|
Иллюстрация к статье на тему "Мореходная астрономия". Статьи для написания рефератов, курсовых работ, научные статьи, биографии, очерки, аннотации, описания.
Мореходная астрономия - — есть тот отдел практической астрономии, в котором излагаются способы определения места корабля на море и поправки компаса помощью астрономических наблюдений. Место корабля на море определяется его широтой и долготой, считаемой от какого-нибудь меридиана, за каковой у нас на флоте принят Гринвичский, значит, задача М астрономии есть определение широты и долготы корабля. В астрономии вообще существует два рода производства наблюдений для определения географического места, именно наблюдение "прохождений" светил через меридиан или первый вертикаль и наблюдение "высот". На море наблюдение прохождений невозможно, почему и могут быть применяемы только приемы, основанные на наблюдении высот до видимого горизонта, причем ввиду трудности наблюдать звезды пользуются главным образом солнцем. Способы определения широты на море были известны и применялись уже древними мореплавателями, пользовавшимися как солнцем, так и Полярной звездой; для получения широты места достаточно знать меридиональную высоту солнца и его склонение; первая получается из наблюдений, второе дается в астрономических таблицах. Для измерения высот на море, начиная с XV в., употреблялся град-шток, пока в 1731 г. Галлей не изобрел октант или секстан, который в течение XVIII в. вошел во всеобщее употребление мореплавателей (см. Угломерные инструменты). Для определения долготы места надо найти разность местного времени и времени в Гринвиче в тот же момент. Местное время может быть определено по известной широте и наблюденной высоте светила; наибольшую трудность представляло определение соответствующего времени в Гринвиче или вообще на первом меридиане, и можно сказать, что до XVIII в. не было способов, применимых с удобством на море для определения долготы. В 1714 г. английский парламент на основании доклада Ньютона, в котором указывались все трудности задачи об определении долготы на море, издал указ, назначавший премию в 10000 т. фн. автору способа определения долготы с точностью до 1°, в 15000 фн., если эта точность будет доведена до 40' и в 20000 фн., если точность определения долготы будет до 30'; вместе с тем был учрежден и комитет, обязанный рассматривать делаемые ему по сему поводу предложения и имевший право требовать от адмиралтейства сумму до 2000 фн. на испытания тех предложений, который, по мнению комитета, того заслуживают. Англичанин Джон Гарриссон, бывший сперва плотником в Ливерпуле, переселился в Лондон и занялся с необыкновенною настойчивостью и талантом усовершенствованием часовых механизмов. В 1726 г. он изобрел компенсацию маятника у стенных часов, и уже в 1735 г. он испытал на небольшом судне первый из построенных им хронометров; эти испытания показали ему, что он находится на верном пути. Постепенно совершенствуя устройство своих механизмов, Гарриссон в 1760 г. представил свои часы в вышеупомянутый комитет, который и постановил подвергнуть их испытаниям на море, и 18 ноября 1761 г. на корабле "Deptfort" сын Гарриссона, Вильям, был отправлен с хронометром на о-в Ямайку. По приходе в Кингстон после 75-девного плавания по этому хронометру была определена долгота Кингстона в 5 ч. 2 м. 46 с., что отличалось лишь на 5 с. от долготы этого пункта, определенной в 1743 г. по прохождению Меркурия через диск солнца. Из Кингстона В. Гарриссон отправился в Англию на небольшом бриге, и, несмотря на выдержанные во время перехода штормы, оказалось по сличении в Портсмуте, что по прошествии 161 дня хронометр Гарриссона имел погрешность в 1 м. 5 с., что соответствует 16' ошибки в долготе. После нового шестинедельного испытания Гарриссону была выдана премия в 5000 фн. После этого от него потребовали, чтобы он ознакомил комиссию с механизмом своих часов и изготовил несколько таковых. Гарриссон-сын снова был отправлен с хронометрами в Америку, и в 1764 г. было уплачено еще 5000 фн., и, наконец, в 1765 г. были выданы 75-летнему Джону Гарриссону и остальные 10000 фн. обещанной и столь заслуженной им премии. Тем же актом парламента было назначено 3000 фн. знаменитому Эйлеру и такая же сумма наследникам Тобиаса Мейера за составление теории и более точных таблиц движения Луны, нежели были до того времени. Эта награда была выдана на том основании, что благодаря удобству и точности наблюдения углов секстаном начал входить в практику способ определения долготы по лунным расстояниям. Идея этого способа состоит в следующем: Луна собственным движением проходит в сутки около 13°, поэтому угловые расстояния ее до Солнца, звезд и планет меняются достаточно быстро для того, чтобы служить для определения времени, если только составлены точные таблицы ее движения, так как тогда стоит только сличить наблюденное в какой-нибудь момент угловое расстояние Луны, напр. до Солнца, с показанным в таблицах, чтобы найти и соответствующее ему время в Гринвиче. Видимое расстояние Луны до Солнца или звезды изменяется приблизительно на 1/2° в час, значит, ошибка в этом расстоянии на 1 дает ошибку в долготе на 2 мин. во времени, т. е. на 1/2°, отсюда и видно, что пока не был изобретен секстан, давший возможность измерять углы на море с точностью до 20" — 30", не могло быть и речи об успешном применении способа лунных расстояний, так как град-шток давал ошибки до 1/4°, что в широте и давало ошибку в 15', а при этом способе в долготе дало бы ошибку на 1/2 часа, или 7 1/2°. Отсюда ясно, что при употреблении секстана весь успех способа зависел от точности лунных таблиц, поэтому-то английский парламент и оценил труды Эйлера и Мейера. Впервые на море этот способ был применен франц. астрономом Лакайлем в 1751 г., во время его путешествия на мыс Доброй Надежды; чтобы сделать этот способ доступным и морякам, Лакайль предложил показывать в "Connaissance de Temps", издававшихся тогда парижской обсерваторией, вычисленные расстояния Луны до Солнца и ярких, удобных для наблюдения звезд в моменты среднего парижского полдня и полночи; впоследствии стали давать эти расстояния через каждые три часа. Маскелин, занявший после Брадлэя место королевского астронома, в 1761 г., во время путешествия на о-в Св. Елены для наблюдения прохождения Венеры через диск солнца, имел случай оценить значение и применять способ лунных расстояний (см. Луна). По его настоянию с 1767 г. начато издание знаменитого "Nautical Almanac"'a, издаваемого теперь за пять лет вперед, и в его же книге "British Manners Guide" подробно изложен способ лунных расстояний. В "Almanac"'е или в "Connaissance des Temps" показываются через каждые три часа гринвичского или парижского времени вычисленные истинные расстояния Луны до солнца или звезд, т. е. каковыми эти угловые расстояния усматривались бы из центра земли, но из наблюдений может быть получено только видимое расстояние, т. е. как оно усматривается с поверхности земли, и значит, измененное влиянием рефракции и парадакса. Для того, чтобы по видимому расстоянию рассчитать истинное, предложено множество способов, из которых в астрономии Лаланда приведено 18, что не помешало ему предложить еще от себя 19-й. Лучшим примером того значения, которое придавалось способу определения долготы по лунным расстояниям, служат изданные в 1772 г. по постановлению английской комиссии долгот таблицы поправок для приведения видимых лунных расстояний в истинные. Эти таблицы расположены по трем аргументам (видимое расстояние, высота Луны и высота звезды или Солнца), а так как расстояния даны от 10° до 120°, высоты Луны от 5° до 85° и высоты звезды от 5° до 75°, то в таблицах заключаются более 500000 вычисленных поправок и эти таблицы представляют собою огромный том формата малое in-folio в 1500 страниц мелкого шрифта, но постепенное удешевление и усовершенствование хронометров заставило в настоящее время лишь в редких случаях прибегать к лунным расстояниям, так что этот громадный труд теперь почти совсем забыт. Для измерения высот светил на море пользуются теперь исключительно отражательными угломерными инструментами, т. е. секстаном и реже кругом Пистора, причем высоту приходится брать до видимого горизонта. Делалось много попыток, чтобы и на море пользоваться искусственными горизонтами, но из всех этих попыток только жироскоп-коллиматор Флерие, изобретенный в 1885 г., дает удовлетворительные результаты.
|