Как изучают Мировой океан: читать начало книги онлайн

7.3. Определение координат судна в старину

С тех пор как люди стали ходить по морям и выполнять работы по измерению глубин, стало понятно, что необходимо определять координаты судна. В каждой точке, где измерялась глубина, определяли ее координаты и только потом наносили эту глубину на карту.

Рядом с берегом определение координат проводили относительно береговых ориентиров, так же как в примере, когда вы с друзьями строили карту рельефа дна озера.

В качестве ориентиров в старину использовались очертания берегов и отличительные объекты местности, например скалы или отдельные, хорошо видимые строения. Потом для этого стали строить специальные сооружения – маяки. Самый известный из них – Александрийский маяк, он по праву считается одним из семи чудес света.

Александрийский, или, как его называли современники, Фаросский, маяк был построен на острове Фарос, рядом с входом в египетский порт Александрия. Строительство началось в год основания города – в 332 г. до нашей эры – по приказу Александра Македонского. Продолжалось строительство более 10 лет и было завершено уже после смерти Александра Македонского правителем Птоломеем I, впоследствии провозгласившим себя царем Египта. По дошедшим до наших дней описаниям, высота маяка составляла от 120 до 140 метров. На верхушке постоянно поддерживали горевший костер. Ночью мореходы ориентировались по свету костра, днем – по поднимавшемуся дыму, для чего в светлое время суток специально использовали сырые поленья, дающие много дыма (рис. 7.3 [23]).

Рис. 7.3. Александрийский маяк.

Значение маяка было настолько большим, что его изображение неоднократно чеканили на монетах разных государств (рис. 7.4 [23]).

Рис. 7.4. Александрийский маяк на монетах.

В первозданном виде маяк просуществовал до 365 г., после чего частично был разрушен землетрясением и вызванным им цунами. Маяк восстановили в меньших размерах, и он продолжал работать до 1323 г., когда очередное землетрясение его полностью разрушило. Подобных, правда не таких больших, маяков по побережью морей было множество, но Александрийский маяк самый известный из них.

На протяжении тысячелетий плавание осуществлялось только вдоль берега, и маяки обеспечивали определение координат судна как во время плавания, так и во время выполнения работ по измерению глубин. По мере развития судостроения суда стали все дальше уходить от берега.

Но что делать в открытом море, там, где береговые ориентиры не видны? Для этого использовали данные наблюдений за Солнцем, другими звездами, планетами и Луной. Существует несколько способов определения места судна по звездам. В этой книге, для общего представления, я расскажу об одном из них, самом простом и самом доступном.

Как вы знаете из уроков географии и из и. 7.1 этой книги, сферические координаты определяются широтой и долготой (рис. 7.5 [21]).

Рис. 7.5. Определение координат по широте и долготе.

При нахождении в открытом море, вне видимости берегов, на судне всегда есть карта, на которой нанесены меридианы и параллели, обозначающие широту и долготу. Место судна находится в точке пересечения измеренной широты и измеренной долготы.

Если внимательно рассмотреть рис. 7.5, то можно приблизительно определить координаты Москвы и Санкт-Петербурга.

Способ определения широты был изобретен в Древней Греции и состоял в измерении угла между горизонтом и направлением на Полярную звезду (рис. 7.6 [22]).

Рис. 7.6. Определение широты по измеренному углу между горизонтом и направлением на Полярную звезду.

Позднее появились способы определения широты, основанные на использовании результатов наблюдения за Солнцем, Луной и звездами.

Для измерения угла на протяжении сотен веков использовался достаточно простой и надежный прибор – астролябия, но его точность была невысокой. Стремление моряков иметь точные координаты привело к созданию нового прибора – квадранта, но и он не обеспечивал высокой точности измерений.

Только в 1730-х гг., основываясь на изобретенном английским ученым Исааком Ньютоном принципе совмещения изображений объектов при помощи зеркал, был создан принципиально новый прибор – секстан. Разработали секстан одновременно и независимо друг от друга английский математик Джон Хэдли и американский изобретатель Томас Годфри. Прибор оказался настолько удобным и надежным, что уже почти 300 лет, до настоящего времени, находится на всех судах (рис. 7.7 [24]).

Рис. 7.7. Приборы для измерения угла.

Секстаном пользуются не только моряки. Широко применяется он в процессе выполнения топографических работ на суше, где его называют «секстант». Ошибкой это не считается. Оба названия – секстан и секстант – обозначают один и тот же прибор. Исторически сложилось, что моряки используют первое название.

Широту измерили, что дальше? Как вы знаете из и. 7.1 и 7.2 этой книги, одной только широты (одной «навигационной изолинии») недостаточно для определения места судна. Необходимо еще знать долготу.

Долгота определялась по результатам измерения угла между Луной и звездами. Процесс наблюдений был долгим, неудобным, точность определения была крайне низкой.

В 1567 г. испанский король Филипп II обещал награду тому, кто научит моряков точно определять долготу в открытом океане. Его сын, Филипп III, подтвердил обещание: «Всякому, кто отыщет способ исчисления долготы – 6 тысяч дукатов единовременно и 2 тысячи дукатов пожизненного содержания». Награду за открытие также установили Португалия, Венеция, Голландия.