научно-популярное приложение к газете "Голос Армении"
Menu

ГДЕ МЫ В МОРЕ-ОКЕАНЕ?

Современный компас

Как-то довольно давно в Москве я остановил такси и попросил водителя подвести меня на Нежинскую улицу. Разговорились. Водитель оказался инженером. Приехал на заработки, но смог устроиться на работу только таксистом, хотя город знал плохо. Кормить семью ему помогало установленное в машине новое по тем временам электронное чудо - недавно появившийся в Москве GPS.

ПРИЯТНЫЙ ЖЕНСКИЙ ГОЛОС ИЗ НАВИГАТОРА И ЭЛЕКТРОННАЯ КАРТА УВЕРЕННО ВЕЛИ нас по улицам, и наконец мы услышали обнадеживающее: вы приближаетесь к пункту назначения и тут же: вы отдаляетесь от пункта назначения. Прибегнув к методу устного опроса населения, мы выяснили, что пункт назначения оказался на параллельной улочке. Виноватым оказался не навигатор, не система позиционирования GPS , а ошибки в электронной карте, заложенной в навигатор. Создание цифровой карты города, особенно такого мегаполиса, как Москва, – задача очень объемная, и ошибки в первоначальных версиях карты практически неизбежны. Они устраняются в процессе эксплуатации. Сегодня, вероятно, эти проблемы в основном решены.

Почему я вспомнил этот эпизод из прошлого? GPS-навигатор, определяющий на карте место, где вы находитесь, и показывающий путь к месту назначения, – штука, конечно, удобная. Но ведь мы обходились и обходимся без него. Всегда есть какие-то ориентиры: карты, названия улиц, заметные здания, дороги, указатели... На земле особых проблем нет, если, конечно, вы не собрались в Сахару. Но как определить местоположение в открытом море, вдали от берегов, где нет ни улиц, ни домов, ни информационных табло?

Мореплавание как ремесло и искусство зародилось в глубокой древности. Огромное влияние на развитие мореплавания оказали развитие картографии и изобретение компаса. Первое упоминание о морских картах относится к 490 г. до н. э. Карты были очень приблизительные, ведь древние знали только три части света: Европа, Азия и Африка, которые омывались единым неделимым океаном-морем. Остальная земля была terra incognita. Приблизительно в одно время с картами у мореплавателей Древнего мира появляются так называемые периплы - родоначальники морских лоций для прибрежного плавания.

В периплах указывались важные сведения: расстояния между пунктами на побережье, описания удобных бухт и гаваней, сведения о течениях, приметные навигационные ориентиры, как и в какую погоду видны с моря отдельные горы, мысы, возвышенности - все, что могло помочь определить местонахождение судна. В периплах перечислялись и удобные якорные стоянки, места, где можно отремонтировать судно, пополнить запасы продовольствия и питьевой воды.

Старинный навигаторОДНИМ ИЗ ВЕЛИЧАЙШИХ ОТКРЫТИЙ ЧЕЛОВЕЧЕСТВА, КОТОРОЕ ПРОИЗВЕЛО переворот в мореплавании, стало изобретение компаса. Этот первый навигационный прибор позволил отважным морякам оторваться от берега и выйти в открытое море. Первые упоминания о приборе (в Китае), указывающем стороны света, относятся к III в. до н. э. Намагниченную железную стрелку в форме рыбки опускали в сосуд с водой, она начинала свободно плавать, а ее "голова" поворачивалась в сторону юга. Но только в ХI в. на китайских кораблях стали применяться компасы. Через сто лет китайская "рыбка" стала использоваться арабами, а еще через сто лет от арабов она стала известна итальянским морякам, затем испанцам, португальцам, французам. Немцы и англичане начали пользоваться компасом позже.

Если вначале компас представлял собой намагниченную иглу на куске дерева, плавающего в сосуде с водой, то вскоре сосуд стали закрывать стеклом, чтобы защитить поплавок от ветра. В последующие триста лет компас неоднократно усовершенствовался. В ХIV в. магнитную стрелку разместили на острие в середине бумажного круга, названного катушкой. Позже итальянец Флавио Джулио предложил разметить катушку, поделить ее на 16 частей (румбов). Позже компас начали устанавливать на кардановый подвес для уменьшения воздействия качки. Однако кроме показаний компаса для определения местоположения необходимо было также знать скорость, путь, пройденный судном за определенное время. Измерение скорости производилось с помощью нехитрого измерителя скорости - лага.

В древности в этом качестве использовался ручной лаг, который и сегодня используется на небольших судах. Это доска треугольной формы с привязанной к ней веревкой (линем) и грузом. На лине на одинаковом расстоянии друг от друга завязаны узлы. Доску выбрасывали за корму и пересчитывали количество узлов, ушедших за борт за определенное время (обычно 15 секунд или 1 минуту). Отсюда пошло измерение скорости судна в узлах. Один узел равен одной морской миле в час. С помощью компаса и лага можно было приблизительно вычислить положение судна и нанести его на карту, которая также не отличалась достоверностью и точностью. Не учитывался и снос судна из-за течения и ветра. Ошибки в определении места могли достигать десятков и сотен миль.Магнитное поле Земли

Такими неточными данными пользовался и Христофор Колумб для определения положения своей флотилии по пути "в Индию" (1492г.). Приведем выдержку из его путевого дневника о плавании: "Вторник, 9 октября. Плыли к юго-западу, прошли 5 лиг. Ветер переменился, и приняли направление на запад, четверть к северо-западу, и так прошли еще 4 лиги. Всего за день прошли 11 лиг". (1 лига соответствовала примерно трем морским милям). Понятно, что пройденный путь, вычисленный по показаниям компаса и лага, был приблизительным способом определения местоположения на море. Необходимость точного определения координат стала насущной необходимостью для мореплавания.

ДОЛГОТА И ШИРОТА – ЭТИ ТЕРМИНЫ НАМ ЗНАКОМЫ С ДЕТСТВА из приключенческих морских романов. И сегодня географические координаты - широта и долгота - служат человеку, позволяя точно определять положение любой точки на земной поверхности. Широта используется для установки расположения объекта относительно полюсов. Если представить земной шар в виде гигантского арбуза и разрезать его поперек пополам, мы получим два полушария. Верхнее полушарие применительно к земле – это северное полушарие с вершиной – Северным полюсом. Нижнее - южное, с Южным полюсом. Воображаемая линия среза, делящая наш арбуз (земной шар пополам), – экватор. Он имеет нулевую широту, а по обе стороны от него тянутся параллели – аналогичные воображаемые линии условных поперечных срезов, пересекающие планету через одинаковые промежутки.

К северу от экватора находятся северные широты, к югу - южные. Расстояние между параллелями принято измерять в градусах, что позволяет более точно установить положение объекта. Широты к северу от экватора - точки, лежащие в Северном полушарии, имеют положительную широту, а расположенные в Южном полушарии – отрицательную. Северный полюс лежит на широте +90 град., Южный – -90 град. Каждый градус делят на 60 минут, а минуты – на 60 секунд. Однако, чтобы выяснить расположение объекта, недостаточно знать это место на земном шаре относительно юга или севера.

Китайский компасПомимо широты для определения местоположения необходимо знать и долготу, устанавливающую положение точки относительно востока и запада. Если в случае с широтой за основу берется экватор, то долгота рассчитывается от нулевого Гринвичского меридиана - гипотетической линии, проходящей от Северного к Южному полюсу через лондонский район Гринвич. По правую и левую сторону от Гринвичского меридиана параллельно ему, как дольки апельсина, располагаются меридианы, которые встречаются друг с другом на полюсах. Положительной принято считать восточную долготу, отрицательной – западную. Как и в широте, в долготе предусмотрено 360 градусов, разделяющихся на секунды и минуты.

К востоку от Гринвича располагается Евразия, по направлению к западу – Южная и Северная Америки. Именно широта и долгота помогают отыскать объект в любой точке Земли. Широту умели определять по величине максимального подъема Солнца еще древние греки. А вот долготу определить было сложнее. В 1567 г. король Филипп II обещал щедрую награду тому, кто научит испанских моряков быстро и точно определять долготу в океане. Не меньшую награду за подобное открытие сулили Португалия, Венеция, Голландия и Великобритания. В чем состояла главная трудность в определении долготы?

Широта данной точки на земной поверхности — это расстояние от нее до одного из полюсов Земли. Долгота же определяет отдаление той же точки на запад или восток от условного пункта. Способами определения долготы занимались на протяжении десятилетий многие известные ученые, в том числе и Галилео Галилей, предложивший метод вычисления долготы на основании положения спутников Юпитера. Однако этот и другие астрономические методы практического применения не нашли ввиду проблем проведения подобных астрономических наблюдений в открытом море.Старинный компас

В НАЧАЛЕ ХVI в. ИСПАНЕЦ САНТО КРУС ПРЕДЛОЖИЛ ПРОСТОЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ географических координат корабля в море: взяв за точку отсчета какое-либо место на Земле (сейчас такой точкой, как уже было сказано, считается Гринвич) и имея очень точные часы, вести расчеты, принимая во внимание время в Гринвиче и местное время. Однако необходимы были точные часы, способные работать в специфических условиях качки, перепадов температуры, давления, влажности и разной на разных широтах силы тяжести. Только в 1759 г. англичанин Джон Гаррисон - часовой мастер-самоучка, решил эту задачу, изготовив очень точные часы-хронометр.

Хронометры Гаррисона прекрасно работали на кораблях в условиях качки, высокой влажности и резких изменений температуры. Для испытания на хронометре установили точное лондонское время и отправили в плавание на судне на Ямайку. За 160 дней путешествия расхождение составило всего несколько секунд. Теперь, если на корабле имелся хронометр Гаррисона с установленным на нем гринвичским временем, определение долготы становилось очень простым. Стоило только заметить, сколько времени показывал хронометр, например, в полдень. Разность корабельного и гринвичского времени оказывалась расстоянием (в градусах) от корабля до Гринвича. Например, если хронометр в полдень показывал полночь, корабль находился в точке, отстоящей от Гринвича на 180 градусов.

Сегодня морская навигация использует другие - космические и электронные - технологии позиционирования.

P.S. Кстати, автора при необходимости можно легко найти в точке с географическими координатами 40o12’ 11.03’’ N, 44o 29’15.31’’ E.

Опубликовано в Техника
Прочитано 112 раз
Оцените материал
(1 Голосовать)

Похожие материалы (по тегу)

Оставить комментарий

Убедитесь, что вы вводите (*) необходимую информацию, где нужно
HTML-коды запрещены

Наверх