Как изучают Мировой океан: читать начало книги онлайн

В XVII в. итальянский ученый Галилео Галилей разработал способ определения долготы с помощью телескопа и песочных часов. Способ включал наблюдения за Юпитером, его спутниками и Луной. При этом точность определения долготы резко возросла. Однако из-за неудобства (большое количество разнообразных наблюдений и вычислений) способ не нашел широкого применения среди моряков, и награда ученому вручена не была.

В 1714 г. английский парламент назначил премию в 20 тысяч фунтов стерлингов тому, кто предложит метод для определения долготы с точностью хотя бы до половины градуса. Назначенная премия по тем временам была огромной. В переводе на современные деньги она составляла 4,75 миллиона долларов.

Попытки разработать доступный способ определения долготы продолжались, и в период 1744–1759 гг. англичанин Джон Гаррисон решил эту задачу и получил премию. Для этого на судне необходимо было иметь всего два прибора:

1. Угломерный прибор (астролябия, квадрант или секстан).

2. Морской хронометр (часы, способные показывать точное время в условиях качки судна).

Суть предложенного способа заключалась в определении разницы между временем наступления местного судового полдня (12 ч 00 мин) и временем наступления полдня в обсерватории английского города Гринвича.

Перед выходом в море на морском хронометре выставляли точное гринвичское время. Весь поход судна за хронометром велось непрестанное наблюдение, чтобы он без сбоев работал до возвращения судна в порт.

Местный судовой полдень определяли с помощью угломерного прибора, через который велось наблюдение за Солнцем. Момент, когда оно находилось в точке наибольшего подъема над горизонтом, и считался местным судовым полднем. Одновременно фиксировали текущие показания гринвичского времени с морского хронометра. Рассчитывали разницу между этими текущими гринвичскими значениями и значением в 12 ч 00 мин 00 сек. Получившуюся разницу в минутах умножали на 0,25 и получали значение долготы в угловых градусах.

Здесь требуется небольшое пояснение. Земной шар поделен на 360°. Полный оборот Земля совершает ровно за 1 сутки – за 24 часа, а в одном часе – 60 минут. Теперь выполняем простой расчет:

360: 24: 60 = 0,25°, т. е. за 1 минуту времени Земля поворачивается на угол в 0,25°.

Благодаря изобретению Гаррисона гринвичский меридиан стал считаться нулевым. До настоящего времени от него ведут отсчет долготы во всем мире. Меридианам, находящимся слева от гринвичского, присваивается наименование западной долготы, находящимся справа – восточной долготы.

На рис. 7.8 [22] показан пример определения долготы судна методом, разработанным Джоном Гаррисоном с использованием секстана и морского хронометра.

Рис. 7.8. Пример определения долготы методом Гаррисона.

Если внимательно рассмотреть рисунок, то видно, что при наибольшей высоте Солнца в местный судовой полдень, морской хронометр зафиксировал гринвичское время 15 ч 34 мин 42 сек. Разница между этим значением и значением в 12 ч 00 мин составляет 3 ч 34 мин 42 сек.

Значит, в обсерватории города Гринвича, где проходит нулевой меридиан, полдень наступил 3 ч 34 мин 42 сек назад (или 214,7 минуты назад). Умножаем 214,7 на 0,25 и получаем долготу в 53,675°.

Учитывая, что Земля крутится вправо, гринвичский меридиан тоже находится правее, ведь полдень там уже прошел. Значит, судно, на котором проводятся измерения, находится левее. Поэтому определенному значению в 53,675° присваиваем обозначение западной долготы.

Тот из вас, кто не поленится посмотреть на карту мира или глобус, увидит, что судно, с которого проводились наблюдения, зафиксированные на рис. 7.8, находится в Атлантическом океане.

Метод постепенно совершенствовался. Не обязательно стало ждать полдня, достаточно было измерить угол между линией горизонта и направлением на солнце, зафиксировать время измерений, чтобы определить долготу.

В 1843 г. с очень высокой точностью, до сотой доли секунды, таким образом была определена долгота главной Российской обсерватории – Пулковской.

Так определялись координаты измеренных глубин в открытом море, там, где нет береговых ориентиров. На судне работало одновременно две группы. Первая измеряла глубину, вторая определяла координаты. Затем глубины, измеренные первой группой, наносились на карту в точках с координатами, определенными второй группой.

Описанными методами определения широты и долготы пользовались все первооткрыватели, когда составляли карты вновь открытых земель. Это происходило следующим образом. Группа людей с угловым измерительным прибором, хронометром и тетрадью для записи шла по побережью и периодически определяла широту и долготу. Затем точки по правилам смежной науки – топографии – соединяли между собой и получали контур береговой черты. Другая группа определяла координаты отличительных объектов, например холмов, кромки леса или приметных зданий. Так составлялась карта прибрежной полосы суши. После судно переходило в другое место побережья, и процесс составления карты новых земель продолжался.

Теперь вы можете представить, насколько трудоемкой и долгой была работа по составлению карт как морских, так и сухопутных.

7.4. Современные технические средства определения координат судна

Научно-технический прогресс оказал огромное влияние на развитие технических средств, используемых для определения координат судна, но все методы их применения до сих пор основываются на правилах, разработанных моряками много лет назад.

Современные технические средства определения координат судов делятся на следующие группы:

1. Визуальные.

2. Гидроакустические.

3. Радионавигационные.