyendo al planeta “Herschel” y la luna. Es llamativo el sistema de medidas utilizado. Varas Castellanas, Toesas, Leguas, así la luna, por ejemplo tiene 728 leguas de diámetro.

Se trata de una obra de divulgación avanzada de la época para público ilustrado, con gran cantidad de ejemplos prácticos y tablas escogidas para ser lo más prácticas al lector

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Inserción de 1 segundo intercalar el 31 de diciembre de 2005

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Según el Boletín del IERS (International Earth Rotation and Reference Systems Service) num 40 del 6 de octubre el próximo 31 de diciembre de 2005 se insertará 1 segundo en la escala de tiempos UTC que habrá que tener en cuenta en las medidas de tiempo astronómico. Desde el 1 de enero de 1999 no se realizaba una corrección de este tipo.

La inserción se realizará retrasando 1 segundo la escala UTC, de acuerdo a la siguiente secuencia:

31 diciembre 2005 23h 59m 59s
31 diciembre 2005 23h 59m 60s
01 enero 2006 00h 00m 00s

Desde 1999 la diferencia entre UTC y Tiempo Atómico Internacional (TAI) era de 32 segundos, pasando a ser ahora de 33 segundos, aplicándose entonces la siguiente corrección el 1 de enero del 2006

TAI – UTC = +33s

Las correcciones particulares para UT1 – UTC, se pueden encontrar para todo el año en el citado boletin IERS

Esta inserción tendrá efectos en resto de escalas de tiempo que se basan en UTC, como GPS, por lo que la relación entre ambos quedará de la siguiente forma desde el 1 de enero de 2006

GPS – UTC = +14s

Todos estos valores habrá que tenerlos en cuenta en la reducción de observaciones que se hagan a partir de ahora.

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