Ориентировка по звездам
Шрифт:
Новые знания о законах движения небесных светил меняли представление не только о небесном своде, но и о форме и размерах Земли.
Астрономия и в настоящее время служит познанию различных явлений природы. В астрономических обсерваториях регулярно ведется наблюдение за Вселенной, производятся различные измерения движений небесных светил, обработка данных, получаемых от искусственных спутников Земли и космических ракет, и т. д. Все эти данные используются в различных отраслях науки и техники, в быту.
Так, например, данные наблюдений за движением небесных светил помогают
По сигналам точного времени, которые ежечасно передаются по радио, проверяются часы по всему Союзу. Эти сигналы подаются шестью точками в последние пять секунд каждого часа. Начало шестой точки соответствует началу отсчета следующего часа.
Для чего нужно знать время с точностью до долей секунды, когда в повседневной жизни люди обычно не замечают целые секунды?
Представим себе корабль в открытом море ночью. Штурману нужно определить местоположение корабля. Пи звездам он может вычислить широту, а для вычисления долготы необходимо точно знать время. Ошибись штурман всего на 10 сек, и ошибка в положении корабля может достигнуть в средних широтах 2—3 км.
Для составления географической карты геодезисты, наблюдая звезды, определяют на земной поверхности места опорных точек. Если при этом время будет определено с ошибкой в 1 сек, ошибка в положении точки на земле может дойти до 300—400 м. А карты крупного масштаба должны изображать местность с точностью до 10 м.
В астрономических обсерваториях при наблюдении звезд необходимо учитывать уже тысячные доли секунды, так как сигналы точного времени передаются на основе астрономических наблюдений. Не будь этих наблюдений, даже имея очень точные часы, обсерватории не могли бы определять и передавать по радио сигналы точного времени.
К наблюдениям небесных светил обращаются и воины Советской Армии при ночных переходах и маршах. Во время Великой Отечественной войны Большая Медведица, Полярная звезда, Луна не раз помогали ориентироваться в тылу врага.
В ракетных войсках и в артиллерии измерения положений небесных светил успешно применяют для определения точного направления пуска ракет и стрельбы по целям. Существуют типы крылатых ракет (например, американская ракета «Снарк»), направление полета которых автоматически корректируется астронавигационными системами управления по положению звезд.
Особенно большое применение астрономическая ориентировка нашла в морском флоте и авиации. Есть даже самостоятельные отрасли науки — мореходная астрономия и авиационная астрономия.
Одной из основных задач мореходной и авиационной астрономии является определение местоположения корабля или самолета по небесным светилам.
Средства и методы этих определений складывались веками. Уже древнегреческие мореплаватели применяли простейшие, весьма приближенные методы определения места корабля по небесным светилам. С течением времени астрономические приборы и методы их применения совершенствовались, особенно в эпоху великих географических открытий XV и XVI вв., когда корабли всего мира бороздили неизведанные пространства океанов.
Своего значения для кораблевождения астрономия не утратила и с появлением магнитного компаса, так как точность его показаний зависит от трудно учитываемых ошибок. Знаменитый мореплаватель Колумб, открывший в 1492 г. Америку, отмечая ненадежность работы магнитного компаса, говорил: «Существует лишь одно безошибочное корабельное исчисление — это астрономическое, счастлив тот, кто с ним знаком».
Но в то время умели находить только широту места. Поэтому, выйдя из порта, корабль обычно направлялся по меридиану до той широты, на которой находился порт назначения, а уже достигнув ее, следовал к месту назначения вдоль параллели, контролируя свое положение наблюдением Полярной звезды.
Неудобство такого метода астрономической ориентировки настойчиво выдвигало требование научиться определять долготу места.
В 1514 г. было предложено определять долготу по расстоянию между звездой и Луной, но в то время истинные положения звезд и Луны определялись еще неточно и этот способ не мог найти практического применения.
Во второй половине XVII века были разработаны два способа определения долготы: сравнением измеренной величины магнитного склонения с указанной на карте магнитных склонений и по затемнениям спутников Юпитера, наблюдаемым почти ежедневно 1—3 раза. Однако и эти способы не нашли широкого применения, так как данные о положении небесных светил были неточными из-за несовершенства астрономических приборов.
Более точно определять долготу стало возможно только с созданием в 1761 г. точных часов-хронометров.
Научившись определять разность во времени на двух различных меридианах, моряки в конце XVIII века находили широту и долготу места корабля путем разновременного наблюдения высот светила.
В 1808 г. была предложена теория одновременного определения широты и долготы места, но она требовала довольно сложных вычислений.
Только в середине прошлого столетия на основе накопившегося опыта был открыт приемлемый метод определения широты и долготы места корабля в открытом море. Большие заслуги в этом принадлежат нашим соотечественникам — ученым и морякам: М. В. Ломоносову, Ф. Ф. Шуберту, Ф. П. Литке, М. А. Акимову и многим другим.
В 1849 г. морской штурман М. А. Акимов предложил близкое к современному решение задачи определения места корабля нанесением линий его положения, найденных в результате измерений высот светил и расчетов их азимутов на момент наблюдения.
Авиационная астрономия — наука относительно молодая. Она зародилась и развилась на основе многовекового опыта использования небесных светил в мореплавании и восприняла от мореходной астрономии основные методы астрономических навигационных определений, соответственно переработав их для условий полета самолета.