Как первые моряки пользовались звездными картами. Определение географической долготы в древности. С точностью до секунды
Определение географической долготы в древности.
Или почему в сутках 24 часа?
А действительно, почему в сутках 24 часа, а не 20 или 30? Ну могло бы быть и 25 для удобства счета. По этому поводу есть много рассуждений и объяснений. Вот еще одна версия.
Начнем с конкретных вопросов. Кому, да с такой точностью было надо разделить сутки на столь малые и ровные отрезки в чуть ли не доисторические времена? Деления суток на день и ночь или более подробное деление суток на день, вечер, ночь и утро не хватало что-ли? Для всех хватало. В русском языке есть еще понятия полночь, заполночь, под утро, рассвет, закат, полдень, что еще больше расширяло разделение времени суток на меньшие отрезки времени. Подобное разделение суток на более мелкие отрезки времени суток, пусть и на разные по продолжительности, есть практически во всех языках и у всех народов. К примеру, договорившиеся о встрече любовники, в те времена, уже довольно точно знали когда приходить на встречу и сколько ожидать запоздавшего партнера придется по максимуму. Ответ достаточно прост, сутки на 24 часа разделили те кому это было необходимо по профессиональной надобности. И лишь много позже это профессиональное деление суток стало обычным и привычным для всего остального населения.
Так кто же эти профи разделившие сутки на 24 часа? Это моряки из далекой древности. Именно они придумали разделить сутки на 24 часа, но по порядку. Для определения своего место нахождения морякам нужна была привязка к каким-то глобальным ориентирам в пространстве и времени. Всем известно, что планета Земля выглядит как шар. Этот шарик крутится вокруг своей оси и еще движется вокруг Солнца. Земля совершает один оборот в сутки вокруг своей оси и за год совершает оборот вокруг Солнца. Если очень упрощенно, то будем считать, что Солнце «висит» строго над Экватором, а ось (или полюса) Земли находятся под прямым углом к линии Земля-Солнце. Еще в древности было замечено, что северный полюс (или ось) Земли смотрит на Полярную звезду в созвездии Малая Медведица, а южный полюс направлен в созвездие Южный Крест. Для удобства земной шарик разделили на Северное полушарие и на Южное. Ночью в северном полушарии по Полярной звезде можно определить где находится Север, а в южном по созвездию Южный Крест находят Юг. Встав лицом на Север, можно определить где будут и другие стороны света. За спиной будет Юг, правое плечо укажет на Восток, левое плечо укажет Запад. Самым древним навигационным прибором стал магнитный Компас. По компасу в любое время суток и при любой погоде можно определить стороны света.
На суше путник уйдя на Запад, например, знает, что возвращаться ему надо двигаясь на Восток. В море моряк может отплыть на тот же Запад от какого-то островка, но ветры, течения и прочие факторы занесут его неизвестно куда и если остров не виден, то в какую сторону надо направить свое суденышко чтобы вернуться на тот же остров? Тут знаний лишь сторон света уже недостаточно. Верное направление лишь одно, все остальные стороны уведут моряка прочь от родного острова.
Вернемся снова к упрощенной модели Земля-Солнце. На Земле есть очень удобное место, это Экватор. На Экваторе Солнце в полдень, находящееся в Зените (в самой верхней точке), должно светить прямо над головой и если сойти с экватора на северную сторону, то Солнце будет светить уже с Юга. Если перейти на южную сторону, то Солнце будет светить уже с северной стороны. Сойдя с Экватора достаточно просто определить в какую сторону пойти чтоб вернуться на линию Экватора. На нашей модели можно также увидеть, что двигаясь от Экватора, например к Северному Полюсу, Солнце постепенно будет смещаться из Зенита к Югу и на Полюсе будет светить на самом краю горизонта. Стоя на полюсе можно увидеть не заходящее за горизонт Солнце, передвигаясь над самым горизонтом оно будет светить круглыми сутками.
Кстати, зная под каким углом к горизонту было Солнце в Зените над родным островом (вчера, позавчера) можно довольно точно определить на юг или север унесло судно за время плавания. Соответственно если Солнце поднялось в полдень выше чем над родным островом, то остров где-то на Юге. Если Солнце ниже положенного, то остров где-то на Севере.
Тут надо сделать пояснение и внести дополнение. Попробуем посмотреть как меняется длина тени от Солнца в течении дня. Для этого на ровной площадке воткнем в землю палку и будем отмечать ближе к полудню конец тени от палки. Например, маленькими колышками. Лучше начать отмечать длину тени не позднее половины одиннадцатого. Самая короткая тень от палки и укажет на Истинный полдень. Проведя этот эксперимент вы убедитесь, что Истинный (или Астрономический) полдень в данной местности совсем не совпадает с полднем по часам или двенадцатью часами дня Местного времени. Заодно узнаете угол возвышения Солнца над горизонтом в вашей местности в Истинный, только для вашей местности Полдень. Угол земля-конец палки-колышек можно измерить. Это будет угол Широты вашей местности. Теперь давайте нарисуем окружность и отметим на окружности Экватор. Далее разделим окружность от Экватора к полюсам на 90 градусов от центра окружности. Нанесем на окружности метки с шагом в 10-15 градусов. Где нулевой градус будет Экватор, а 90 градусов Северный или Южный полюса. Заодно отметьте угол широты вашей местности и посмотрите где вы находитесь на модели Земного шара. Самая большая широта на Экваторе. Остальные широты параллельными линиями опоясывают весь Земной шар, поэтому широты еще называют параллелями. Как бы разрезая весь шарик на постепенно уменьшающиеся по диаметру дольки. Зная свою широту можно перейти на широту или параллель острова, но тут возникнет новая проблема, куда плыть на Восток или на Запад чтобы найти остров. Для этого надо еще узнать Долготу острова.
Что такое Долгота? Представьте себе очищенный апельсин. Дольки этого апельсина от одного полюса через Экватор до другого полюса и будут линиями Долготы или Меридианами. Вся планета разделена на 360 градусов по окружности Экватора. Есть нулевая долгота или нулевой меридиан, Гринвичский. От нулевого меридиана долгота идет и на Запад, это будут Западные долготЫ, и на Восток. Там соответственно будут Восточные долготЫ. Максимальная долгота хоть на Востоке, хоть на Западе будет равна 360:2 =180 градусов. На 180 градусе долготы начинается отсчет времени на всем Земном шаре. Именно на 180 долготе начинается новый день или новые сутки. Но отсчет долгот идет с нулевого меридиана. И когда определяют место какой-то точки на планете говорят: Столько-то градусов Южной (или Северной) широты. Это значит на Юг или Север от Экватора. И столько-то градусов Восточный (или Западной) долготы. Соответственно на Восток или Запад от Гринвичского меридиана. При обозначении могут указать на такой-то параллели и на таком-то меридиане, что одно и тоже. Но всегда указывается сначала широта (параллель) и лишь потом указывается долгота (меридиан). Для примера:
Координаты Москвы Широта: 55°45;07; с.ш. Долгота: 37°36;56; в.д. Высота над уровнем моря: 144 м
Координаты моей Казани Широта: 55°47;19; с.ш.
Долгота: 49°07;19; в.д.
Высота над уровнем моря: 61 м
Координаты Парижа 48° 51’ 12" (48° 51’ 20) северной широты
2° 20’ 55" (2° 20’ 92) восточной долготы
Высота над уровнем моря 40;60 м
Если 360 градусов разделить на 24 часа, это время вращения Земли за одни сутки, то получится 15 градусов на час. Зная Долготу в какой-то точке на планете можно определить отставание или опережение времени от времени Нулевого меридиана. И наоборот, зная разницу во времени от времени Нулевого меридиана можно определить Местную Долготу. Например, как это делается сегодня?
Включаем приемник и по звуковому сигналу сверяем свои часы со Всемирным временем. По приемнику звучат сигналы времени местной столицы. В России это Москва. Московское время (МСК) отличается от Всемирного времени (по Гринвичу) на плюс 2 часа. Потом по Всемирному времени и Астрономическому полдню в конкретном месте своего места нахождения определяем разницу по времени и по этой разнице определяем долготу своего местонахождения. Как вы помните Широту можно определить прям на месте и в итоге получаем Координаты своего местонахождения. Можно еще определить координаты с помощью навигаторов. Не спорю, что быстрее и проще. Но не так точно. С помощью обычного приемника определяют координаты с точностью до 20 сантиметров.
В Эпоху Исторических Открытий (это 15-19 века) радиоприемников, навигаторов и даже радиовещания не было. Корабли уплывали на годы без всякой связи со своим начальством. Для определения точного времени мореплаватели возили с собой целую кучу очень точных часов «Хронометров». Естественно даже самые точные часы могут слегка спешить или отставать, поэтому и брали сразу несколько хронометров чтобы по среднеарифметическому времени вычислить более-менее точное время и тогда можно было наносить на карты сравнительно точные Координаты открытых земель и узнать свое местонахождение.
Есть маленькая неувязка в выше рассказанном. А что до этого никто и никуда не плавал? В смысле, что пока не утвердили 24 часа в сутках, Всемирное время, Нулевой или Гринвичский меридиан, не изобрели высокоточные часы и достаточно надежные мореходные корабли, плавали только вдоль побережий «в виду видимости Земли» и жители островов в океанах дальше чем «по колено в воде» от своего острова не отходили? Тогда как эти островитяне на свои острова попали и как рыбаки на своих судах находили обратную дорогу к своим островам? Мало того еще до изобретения всех выше описанных новинок уже существовали подробные карты планеты с материками и островами, даже с теми что заново открыли намного позже изобретения хронометров и Всемирного Времени. Звучит неправдоподобно, но это было. Значит и до того были какие-то надежные способы определения координат без сказок нынешних ученых «О береговых лоциях для дальнего плавания». Нужны примеры? Да сколь угодно.
Поморы с Русского Севера через Белое море ходили на кочах к островам архипелага Шпицберген. А оттуда материковые земли не видно, но это не мешало поморам возвращаться обратно. На островах Океании местные рыбаки на своих утлых пирогах могли неделями плыть к нужному острову и точно также возвращаться к своей семье обратно. Но умные ученые ссылаются как на образец мореплавателя далеких времен на некого морехода Одиссея, что скитался по Средиземному морю 25 лет, пока не нашел свой родной остров. За это время Одиссей постарел, его жена чуть замуж не вышла, сын вырос… Вот ведь как прославленный герой торопился домой с войны на соседнем острове. Что интересно, на ту войну союзники со всего Средиземноморья собрались в один миг, никто не опоздал к запланированной битве на двадцать пять лет по причине незнания дороги. Наверное спутникам Одиссея и ему самому на войне память отшибли, потому так долго и возвращались.
Существует версия, что древние мореплаватели как-то ориентировались по звездам. Версия красивая, но как конкретно ориентировались никто не знает. По моей версии древние мореплаватели ориентировались по Луне. Известно, что Луна совершает один оборот вокруг Земли за 28 суток. Следовательно за сутки Луна проходит 360 градусов: 28=12,857 градусов. Теперь разделим 12,857 градусов на градусный размер Луны (0,53) получаем 24,258 диаметров Луны. Вот те самые 24 часа или отрезка времени, которые Луна проходит за сутки по небосводу. Звезды на небосводе также движутся навстречу Луне со скоростью 30 градусов в месяц, но это движение можно учесть и найти для Луны ориентир места где эта Луна должна быть завтра или через неделю, месяц. Суть определения долготы по Луне в следующем: На неподвижной в пространстве площадке Луна на следующие сутки в то же время передвинется на 24 диаметра. Если мы за сутки переместимся на восток (или запад) на 1000 километров, то Луна соответственно не дойдет на один диаметр (или перейдет лишний диаметр), что отметить не сложно.Само собой подобный способ определения долготы пригоден на любом удалении точки определения по широте, хоть на другом краю планеты. Чем ближе к полярным областям, тем точнее будут измерения. У поморов севера был самодельный прибор «солнечный компас Матка», так вот по этому прибору поморы запросто могли БЫ определять и широту, и долготу. А также составлять подробные карты и побережий и островов. Есть предположения, что Русские поморы заселяли Дальневосточное побережье и земли Восточной Сибири еще до Рождества Христова. То есть Северным морским путем добирались до Тихого океана и знали как по суху добраться обратно.
Какими самодельными приборами или даже, возможно, просто на пальцах определяли широту и долготу жители Океании мне не известно, но вряд ли это было очень сложно и заумно. Главное это все-таки было!
Любая техническая задачка имеет множество решений. Надо лишь найти самое выгодное или простое.
Был бы очень признателен если мои рассуждения по определению долготы по Луне просчитали и довели до практического применения профи от Астрономии или другие специалисты знакомые физикой движения астрономических тел. Соавторство обещаю.
«
Р
адостно парус напряг Одиссей и,
попутному ветру вверившись, поплыл...»
Гомер, «Одиссея
»
Н о вот только ли ветру? Известно, что древние мореплаватели преодолевали огромные расстояния, хорошо ориентируясь в море. Как же прокладывали они курс — без навигационных приборов, без компаса?..
Д алее других уже во II тысячелетии до нашей эры плавали моряки острова Крит и финикийцы. Основными ориентирами для них служили берега.
Но, даже оставаясь вне их видимости, опытные кормчие не терялись. Главным путеводителем были звезды. Ориентировались также по цвету воды и её солености. Чтобы узнать о расстоянии до земли, выпускали птиц, наблюдая за направлением их движения.
Немаловажным для опытного морехода было знание течений. Секреты навигации передавались из поколения в поколение и редко становились известны более широкому кругу людей.
Специфика морской профессии уже четыре тысячи лет тому выделила целую прослойку привилегированных граждан общества. Это были мореходы, часто совмещавшие функции управления судном с умением торговать. Но, как бы ни были высоки знания античных капитанов, в целом плавания были делом рискованным, опасным для жизни.
Недаром скифский мудрец Анахарсис, узнав, что толщина борта судна, на котором ему предстоит плыть, составляет всего два пальца, сказал: «На столько же мы отстоим от смерти». Это была сущая правда. Мало кому удавалось выжить после морских крушений в те далекие времена. Самую большую опасность таило в себе изменение курса судна.
В безлунную ночь малейшая перемена погоды уводила корабль далеко от намеченного пути. Между островами и в узкостях, которыми изобилует Средиземное море, это могло привести к гибели...
Так продолжалось вплоть до Средневековья, пока...
Н есколько лет тому назад я оказался в небольшом итальянском городке Амальфи, лежащем на побережье полуострова Сорренто.
Предшествовали этому прохождение Мессинского пролива, того страшного места, где чудовища Скилла и Харибда, олицетворения подводных скал и водоворотов, поглотили корабль Одиссея, и стоянка на побережье острова-вулкана Стромболи.
И, хотя на нашей лодке имелись компас и радиосвязь, опасность плавания была реально ощутима, а ведь со времен Одиссея прошло больше, чем три тысячи лет...
Сегодня в Амальфи проживает чуть более десяти тысяч человек. В зимний период вся жизнь замирает, и, как шутят сами амальфийцы, встречаются они только на богослужении в соборе. Но так было не всегда...
Амальфи первым из городов Италии вкусил радость демократии. В 839 году здесь было объявлено республиканское правление. Тогда население города составляло более 50 тысяч человек! В этот период Амальфийская республика, а затем герцогство занимает господствующее положение в средиземноморской торговле.
Основные торговые операции велись на крупнотоннажных судах — нефах, которые везли грузы в страны Востока. Упадок Амальфи начался после поражения в войне с другой итальянской республикой, Пизой, в 1137 — 1139 годах. Слава торгового центра померкла, но нам в наследство остались несколько прекрасных памятников средневекового зодчества* и удивительная легенда.
Легенда эта связана с именем Флавио Джойя. Считается, что амальфиец Джойя был изобретателем первого европейского компаса, прибора, столь необходимого морякам. Произошло это около 1300 года. В Амальфи ему установлен памятник. С высокого постамента смотрит на нас солидный ученый муж...
Однако, как это ни грустно, никакие прямые и косвенные данные не указывают нам на то, что амальфиец Флавио Джойя был реальной, а не вымышленной личностью. Когда же, кем и где был создан удивительный прибор, позволивший увереннее плавать по морям? Споры о родине компаса не утихают уже много лет.
Некоторые исследователи считают, что магнитная стрелка была знакома еще древним египтянам и вавилонянам, ацтекам, инкам и т. д., — иначе, мол, как бы они смогли так точно сориентировать по сторонам света свои мегалитические сооружения, пирамиды, храмы и дворцы?..
Но ведь известно, что характерные для этих культур постоянные наблюдения за восходом и заходом солнца, за звездами позволяют получить точные астрономические ориентиры для архитектурных сооружений. Другое дело — корабль, блуждающий по воле ветра и волн в ненастье, когда не видно ни солнца, ни звезд...
Прототип компаса могли создать иллюзионисты, использовавшие для своих представлений «магнитные камни», куски намагниченной руды. Насыпая железные опилки в не намагничиваемый сосуд, они водили под его днищем магнитом, заставляя частицы железа выстраиваться по силовым линиям. Уважаемые читатели делали это в юности на уроках физики, изучая раздел «Магнетизм».
Римский поэт Тит Лукрецкий Кар в поэме «О природе вещей» писал: «Видеть случалося мне, как прыгают в медном сосуде самофракийские** кольца с железа опилками вместе, бурно бушуя, когда под сосудом камень магнитный».
Север — Юг
Н о ведь между фокусом с железными опилками и намагниченной стрелкой компаса — целая пропасть.
Возможно, какому-нибудь «чародею» пришла в голову идея положить металлические предметы (опилки, кольца, иглы, монеты и т. д.) на деревянный или пробковый брусок и опустить это сооружение в воду. Проводя теперь магнитом под днищем сосуда, можно было добиться еще более эффектного трюка: плавающие предметы повинуются магниту!..
А теперь представьте себе удивление нашего «мага», когда, убрав магнит из-под сосуда, он обнаружил, что поплавок с железным грузом стремится занять определенное положение. Деревяшка держится точно на линии Север — Юг!.. Так развлечение или демонстрация «колдовства» могли привести к одному из величайших открытий древности...
Впрочем, авторитетные учёные считают, что на судах могли обойтись без фокусников. Там, где много парусов, много игл для ремонта. Могли быть среди них и намагниченные — допустим, от соприкосновения с грузом железной руды. Став магнитными, иглы начинали притягивать к себе другие мелкие железные предметы.
Возможно, такая игла благодаря чьей-то расторопной руке пустилась в плавание в тазу или горшке, стремясь занять положение Север — Юг. Кто в детстве не пытался повторить старинный опыт, доказывающий, что иголка может плавать?..
Могли ли быть другие причины, подтолкнувшие человечество к изобретению путеводного прибора? Безусловно. Но так давно, что назвать с точностью место и время события невозможно. Хотя...
Без сомнения, ближе всех к созданию компаса были китайцы. Жившие в средневековье миссионеры-иезуиты тщательно изучали историю Поднебесной. Собираемые ими материалы в Европе часто публиковали, к радости любознательной публики. Так, в 1666 году в Париже вышел в свет труд иезуита Мартини «Книга путешествий», где значилось следующее: «Магнитный компас в Китае, называемый «чи нан», был известен с незапамятных времён».
Доказательство приводимых слов — китайская хроника II века до н. э. Императорский летописец Сыма Цянь сообщает, что ещё в 1110 г. до н. э. ко двору прибыли послы южной страны, вручив дорогие подарки. По придворному этикету, были подготовлены ответные подарки императора государю Юга.
Среди них находилось пять лёгких двухколёсных повозок, которые назывались «Чи-на-че», или «южными повозками», так как они имели прибор, показывавший во время движения на Юг. После торжественного приёма послы отправились домой и с помощью повозок быстрее добрались в свои земли. Не правда ли, похоже на компас?..
Южные повозки
Л етописец, живший ещё раньше, в IV веке до н. э., приводит сведения о том, что «южные повозки» существовали ни много, ни мало, — в 2634 году до н. э.
Благодаря им удалось настичь и заковать в цепи главаря мятежников Че Еу. Он бежал с поля боя в густом тумане, но повозки привели императора к беглецу...
К сороковым годам прошлого столетия китайские ученые доказали, что «южные повозки» ориентировал специальный механизм, получивший название «механического компаса». Сегодня многие китайские музеи украшены реконструкциями этих повозок.
«Чи-на-че» имеют впереди, на облучке, искусно вырезанную из нефрита фигурку человека с вытянутой вперед правой рукой. Как бы ни поворачивалась повозка, фигурка своей вытянутой рукой показывает на юг. Но это не магнит: указатель выставляли в определенном направлении, и специальная система рычагов удерживала его...
Пошли ли древние китайские изобретатели еще дальше, точно неизвестно, но один косвенный факт говорит о том, что Китай мог быть родиной и магнитного компаса.
Этот факт — наличие у китайцев ещё с I тыс. до н. э. больших военных флотов. Китайские мореходы осуществляли дальние походы как вдоль побережья, так и вне зоны видимости, достигая берегов Малаккского полуострова, о. Борнео, Филиппинских островов. А это сотни и тысячи миль водных пространств...
Скептики, безусловно, могут возразить. Например, полинезийские мореходы по известным им одним приметам проходили тысячи миль на своих пирогах по водам Тихого океана. А ведь у них не было ни компаса, ни карты!
Искусство таких мореплавателей продолжает поражать и сегодня. Не так давно, воскрешая опыт предков, шестнадцать молодых полинезийцев на пироге «Окулеа» прошли за 33 дня несколько тысяч морских миль, проплыв с о. Гаити на о. Таити.
Капитаном у них был 50- летний малаец, хранивший древние секреты хождения по морям без приборов. Но одно дело — отдельные «посвященные» навигаторы, и совсем другое — флотоводцы, управляющие сотнями кораблей. Походы огромных флотов не могут зависеть ни от личности «знатока» прадедовских тайн, ни от звезд. Проложить общий курс без приборов невозможно...
Когда же, все-таки, компас, пусть и простейший, действительно появился в Европе? Пожалуй, одно из первых реальных описаний этого прибора мы находим в книге авантюриста и неутомимого путешественника Гюйо из Прованса. Он много путешествовал по Европе и странам Ближнего востока, был членом многих церковных орденов, читай — их шпионом.
Гюйо оставил после себя книгу «Библия Гюйо из Прованса», написанную на рубеже XII и XIII столетий. Вот что он писал: «Моряки… владеют искусством, которое никогда их ещё не обманывало. Они берут камень тёмный и невзрачный, к которому легко тянется железо, и натирают им иглу. Затем втыкают её в щепочку и опускают на воду. И вот игла безошибочно поворачивается острием к звезде.
С Востока на Запад?
Е сли на море опустится черная ночь и не видать ни звезды, ни луны, светлым маяком станет игла: на звезду смотрит игла и точно ведёт морехода».
В те же годы о компасе писали и другие авторы, к примеру, французский поэт Гильом ле Норман, болонский поэт Гвидо Гвиничелли, Готье д" Эспинуа, Генрих фон Кролевиц, кардинал де Витри. Все эти люди бывали на Востоке, как частные лица или как посланники церкви.
К примеру, де Витри видел компас в работе, поскольку не раз плавал в Святую землю и не однажды описывал его в своих трудах «История Иерусалима» и «К искусным в управлении судам».
Он писал: «Как звезда показывает путь в море, так, если её не видно, вы применяете иглу, натертую магнитом; она показывает нам путь в море…»
Неожиданное, словно по волшебству, появление компаса на морских просторах вокруг Европы не столь уж удивительно. Вероятнее всего, европейские мореходы, а вслед за ними поэты и ученые познакомились с ним после начала крестовых походов.
Первый крестовый поход был провозглашён папой Урбаном в 1095 году. С этого времени Запад вплотную сталкивается с Востоком, и не только в военном противостоянии. Враждующие стороны тем или иным способом обмениваются изобретениями, открытиями... Среди них был, очевидно, и компас.
На Востоке к компасу относились благоговейно. В одном старинном трактате, хранящемся в Парижской национальной библиотеке, его создание приписывают иудейскому царю Давиду. Согласно иному преданию, «дом магнитной иглы» изобрел Хидра.
О Хидре пишут: «Когда он вышел на поиски живой воды и вступил в страну мрака и её океан, он направился к одному из полюсов и плыл до тех пор, пока не потерял из виду солнце; как говорят, он нашел верный путь по магниту».
Арабские мореходы знали «дом магнитной иглы» с незапамятных времен, возможно, получив этот прибор после общения с китайцами, которые, как и арабы, с давних времен посещали Индию. Какой же путь проделало столь нужное человечеству изобретение? Китай — Индия — Средний и Бижний Восток — Европа?..
Вполне возможно. Но то, что Флавио Джойя, на ступеньках памятника которому я присел отдохнуть, не был изобретателем компаса, — это уж точно.
Но, может быть, путеводный прибор родился в нескольких местах, в разные эпохи?..
Пожалуй, вернее всего было бы сказать, что компас — плод труда и изобретательности всего человечества.
Любой судоводитель, как в древности, так и сейчас, оказавшись в открытом море вне видимости берегов, прежде всего хочет знать, в каком направлении движется его корабль. Прибор, по которому можно определить курс корабля, хорошо известен - это компас. По свидетельству большинства ученых-историков, магнитная игла - предок современного компаса - появилась примерно три тысячи лет назад. Общение между народами в те времена было затруднено, и, пока чудесный указатель направления дошел до берегов Средиземного моря, миновало немало веков. В результате это изобретение попало в Европу только в начале II тысячелетия н. э., а затем уже широко распространилось.
Едва оказавшись в Европе, прибор претерпел ряд усовершенствований и получил название компас, сыграв огромную роль в развитии цивилизации. Лишь магнитный компас вселил в людей уверенность в море, помог им преодолеть страх перед океанскими просторами. Великие географические открытия были бы просто немыслимы без компаса.
Имени изобретателя компаса история не сохранила. И даже страну, подарившую человечеству этот замечательный прибор, люди науки не могут назвать точно. Одни приписывают его изобретение финикийцам, другие уверяют, что первыми, кто обратил внимание на чудесное свойство магнита устанавливаться в плоскости магнитного меридиана, были китайцы, третьи отдают предпочтение арабам, четвертые упоминают французов, итальянцев, норманнов и даже древних майя, последних - на том основании, что когда-то в Эквадоре был найден магнитный стержень, который (при пылком воображении) можно было посчитать прообразом магнитной стрелки.
Сначала прибор для определения стран света был очень прост: магнитную иглу втыкали в кусочек пробки и опускали в чашку с водой, которую впоследствии стали называть котелком компаса. Иногда вместо пробки брали кусочек тростника или просто вставляли иглу в соломинку. Даже это нехитрое устройство принесло морякам неоценимые удобства, с ним можно было выходить в открытое море и не бояться, что не найдешь дорогу назад к родному берегу. Но морякам-то хотелось большего. Они смутно чувствовали, что чудесная плавающая стрелка, точность показаний которой была, понятно, очень невысо-ка, еще не раскрыла всех своих великолепных возможностей. Да и вода нередко выплескивалась из котелка, бывало, даже вместе со стрелкой. Только в XIII веке появился компас с сухим котелком, а главное - с прикрепленной к стрелке картушкой. Картушка была нехитрым на первый взгляд, но поистине замечательным изобретением: небольшой кружок из немагнитного материала вместе с жестко прикрепленной к нему магнитной стрелкой свободно подвешивается на острие вертикальной иглы. Сверху на картушку наносили четыре главных румба: Норд, Ост, Зюйд и Вест, - да так, чтобы Норд точно совпадал с северным концом стрелки. Дуги между главными румбами делили на несколько равных частей.
Вроде бы ничего особенного? Но до этого старый компас с неподвижной картушкой каждый раз приходилось поворачивать в горизонтальной плоскости до тех пор, пока северный конец стрелки не совпадал с Нордом. Только тогда можно было определить курс, по которому идет судно. Это, конечно, было очень неудобно. Но если картушка сама вращалась вместе со стрелкой и сама устанавливалась в плоскости меридиана, достаточно было лишь мельком взглянуть на нее, чтобы определить любое направление.
И все же, несмотря на вносимые усовершенствования, компас долго оставался достаточно примитивным прибором. В России в XVII - начале XVIII века наиболее искусно его изготавливали поморы в городах и селах нашего Севера. Это была круглая коробочка диаметром 4-5 сантиметра из моржовой кости, которую поморы хранили у пояса в кожаном мешочке. В центре коробочки на костяной шпильке находилась картушка с укрепленными снизу намагниченными металлическими иглами-стрелками. Если компасом (или меткой, как называли его поморы) не пользовались, сверху на него надевали глухую крышку. О подобном приборе написано в Морском уставе Петра I: «Должны компасы добрым мастерством делать и смотреть, чтобы иглы, на чем компас вертится, были остры и крепки и не скоро бы сламывались. Также чтобы проволока (имеется в виду стрелка. - В.Д) на компасе к Норду и Зюйду крепко была натерта магнитом, дабы компас мог быть верным, в чем надлежит крепкое смотрение иметь, ибо в том зависит ход и целость корабля».
В наше время котелок компаса наглухо закрывается толстой стеклянной крышкой, туго прижатой к нему медным кольцом. Сверху на кольцо наносят деления от О до 360° - по часовой стрелке от Норда. Внутри котелка протягивают две черные медные вертикальные проволочки, так чтобы одна из них приходилась точно под 0°, а другая - под 180°. Эти проволочки называются курсовыми чертами.
Компас на корабле устанавливается так, чтобы линия, проведенная между курсовыми чертами, точно совпадала с линией нос - середина кормы (или, как говорят во флоте, с диаметральной плоскостью судна).
О том, кто именно изобрел компас с вращающейся картушкой, история также ответа не дает. Правда, существует распространенная версия, что в 1302 году итальянец Флавио Джойя (по другим источникам, Жиойя) укрепил на магнитной стрелке картушку, разделенную на 32 румба, а стрелку поместил на острие шпильки. Благодарные земляки даже поставили Джойе бронзовый памятник на его родине - в городе Амальфи. Но уж если кому-то действительно стоило бы поставить памятник, так это нашему соотечественнику Петру Перегрину. В его сочинении «Послание о магнитах», датированном 1269 годом и посвященном описанию свойств магнита, содержатся достоверные сведения об усовершенствовании им компаса. Компас этот картушки не имел. На вертикальной шпильке была укреплена магнитная стрелка, а азимутальный круг на верхней части котелка был разделен на четыре части, каждая из которых имела разбивку в градусах от 0 до 90. На азимутальный круг надевался подвижный визир для пеленгования, пользуясь которым можно было определять направления на береговые предметы и на светила, находящиеся невысоко над горизонтом. Визир этот был очень похож на современный пеленгатор, до сих пор исправно служащий флоту.
Прошло примерно полтора века, прежде чем после Перегрина появилось новое изобретение, позволившее еще больше облегчить работу с компасом.
Море очень уж редко бывает спокойным, и любое судно испытывает качку, а она, естественно, отрицательно влияет на работу компаса. Иногда волнение моря бывает настолько сильным, что вообще выводит компас из строя. Поэтому возникла необходимость в приспособлении, которое позволило бы котелку компаса оставаться спокойным при любой качке.
Как и большинство гениальных изобретений, новая подвеска компаса была предельно проста. Котелок компаса, несколько утяжеленный снизу, подвешивался на двух горизонтальных полуосях, опирающихся на кольцо. Это кольцо, в свою очередь, крепилось на двух горизонтальных полуосях, перпендикулярных первым, и подвешивалось внутри второго кольца, неподвижно скрепленного с судном. Таким образом, как бы круто и часто ни наклонялось судно, причем в любую сторону, картушка оставалась всегда горизонтальной. По имени итальянского математика Д. Кардано, предложившего это замечательное устройство, подвес назвали кардановым.
Португальцы же предложили делить картушку компаса на 32 румба. Они остались на картушках морских компасов до нашего времени. Каждый получил свое название, и еще сравнительно недавно, лет пятьдесят назад, можно было застать где-нибудь в кубрике матроса, который зубрил компас с тенями: «Норд Норд тень Ост, Норд Норд Ост, Норд Ост тень Ост, Норд Ост, Норд Ост тень Зюйд» и так далее. Тень в данном случае по-русски означает: в сторону. Сейчас же, хотя все 32 румба остались на многих современных компасах, на них прибавились и деления в градусах (а иногда и в долях градуса). И в наше время, сообщая курс, который надо держать рулевому, предпочитают говорить, например: «Курс 327°!» (вместо прежнего «Норд Вест тень Норд», что, по существу, одно и то же - разница в 1/4° округляется).
С тех пор как в XIX веке магнитный компас обрел свою современную конструкцию, он усовершенствовался очень незначительно. Но зато далеко вперед продвинулось представление о земном магнетизме и о магнетизме вообще. Это обусловило ряд новых открытий и изобретений, которые если собственно компаса и не касаются, то к навигации имеют прямое отношение.
Чем сложнее были задачи, которые ложились на военные и торговые (коммерческие) флоты, тем большие требования к показаниям компасов предъявляли моряки. Точнее стали наблюдения, и вдруг совершенно неожиданно для себя моряки заметили, что главный их помощник, компас, которому они безгранично доверялись столько веков, очень редко дает правильные показания. Любой магнитный компас на два-три градуса, а иногда и намного больше, мягко говоря, привирает. Заметили, что в разных местах Земли ошибки компаса не одинаковы, что с годами в одних точках они увеличиваются, в других - уменьшаются, и что, чем ближе к полюсу, тем больше эти ошибки.
Но в начале XIX века на помощь морякам пришла наука и к его середине справилась с этой бедой. Немецкий ученый Карл Гаусс создал общую теорию земного магнетизма. Были проделаны сотни тысяч точных измерений, и теперь на всех навигационных картах отклонение стрелки компаса от истинного меридиана (так называемое склонение) указано прямо на карте с точностью до четверти градуса. Здесь же указывается, к какому году приведено склонение, знак и величина его годового изменения.
Работы штурманам прибавилось - теперь стало нужно вычислять поправку на изменение склонения. Это было справедливым лишь для средних широт. В высоких же широтах, то есть в областях от 70° северной и южной широт до полюсов, магнитному компасу вообще было верить нельзя. Дело в том, что в этих широтах очень большие аномалии магнитного склонения, так как сказывается близость магнитных полюсов, не совпадающих с географическими. Магнитная стрелка стремится тут занять вертикальное положение. В этом случае и наука не помогает, и компас врет без зазрения совести, а порой начинает и вовсе то и дело менять свои показания. Недаром, собираясь к Северному полюсу на самолетах (1925), знаменитый Амундсен не решился довериться магнитному компасу и придумал специальный прибор, который назвали солнечным указателем курса. В нем точные часы поворачивали маленькое зеркальце вслед за солнцем, и, пока самолет летел над облаками, не отклоняясь от курса, «зайчик» не менял своей позиции.
Но на этом злоключения магнитного компаса не кончились. Судостроение быстро развивалось. В начале XIX века появились пароходы, а вслед за ними и металлические суда. Железные корабли быстро стали вытеснять деревянные, и вдруг... Один за другим при загадочных обстоятельствах утонуло несколько больших пароходов. Разбирая обстоятельства крушения одного из них, на котором погибло около 300 человек, специалисты установили, что причиной аварии были неверные показания магнитных компасов.
В Англии собрались ученые и мореплаватели, чтобы разобраться, что же тут происходит. И пришли к выводу, что корабельное железо столь сильно влияет на компас, что ошибки в его показаниях просто неизбежны. Выступивший на этом собрании доктор богословия Скорсби, бывший когда-то известным капитаном, показал на опыте присутствующим влияние железа на стрелку магнитного компаса и сделал вывод: чем больше масса железа, тем больше она отклоняет стрелку компаса от меридиана. «Мы, - сказал Скорсби, - плаваем по старинке, как на деревянных судах, то есть без учета влияния корабельного железа на компас. Боюсь, что никогда не удастся добиться на стальном судне правильных показаний компаса...» Отклонение стрелки магнитного компаса под влиянием судового железа назвали девиацией.
Противники железного судостроения ободрились. Но и на этот раз наука пришла на помощь магнитному компасу. Ученые нашли способ свести это отклонение к минимуму, разместив рядом с магнитным компасом специальные магниты-уничтожители. Пальма первенства в этом, безусловно, принадлежит капитану Мэтью Флиндерсу, по имени которого и назван первый уничтожитель - флиндерсбар. Их стали размещать в нактоузах рядом с котелком компаса.
Прежде нактоузом называли деревянный ящичек, в который на ночь вместе с фонарем ставили компас. Английские моряки так его и называли: ночной домик - найт хаус. В наше время нактоуз - деревянный четырех- или шестигранный шкафчик, на котором устанавливают котелок компаса. Слева и справа от него на нактоузе находятся массивные железные шары размером с маленькую дыньку. Их можно передвигать и закреплять поближе и подальше от компаса. Внутри шкафчика запрятан целый набор магнитов, которые тоже можно передвигать и закреплять. Изменение взаимного расположения этих шаров и магнитов почти полностью уничтожает девиацию.
Сейчас перед выходом в рейс, когда груз уже погружен и закреплен, на судно поднимается девиатор и в специально отведенном районе моря на ходу часа полтора осуществляет уничтожение девиации. По его командам судно движется разными курсами, а девиатор перемещает шары и магниты, уменьшая влияние судового железа на показания компаса. Уходя с борта, он оставляет маленькую таблицу остаточной девиации, которую штурманам приходится учитывать каждый раз, когда корабль изменяет курс, как поправку на девиацию. Вспомним роман Жюля Верна «Пятнадцатилетний капитан», где негодяй Негоро подложил под нактоуз компаса топор, резко изменив его показания. В результате судно вместо Америки приплыло в Африку.
Необходимость периодически уничтожать и определять остаточную девиацию заставила задумываться над проблемой создания немагнитного компаса. К началу XX столетия были хорошо изучены свойства гироскопа, и на этой основе сконструирован гироскопический компас. Принцип действия гирокомпаса, созданного немецким ученым Аншютцем, состоит в том, что ось быстро вращающегося волчка сохраняет неизменным свое положение в пространстве и может быть установлена по линии север - юг. Современные гирокомпасы заключены в герметически запаянную сферу (гидросферу), которая, в свою очередь, помещена во внешний корпус. Гидросфера плавает во взвешенном состоянии в жидкости. Положение ее регулируется с помощью катушки электромагнитного дутья. Электромотор доводит скорость вращения гироскопов до 20 тысяч оборотов в минуту.
Для обеспечения комфортных условий работы гирокомпас (основной прибор) помещают в самом спокойном месте корабля (поближе к его центру тяжести). С помощью электрокабелей показания гирокомпаса передаются на репитеры, расположенные на крыльях мостика, в центральном посту, в штурманской рубке и других помещениях, где это необходимо.
В наши дни промышленность выпускает различные типы этих приборов. Пользование ими не составляет особых трудностей. Поправки к их показаниям, как правило, инструментальные. Они малы и постоянны. Но сами приборы сложны и требуют для своего обслуживания квалифицированных специалистов. Есть и другие сложности в эксплуатации. Гирокомпас необходимо включать заблаговременно, до выхода в море, чтобы он успел, как говорят моряки, «прийти в меридиан». Что и говорить, гирокомпас обеспечивает несравненно более высокую точность курсоуказания и устойчивость работы в высоких широтах, но авторитет магнитного компаса от этого ничуть не снизился. Боевые действия флота в годы Великой Отечественной войны показали, что на кораблях он по-прежнему необходим. В июле 1943 года в ходе боевой операции гирокомпас на эсминце «Сообразительный» вышел из строя. Штурман перешел на магнитный компас и ночью, в штормовую погоду, вне видимости берегов, пройдя около 180 миль (333 километров), вышел к базе с невязкой 55 кабельтовых (10,2 километров). Участвовавший в той же операции лидер эсминцев «Харьков» в тех же условиях, но с исправным гирокомпасом имел невязку 35 кабельтовых (6,5 километров). В августе того же года из-за пожара на борту вышел из строя гирокомпас на канонерской лодке «Красный Аджаристан». Штурман корабля в ходе боевых действий успешно вел точную прокладку, пользуясь только магнитными компасами.
Вот почему и сегодня даже на самых современных кораблях, оборудованных навигационными комплексами, радиотехническими и космическими системами, имеющими в своем составе несколько курсоуказателей, не зависящих ни от девиации, ни от склонения, обязательно есть магнитный компас.
Но как бы точно мы ни измеряли курс, графически проложить его можно только на карте. Карта представляет собой плоскостную модель земного шара. Моряки используют только специально изготовленные, так называемые навигационные карты, расстояния на которых измеряются в милях. Чтобы понять, как создавались такие карты, придется заглянуть в XV век, в те далекие времена, когда люди только-только научились наносить сушу и море на них и плавать, пользуясь ими. Были, конечно, карты и раньше. Но они были больше похожи на неумелые рисунки, сделанные на глазок, по памяти. Появились и карты, основанные на научных представлениях своего времени, довольно точно изображавшие известные мореплавателям берега и моря. Конечно, и в этих картах было много ошибок, и строились они не так, как строятся карты в наше время, но все же они были подспорьем для моряков, пускавшихся в плавания по морям и океанам.
Это было время, полное противоречий. С одной стороны, «бывалые люди» клятвенно уверяли, что встречали в океане ужасных чудовищ, огромных морских змей, прекрасных сирен и прочие чудеса, а с другой - одно за другим совершались великие географические открытия. С одной стороны, святая инквизиция душила всякую живую мысль, а с другой - многие просвещенные люди уже знали о шарообразной форме Земли, спорили о том, каков размер земного шара, имели представление о широте и долготе. Больше того, известно, что в том самом 1492 году, когда Христофор Колумб открыл Америку, немецкий географ и путешественник Мартин Бехайм уже построил глобус. Конечно, он был совсем не таким, как современные глобусы. На глобусе Бехайма и более поздних, более совершенных моделях Земли белых пятен было больше, чем точно показанных континентов, многие земли и берега изображались по рассказам «бывалых людей», которым было опасно верить на слово. Некоторые материки на первых глобусах вообще отсутствовали. Но главное уже было - по большому кругу, перпендикулярному оси вращения, опоясывал модель Земли экватор, что по-латыни значит уравнитель.
Плоскость, в которой он лежит, как бы разделяет земной шар пополам и уравнивает его половины. Окружность экватора от точки, принятой за нуль, разделили на 360° долготы - по 180° к востоку и западу. К югу и к северу от экватора на глобусе до самых полюсов нанесли малые круги, параллельные экватору. Их так и назвали - параллели, а экватор стал служить началом отсчета географической широты. Дуги меридианов, перпендикулярные экватору, в Северном и Южном полушариях под углом друг к другу сошлись на полюсах. Меридиан по-латыни значит «полуденный». Это название, конечно, не случайно, оно показывает, что на всей линии меридиана, от полюса до полюса, полдень (впрочем, как и в любой другой момент) наступает одновременно. От экватора к северу и к югу дуги меридианов разбили на градусы - от 0 до 90, назвав соответственно градусами северной и южной широты.
Теперь, чтобы найти точку на карте или глобусе, достаточно было указать ее широту и долготу в градусах.
Географическая координатная сетка была наконец построена.
Но одно дело - найти точку на карте и совсем иное - отыскать ее в открытом море. Несовершенные карты, магнитный компас и примитивный угломерный инструмент для определения вертикальных углов - вот и все, чем располагал моряк, отправляясь в дальнее плавание. С арсеналом даже таких навигационных приборов прийти в пункт, который находится в пределах видимости или пусть даже за горизонтом, - дело несложное. Если, конечно, вершины далеких гор, расположенных у этого пункта, были видны над горизонтом. Но стоило моряку отойти в море подальше, как берега пропадали из виду и со всех сторон судно обступали однообразные волны. Даже если мореплаватель знал точное направление, которое должно привести его к цели, то и тогда трудно было рассчитывать на успех, так как капризные ветры и неизученные течения всегда сносят судно с намеченного курса. Это отклонение от курса моряки называют дрейфом.
Но и при отсутствии дрейфа выбрать нужное направление, пользуясь обычной картой, и провести по нему судно практически невозможно. И вот почему. Допустим, что, вооружившись обыкновенной картой и компасом, мы задумали плавание вне видимости берегов из точки А в точку Б. Соединим эти точки прямой. Допустим теперь, что эта прямая в точке А ляжет точно по курсу 45°. Другими словами, линия АБ в точке А будет расположена под углом 45° к плоскости меридиана, проходящего через точку А. Направление это нетрудно удержать по компасу. И мы пришли бы в точку Б, но при одном условии: если бы меридианы были параллельны и наша линия курса и в точке Б соответствовала направлению 45°, как и в точке А. Но в том-то и дело, что меридианы не параллельны, а постепенно сходятся под углом друг к другу. Значит, и курс в точке Б будет не 45°, а несколько меньше. Таким образом, чтобы прийти из точки А в точку Б, нам пришлось бы все время подворачивать вправо.
Если же, выйдя из точки А, мы будем постоянно держать курс по нашей карте 45°, то точка Б останется справа от нас, мы, продолжая идти этим курсом, пересечем все меридианы под одним и тем же углом и по сложной спирали приблизимся в конце концов к полюсу.
Спираль эта называется локсодромия. По-гречески это значит «косой путь». Всегда можно подобрать такую локсодромию, которая приведет нас в любую точку. 14, пользуясь обычной картой, пришлось бы сделать много сложных вычислений и построений. Вот это-то моряков и не устраивало. Не одно десятилетие они ждали такую карту, по которой удобно будет прокладывать любые курсы и плавать по любым морям.
И вот в 1589 году известный математик и картограф фламандец Герард Мер-катор придумал карту, которая наконец удовлетворила моряков и оказалась настолько удачной, что до сих пор ничего лучшего никто не предложил. Моряки всего мира и сегодня пользуются этой картой. Она так и называется: меркаторская карта, или карта равноугольной цилиндрической меркаторской проекции.
Основания, заложенные в построение этой карты, гениально просты. Невозможно, конечно, восстановить ход рассуждений Г. Меркатора, но предположим, что рассуждал он так.
Допустим, что все меридианы на глобусе (который довольно точно передает взаимное расположение океанов, морей и суши на Земле) сделаны из проволоки, а параллели - из упругих нитей, которые легко растягиваются (резины в то время еще не знали). Разогнем меридианы так, чтобы они из дуг превратились в параллельные прямые, прикрепленные к экватору. Поверхность глобуса превратится в цилиндр из прямых меридианов, пересеченных растянувшимися параллелями. Разрежем этот цилиндр по одному из меридианов и расстелем на плоскости. Получится географическая сетка, но меридианы на этой сетке не будут сходиться, как на глобусе, в точках полюсов. Прямыми параллельными линиями они будут идти вверх и вниз от экватора, а параллели - пересекать их везде под одним и тем же прямым углом.
Круглый островок у экватора как был на глобусе круглым, так и на этой карте останется круглым, в средних широтах такой же островок значительно растянется по широте, а в районе полюса он будет вообще выглядеть как длинная прямая полоса. Взаимное расположение суши, моря, конфигурация материков, морей, океанов на такой карте изменятся до неузнаваемости. Ведь меридианы остались такими, какими и были, а параллели-то растянулись.
Плавать, руководствуясь такой картой, конечно, было невозможно, но это оказалось поправимым - надо было только увеличивать расстояние между параллелями. Но, конечно, не просто увеличить, а в точном соответствии с тем, на сколько растянулись параллели при переходе намеркаторскую карту. На карте, построенной с помощь такой сетки, круглый островок и у экватора, и в любом другом участке карты оставался круглым. Вот только, чем ближе было к полюсу, тем больше места занимал он на карте. Другими словами, масштаб на такой карте от экватора к полюсам увеличивался, зато очертания объектов, нанесенных на карту, получались почти без изменений.
А как же учесть изменение масштаба к полюсам? Конечно, можно для каждой широты высчитать масштаб отдельно. Только очень хлопотным делом будет такое плавание, в котором после каждого передвижения к северу или югу придется делать довольно сложные расчеты. Но оказывается, что на меркаторской карте таких расчетов делать не приходится. Карта заключена в рамку, на вертикальных сторонах которой нанесены градусы и минуты меридиана. У экватора они покороче, а чем ближе к полюсу, тем длиннее. Пользуются рамкой так: расстояние, которое нужно измерить, снимают циркулем, подносят к той части рамки, которая находится на широте измеряемого отрезка и смотрят, сколько минут в нем уложились. А так как минута и градус на такой карте изменяются по величине в зависимости от широты, а на самом-то деле остаются всегда одинаковыми, именно они и стали основанием для выбора линейных мер, которыми моряки измеряли свой путь.
Во Франции была своя мера - лье, равная 1/20 градуса меридиана, что составляет 5537 метров. Англичане измеряли свои морские дороги лигами, которые тоже представляют собой дробную часть градуса и по величине составляют 4828 метров. Но постепенно моряки всего мира сошлись на том, что удобнее всего пользоваться для измерения расстояний на море величиной дуги, соответствующей одной угловой минуте меридиана. Так до сих пор и измеряют моряки свои пути и расстояния именно минутами дуги меридиана. А чтобы придать этой мере название, похожее на названия других путевых мер, окрестили минуту меридиана милей. Ее длина составляет 1852 метров.
Слово «миля» нерусское, поэтому заглянем в «Словарь иностранных слов». Там написано, что слово это английское. Потом сообщается, что мили бывают разные: географическая миля (7420 м), сухопутные мили различны по величине в разных государствах, наконец, морская миля - 1852,3 метра .
Все верно сказано о миле, кроме английского происхождения слова; на самом деле оно латинское. В древних книгах миля встречалась довольно часто и означала тысячу двойных шагов. Из Рима, а не из Англии, впервые пришло к нам это слово. Так что в словаре ошибка Но эту ошибку можно понять и простить, так как составитель словарной статьи имел, конечно, в виду международную морскую, или, как англичане ее называют, адмиралтейскую, милю. В петровские времена она пришла к нам именно из Англии. У нас ее так и называли - английская миля. Иногда и сегодня ее называют так же.
Пользоваться милей очень удобно. Поэтому моряки и не собираются пока заменять милю какой-нибудь другой мерой.
Проложив свой путь на меркаторской карте по линейке, рассчитав и запомнив, какого курса при этом следует придерживаться, моряк смело может пускаться в плавание, не задумываясь над тем, что его путь, прямой как стрела, на карте вовсе не прямая линия, а как раз та самая кривая, о которой говорилось чуть раньше, - локсодромия.
Это, конечно, не кратчайший путь между двумя точками. Но если эти точки лежат не очень далеко друг от друга, то моряки не огорчаются и мирятся с тем, что сожгут лишнее горючее и истратят лишнее время на переход. Зато на этой карте локсодромия выглядит прямой, которую ничего не стоит построить, и можно быть уверенным, что приведет она как раз туда, куда нужно. А если предстоит большое плавание, такое, например, как переход через океан, при котором дополнительные затраты на кривизну пути выльются в значительную сумму и время? В этом случае моряки научились строить на меркаторской карте другую кривую - ортодромию, что значит по-гречески «прямой путь». Ортодромия на карте совпадает с так называемой дугой большого круга, которая и является на море кратчайшим расстоянием между двумя точками.
Плохо укладываются в сознании эти два понятия: кратчайшее расстояние и дуга, стоящие рядом. С этим тем более трудно примириться, если смотреть на меркаторскую карту: ортодромия выглядит значительно длиннее, чем локсодромия. Если на меркаторской карте обе эти кривые проложить между двумя точками, ортодромия изогнется, как лук, а локсодромия вытянется, как тетива, стягивающая его концы. Но не нужно забывать, что плавают-то корабли не по плоской карте, а по поверхности шара. А на поверхности шара отрезок дуги большого круга как раз и будет кратчайшим расстоянием.
С единицей измерения расстояний в море - милей - тесно связана единица скорости, принятая в мореплавании, - узел, о чем мы расскажем дальше.
Если на линии курса, проложенной на карте, периодически откладывать расстояния, пройденные кораблем, то судоводитель всегда будет знать, где находится его корабль, то есть координаты своего места в море. Такой метод определения координат называется счислением пути и широко применяется в навигационной прокладке. Но необходимым условием для этого является умение определять скорость корабля и измерять время, только тогда можно рассчитать пройденное расстояние.
Указатели скорости корабля. 2. Скляночки. 2. Лаг ручной. 3. Лаг механический
Выше мы уже говорили, что на кораблях парусного флота для измерения времени применялись песочные часы, рассчитанные на полчаса (склянки), один час и на четыре часа (вахта). Но были на кораблях и еще одни песочные часы - скляночки. Всего на полминуты были рассчитаны эти часы, а в отдельных случаях даже на пятнадцать секунд. Можно только удивляться искусству стеклодувов, ухитрявшихся изготовить такие точные по тем временам приборы. Как ни малы были эти часы, как ни короток был промежуток времени, который они отмеряли, услуга, которую оказывали в свое время эти часы морякам, неоценима, и их, так же как и склянки, вспоминают каждый раз, когда говорят об определении скорости корабля, а также при измерении пройденного пути.
Проблема определения пройденного и предстоящего пути всегда стояла и стоит перед моряками.
Первые способы замера скорости были едва ли не самыми примитивными из навигационных определении: просто с носа корабля бросали за борт кусочек дерева, коры, птичье перо или другой плавающий предмет и одновременно замечали время. Идя вдоль борта с носа на корму корабля, не выпускали из глаз плывущий предмет и, когда он проходил срез кормы, вновь замечали время. Зная длину корабля и время, за которое предмет проходил ее, рассчитывали скорость хода. А зная общее время в пути, составляли приблизительное представление и о пройденном расстоянии.
На парусных судах при очень слабых ветрах этим древним способом определяют скорость судна и сегодня. Но уже в XVI веке появился первый лаг. Из толстой доски делали сектор градусов в 65-70, радиусом около 60-70 сантиметров. По дуге, ограничивающей сектор, укрепляли, как правило, свинцовый груз в виде полосы, рассчитанный таким образом, что сектор, брошенный в воду, погружался на две трети стоймя и над водой оставался виден небольшой уголок. К вершине этого уголка крепили тонкий прочный трос, который называли лаглинь. В секторе, прибли-зителыю в геометрическом центре погруженной части, сверлили коническое отверстие 1,5-2 сантиметра диаметром и к нему плотно подгоняли деревянную пробку, к которой прочно привязывали лаглинь сантиметрах в восьми - десяти от прикрепленного к углу лага конца. Эта пробка довольно прочно держалась в отверстии погруженного лага, но резким рывком ее можно было выдернуть.
Зачем же так сложно крепили лаглинь к сектору лага? Дело в том, что плоское тело, движущееся в жидкой среде, располагается перпендикулярно направлению движения, если сила, движущая это тело, приложена к его центру парусности (аналогично воздушному змею). Стоит, однако, перенести точку приложения сил к краю этого тела или к его углу, и оно, как флаг, расположится параллельно направлению движения.
Так и лаг, когда бросают за борт движущегося судна, держится перпендикулярно направлению хода его, так как лаглинь прикреплен к пробке, стоящей в центре парусности плоскости сектора. При движении судна сектор испытывает большое сопротивление воды. Но стоит резко дернуть лаглинь, как пробка выскакивает из гнезда, точка приложения силы переносится на угол сектора, и он начинает планировать, скользить по поверхности воды. Сопротивления он практически не испытывает, и в таком виде вытащить сектор из воды было совсем нетрудно.
В лаглинь на расстоянии примерно 15 метров друг от друга (точнее, 14,4 м) вплетались короткие шкертики (тонкие кончики), на которых были завязаны один, два, три, четыре и так далее узелков. Иногда отрезки между двумя соседними шкер тиками тоже называли узлами. Лаглинь вместе со шкертиками наматывался на небольшую вьюшку (типа катушки), которую удобно было держать в руках.
Двое матросов становились на корму корабля. Один из них бросал сектор лага за борт и держал в руках вьюшку. Лаг, упав в воду, упирался и сматывал лаглинь с вьюшки вслед за идущим кораблем. Матрос же, подняв над головой вьюшку, внимательно следил за сматывающимся с вьюшки лаглинем и, как только первый шкертик подходил близко к кромке кормового среза, кричал: «Товсь!» (это значит «Готовься!»). И почти вслед за этим: «Вертай!» («Переворачивай!»).
Второй матрос держал в руках скляночки, рассчитанные на 30 секунд, но команде первого переворачивал их и, когда весь песок пересыпался в нижний резервуар, кричал: «Стоп!»
Первый матрос резко дергал лаглинь, деревянная пробочка выскакивала из отверстия, сектор лага ложился плашмя на воду и переставал сматывать лаглинь.
Заметив, сколько шкертиков-узелков ушло за борт при сматывании лаглиня, матрос определял скорость хода корабля в милях в час. Сделать это было совсем нетрудно: шкертики вплетались в лаглинь на расстоянии 1/120 мили, а часы показывали 30 секунд, то есть 1/120 часа. Следовательно, сколько узлов лаглиня смоталось с вьюшки за полминуты, столько миль корабль прошел за час. Отсюда и пошло выражение: «Судно идет со скоростью столько-то узлов» или «Корабль делает столько-то узлов». Таким образом, узел на море - не линейная путевая мера, а мера скорости. Это нужно твердо усвоить, потому что, говоря о скорости, мы так привыкли прибавлять «в час», что, бывает, и читаем в самых авторитетных изданиях «узлов в час». Это, конечно, неправильно, ибо узел - это и есть миля/час.
Сейчас ручным лагом уже никто не пользуется. Еще М.В. Ломоносов в своей работе «О большей точности морского пути» предложил механический лаг. Описанный М.В. Ломоносовым лаг состоял из вертушки, похожей на большую сигару, вдоль которой были расположены под углом к оси крылья-лопасти, как на роторе современной гидротурбины. Вертушку, привязанную в лаглиню, сделанному из троса, который почти не скручивался, М.В. Ломоносов предлагал опускать за корму идущего судна. Она, естественно, вращалась тем быстрее, чем быстрее был ход этого судна. Передний конец лаглиня предлагалось привязывать к валу механического счетчика, который должен был крепиться на корме судна и отсчитывать пройденные мили.
Ломоносов предложил, описал, но не успел построить и испытать свой механический лаг. Уже после него появилось несколько изобретателей механического лага: Уокер, Мессон, Клинток и другие. Их лаги несколько отличаются друг от друга, но принцип их работы тот же, который был предложен М.В. Ломоносовым.
Еще совсем недавно, едва судно или корабль выходили в море, штурман с матросом выносили на верхнюю палубу вертушку лага, лаглинь и счетчик, который обычно называли машинкой. Вертушку с лаглинем броетли за борт, а машинку крепили на планшире кормового среза, и штурман списывал в навигационный журнал показания, которые значились на ее циферблате на момент начала работы. В любой момент, взглянув на циферблат такого лага, можно было довольно точно узнать о пути, пройденном кораблем. Есть лаги, которые одновременно показывают и скорость в узлах.
В наше время на многих кораблях установлены более совершенные и точные лаги. Их действие основано на свойстве воды и всякой другой жидкости оказывать давление на движущийся в ней предмет, увеличивающееся по мере увеличения скорости движения этого предмета. Не очень сложное электронное устройство величину этого давления (динамического напора воды) передает в прибор, установленный на мостике или на штурманском командном пункте корабля, предварительно, конечно, преобразив эту величину в мили и узлы.
Это так называемые гидродинамические лаги. Есть и более совершенные лаги для определения скорости судна относительно морского дна, то есть абсолютной скорости. Такой лаг работает по принципу гидролокационной станции и называется гидроакустическим.
В заключение скажем, что слово лаг происходит от голландского log, что означает расстояние.
Итак, получив в свое распоряжение компас, навигационную карту и единицы измерения расстояния и скорости -милю и узел, штурман может спокойно вести навигационную прокладку, периодически отмечая на карте расстояния, пройденные кораблем. Но наличие счислимых координат своего места в море нисколько не отвергает обсервованных, то есть определенных инструментальным способом по небесным светилам, радиомаякам или по береговым ориентирам, нанесенным на карту, а, наоборот, обязательно их подразумевает. Разницу между счислимыми координатами и обсервованными моряки называют невязкой. Чем меньше невязка, тем искуснее штурман. При плавании в видимости берегов определять обсервованное место лучше всего по маякам, которые днем хорошо видны, а ночью излучают свет.
Немного найдется на свете инженерных сооружений, о которых сложено столько преданий и легенд, как о маяках. Уже в поэме «Одиссея» древнегреческого поэта Гомера, датируемой VIII-VII веками до н.э., рассказывается, что жители Итаки зажигали костры для того, чтобы ожидаемый домой Одиссей мог узнать родную гавань.
Вдруг на десятые сутки явился нам
берег отчизны.
Выл он уж близок; на нем все огни
уж могли различить мы.
Это, собственно, первые упоминания об использовании моряками огней обыкновенных костров в навигационных целях при плаваниях вблизи берегов в ночное время.
С тех далеких времен прошли века, прежде чем маяки приобрели знакомый для всех внешний вид - высокая башня, увенчанная фонарем. А когда-то выполнявшие функцию первых маяков смоляные бочки или жаровни с углем пылали прямо на земле или. на высоких шестах. Со временем для увеличения дальности видимости источников света они устанавливались на искусственных сооружениях, достигавших порой грандиозных размеров. Наиболее почтенный возраст имеют маяки Средиземного моря.
Одно из семи чудес древнего мира - Александрийский, или Фаросский, маяк высотой 143 метра, сооруженный из белого мрамора в 283 году до н.э. Строительство этого самого высокого сооружения древности продолжалось 20 лет. Огромный и массивный маяк, окруженный спирально идущей лестницей, служил путеводной звездой для моряков, показывая им путь днем дымом от сжигаемой на его вершине нефти, а ночью - с помощью огня, как говорили древние, «более блестящего и неугасимого, нежели звезды». Благодаря специальной системе отражения света дальность видимости огня в ясную ночь достигала 20 миль. Маяк был построен на острове Фарос у входа в египетский порт Александрию и служил одновременно наблюдательным пунктом, крепостью и метеостанцией.
Не меньшей известностью пользовался в древности и знаменитый Колосс Родосский - гигантская бронзовая фигура Гелиоса, бога Солнца, установленная на острове Родос в Эгейском море в 280 году до н.э. Сооружение ее длилось 12 лет. Эта тоже считавшаяся одним из семи чудес света статуя высотой 32 метра стояла в Родосской гавани и служила маяком до разрушения ее землетрясением в 224 году до н. э.
Кроме названных маяков, в тот период было известно еще около 20. Сегодня из них уцелел только один - маячная башня у испанского портового города Ла-Корунья. Возможно, что этот маяк сооружен еще финикийцами. За свою долгую жизнь он не раз подновлялся римлянами, но в целом сохранил свой первозданный вид.
Строительство маяков развивалось чрезвычайно медленно, и к началу XIX века на всех морях и океанах земного шара их насчитывалось не больше сотни. Это объясняется прежде всего тем, что именно в тех местах, где маяки были более всего нужны, их сооружение оказывалось очень дорогим и трудоемким делом.
Источники света маяков непрерывно совершенствовались. В XVII-XVIII веках в фонарях маяков горело одновременно несколько дюжин свечей массой по 2- 3 фунта (около 0,9-1,4 кг). В 1784 году появились масляные лампы Арганда, в которых фитиль получал масло под постоянным напором, пламя перестало коптить и сделалось более ярким. В начале XIX века на маяках стали устанавливать газовое освещение. В конце 1858 года на Верхнефорлендском маяке (английский берег Ла-Манша) появилась электрическая осветительная аппаратура.
В России первые маяки были построены в 1 702 году в устье Дона и в 1704 году на Петропавловской крепости в Петербурге. Строительство старейшего маяка на Балтике - Толбухина близ Кронштадта - растянулось чуть ли не на 100 лет. Здание начали строить по приказу Петра I. Сохранился его собственноручный эскиз с указанием основных размеров башни и припиской: «Протчее дастся на волю архитектору». Сооружение каменного здания требовало значительных средств и большого числа искусных каменщиков. Строительство затягивалось, и царь приказал срочно построить временную деревянную башню. Его приказание было выполз юно, и в 1719 году нa Котлинском маяке (название происходит от косы, на которой он был установлен), вспыхнул свет. В 1736 году была предпринята еще одна попытка возвести каменное здание, но закончить его удалось только в 1810 году. Проект разрабатывался с участием талантливого русского зодчего АД. Захарова, создателя здания Главного Адмиралтейства в Петербурге. С 1736 года маяк носит имя полковника Федора Семеновича Толбухина, разгромившего в 1705 году шведский морской десант на Котлинской косе, а затем военного коменданта Кронштадта
Древнейшие маяки мира. 1, 2. Старинные маяки с открытым огнем. 3. Фаросский (Александрийский) маяк. 4. Маяк Ла-Корунья
Круглую невысокую, кряжистую башню Толбухина маяка знают десятки поколений русских моряков. В начале 70-х годов XX века маяк реконструировали. Берег вокруг искусственного островка укрепили железобетонными плитами. На башне сейчас установлена современная оптическая аппаратура, позволяющая увеличить дальность видимости огня, и первая в стране автоматическая ветровая электростанция, обеспечивающая его бесперебойное действие.
В 1724 году в Финском заливе начал работать маяк Керн (Кокшер) на острове того же наименования. К началу XIX века на Балтийском море действовало 15 маяков. Это старейшие маяки в России. Срок их службы превышает 260 и более лет, а маяк Кыпу на острове Даго существует уже более 445 лет.
На некоторых этих сооружениях впервые внедрялась новая маячная техника. Так, на Кери, которому в 1974 году исполнилось 250 лет, в 1803 году был установлен восьмигранный фонарь с масляными лампами и медными отражателями -? первая в России светооптическая система. В 1858 году этот маяк оборудуется (также первой в России) френелевой системой освещения (по фамилии изобретателя французского физика Огюстена Жана Френеля). Эта система представляла собой оптическое устройство, состоявшее из двух плоских зеркал (бизеркал), расположенных под малым (в несколько угловых минут) углом друг к другу.
Таким образом, Кери дважды стал родоначальником различных систем освещения: капитрической - зеркальной отражающей системы, и диоптрической - системы, основанной на преломлении света при прохождении через отдельные преломляющие поверхности. Переход на эти оптические системы во многом улучшил качественные характеристики маяка и повысил эффективность обеспечения безопасности мореплавания.
Роль маяков выполняли и известные 34-мстровые Ростральные колонны, сооруженные в 1806 году в ознаменование славных побед России на море. Они указывали на разветвление Невы на Большую и Малую Неву и были установлены по обе стороны Стрелки Васильевского острова.
Один из старейших маяков на Черном море - Тарханкутский с башней высотой 30 метров. Он вошел в эксплуатацию 16 июня 1817 года. На одном из зданий маяка начертаны слова: «Маяки - святыня морей. Они принадлежат всем и неприкосновенны, как послы держав». Сегодня его белый огонь виден на 17 миль. Кроме того, он оборудован радиомаяком и звуковой сигнализацией.
В 1843 году на самой оконечности Карантинного мола Одесского залива был поставлен брандвахтенный постдом с мачтой, на которой с помощью лебедки поднимали два масляных фонаря. Таким образом, этот год следует считать годом рождения Воронцовского маяка. Однако настоящий маяк на Карантинном молу был открыт только в 1863 году. Это 30-футовая (более 9 м) чугунная башня, увенчанная специальным фонарем.
В 1867 году одесский маяк стал первым в России и четвертым в мире, переведенным на электрическое освещение. Вообще переход на новый источник энергии происходил крайне медленно. В 1883 году из пяти тысяч маяков земного шара только 14 были с электрическими источниками света. Остальные же еще работали на керосиновых, ацетиленовых и газовых светильниках и горелках.
После того как рейдовый мол значительно удлинили, в 1888 году был построен новый Воронцовский маяк, который простоял до 1941 года. Это была чугунная башня высотой 17 метров. В дни обороны Одессы маяк пришлось взорвать. Но именно он изображен на медали «За оборону Одессы». Новый маяк, тот, что мы видим сегодня, построен в начале 1954 года. Башня, имеющая цилиндрическую форму, стала намного выше - 30 метров, не считая 12-метрового основания. В маленьком домике, что на втором причале, смонтировано дистанционное управление всеми механизмами. Строгая белая башня, стоящая на самом краю рейдового мола, изображена на марках и почтовых открытках и стала одним из символов города.
К 1917 году на всех морях России было построено 163 световых маяка. Наиболее слаборазвитую сеть маяков имели моря Дальнего Востока (всего 24 при протяженности побережий в несколько тысяч километров). На Охотском море, например, действовал всего лишь один маяк - Елизавета (на острове Сахалин), на Тихоокеанском побережье также, один - Петропавловский на подходе к порту Петропавловск-Камчатский.
Во время войны значительная часть маяков была разрушена. Из 69 маяков на Черном и Азовском морях оказались полностью уничтоженными 42, из 45 на Балтийском море - 16. Всего же было разрушено и уничтожено 69 маячных башен, 12 радиомаяков, 20 звукосигнальных установок и более ста светящих навигационных знаков. Почти все сохранившиеся объекты средств навигационного оборудования находились в неудовлетворительном состоянии. Поэтому после окончания войны Гидрографическая служба ВМФ приступила к восстановительным работам. По данным на 1 января 1987 года, на морях нашей страны действовало 527 световых маяков, из них 174 - на морях Дальнего Востока, 83 - на Баренцевом и Белом морях, 30 - на побережье Северного Ледовитого океана и 240 - на других морях.
В начале 1982 года огни еще одного дальневосточного маяка - Дум восточная - загорелись на побережье Охотского моря. В пустынной местности между Охотском и Магаданом на склоне сопки поднялась 34-метровая красная чугунная башня.
В 1970 году закончилось строительство стационарного маяка в Таллинском заливе в 26 километрах к северо-западу от порта Таллин (Эстония).
Современные манки. 1. Маяк Песчаный (Каспийское море). 2. Маяк Чибуйиый (остров Шумшу). 3. Маяк Передний Сиверсов (Черное море). 4. Маяк Пильтун (остров Сахалин). 5. Маяк Швентой (Балтийское море). 6. Маяк Таллии
Маяк Таллин был первым в СССР автоматическим маяком, все системы которого получают питание от атомных изотопов. Маяк установлен на глубине 7,5-10,5 метра в районе банки Таллинмадал на гидротехническом основании (каменная постель диаметром 64 метра и железобетонный конический массив-гигант с диаметром основания 26 метров). Коническая форма основания (45°) значительно снижает ледовые нагрузки на сооружение. Маяк ограждает банку и обеспечивает подходы к порту. Железобетонная монолитная цилиндрическая башня маяка высотой 24,4 метра заканчивается остекленным круговым стальным фонарным сооружением. Общая высота маяка от уровня моря 31,2 метра, от дна - 41 метр. Башня облицована чугунными тюбингами, окрашена в черный (нижняя уширенная часть), оранжевый (средняя часть) и белый (верхняя часть) цвета. Имеет восемь этажей, в которых размещены технические и служебные помещения (изотопная энергетическая установка - на первом этаже). Светооптический аппарат обеспечивает дальность действия белого огня на 28 километров. Таллинский маяк оборудован радиомаяком дальностью действия 55 километров, радиолокационным маяком-ответчиком и аппаратурой системы телеуправления всеми навигационными средствами маяка. На высоте 24,2 метра установлена тяжелая бронзовая мемориальная доска, на которой, отлиты названия эскадронных миноносцев, сторожевых кораблей, подводных лодок и вспомогательных судов - всего 72 корабля, погибших во время Великой Отечественной войны в районе Таллина.
Маяки, подобные таллинскому, не нуждаются в обслуживающем персонале. Поэтому в настоящее время взят курс на строительство именно таких маяков.
Среди маяков, построенных и введенных в действие за последние годы, особое место принадлежит автоматическому маяку Ирбенский. Он построен в открытом море на гидротехническом основании. Все технические средства маяка работают автоматически. Маяк оборудован вертолетной площадкой.
Значительное место в навигационном оборудовании, особенно в последнее время, стали занимать импульсные светотехнические средства, с внедрением которых отпадает необходимость в сложных оптических системах. Светотехнические импульсные системы, обладающие огромной силой света, особенно эффективны на высокозасвеченных фонах портов и городов.
Для предупреждения об опасных местах, расположенных в отдалении от берега, или в качестве приемных при подходе к портам используются плавучие маяки, представляющие собой суда специальной конструкции, стоящие на якорях и имеющие маячное оборудование.
Чтобы уверенно опознать маяки днем, им придают различную архитектурную форму и окраску. Ночью же и в условиях плохой видимости экипажам кораблей помогает то, что каждому из маяков присваиваются радиосветовые и акустические сигналы определенного характера, а также огни различных цветов - все это элементы кода, по которому моряки определяют «имя» маяка.
На каждом корабле или судне имеется справочник «Огни и знаки», в котором, содержатся сведения о типе постройки каждого маяка и его окраске, высоте его башни, высоте огня над уровнем моря, характере (постоянном, проблесковом, затмевающемся) и цвете маячного огня. Кроме того, данные о всех средствах навигационного оборудования морей внесены в соответствующие лоции и обозначены на навигационных картах у мест их расположения.
Дальность действия светящих маяков - 20-50 километров, радиомаяков - 30-500 и более, маяков с воздушными акустическими сигналами - от 5 до 15, с гидроакустическими сигналами - до 25 километров. Акустические воздушные сигналы ныне подают наутофоны - ревуны, а раньше на маяках гудел колокол, предупреждая об опасном месте - о мелях, рифах и других навигационных опасностях.
Сейчас трудно себе представить мореплавание без маяков. Погасить их свет - все равно, что каким-то образом убрать звезды с небосклона, используемые мореплавателями для определения места корабля астрономическим способом.
Выбором мест, установкой, обеспечением непрерывного действия маяка занимаются люди особой специальности - гидрографы. В военное время их работа приобретает особое значение. Когда утром 26 декабря 1941 года корабли Черноморского флота и корабли, входившие в состав Азовской флотилии и Керченской военно-морской базы, начали высадку десанта на северо-восточное побережье Керченского полуострова, успешным действиям десанта способствовало хорошо организованное гидрографическое обеспечение. Накануне высадки были оборудованы створы из двух светящих портативных буев вблизи берега на подходах к Феодосии, а также установлены ориентирные огни, в том числе и на скале Эльчан-Кая.
Глухой ночью 26 декабря лейтенанты Дмитрий Выжулл и Владимир Моспан скрытно высадились с подводной лодки Щ-203, на резиновой шлюпке добрались до обледенелой отвесной скалы, с большим трудом поднялись с аппаратурой на ее вершину и установили там ацетиленовый фонарь. Этот огонь надежно обеспечивал подход наших кораблей с десантом к берегу, а также являлся хорошим ориентиром для подходивших к Феодосии десантных судов. Подводная лодка, с которой высадились смельчаки, была вынуждена отойти от скалы и погрузиться из-за появления вражеского самолета. В установленное время к месту встречи с гидрографами лодка не подошла, а поиск их, произведенный несколько позднее, закончился неудачей. Имена лейтенантов Дмитрия Герасимовича Выжулла и Владимира Ефимовича Моспана занесены на мемориальную доску погибших, установленную в здании Гидрографического отдела Черноморского флота, их фотографии помещены на стенде гидрографов, погибших в годы Великой Отечественной войны, в Главном управлении навигации и океанографии.
Во время героической обороны Севастополя Херсонесский маяк под непрерывной бомбежкой и артобстрелом продолжал действовать, обеспечивая вход и выход кораблей.
В период третьего штурма города, 2 июня - 4 июля 1942 года, на Херсонес обрушились атаки более 60 вражеских бомбардировщиков. Все жилые и служебные помещения маяка были разрушены, оптика разбита.
Начальник маяка, отдавший флоту более 50 лет своей жизни, Андрей Ильич Дударь, несмотря на тяжелое ранение, оставался на боевом посту до конца. Вот строки из ходатайства о присвоении пассажирскому теплоходу имени «Андрей Дударь»: «... потомственный моряк Черноморского флота - его дед был участником первой обороны Севастополя, отец 30 лет служил смотрителем Херсонесского маяка. Родился Андрей Ильич на маяке, служил матросом на эскадренном миноносце «Керчь». По окончании гражданской войны работал по восстановлению флота. Великую Отечественную войну начал в должности начальника маяка...» Работа на маяке требует от людей особой закалки. Жизнь маячников устроенной не назовешь, особенно зимой. Народ этот большей частью суровый, неизбалованный.
У маячников удивительно остро отточено чувство долга и ответственности. Однажды Александр Блок писал матери из маленького порта Аберврак в Бретани: «Недавно на одном из вертящихся маяков умер сторож, не успев приготовить машину к вечеру. Тогда его жена заставила детей вертеть машину руками всю ночь. За это ей дали орден Почетного легиона». Американский поэт-романтик Г. Лонгфелло, автор замечательного эпоса о народном герое индейцев «Песнь о Гайавате», так писал о вечной связи маяка с судном:
Как Прометей, прикованный к скале, Держа похищенный у Зевса свет, Встречая грудью шторм в ревущей мгле, Он посылает морякам привет: «Плывите, величавые суда!»
Океан заставил гидрографов создать целую систему защиты от морских опасностей, которая совершенствовалась вместе с мореплаванием. Она будет развиваться и совершенствоваться до тех пор, пока существуют океан и корабли.
Таким образом, при плавании вблизи берегов маяки, вершины гор, отдельные приметные места на побережье давно служат ориентирами для моряков. Определив по компасу направления (пеленги) на два-три таких предмета, моряки получают на карте точку - место, в котором находится их корабль. А как быть, если нет приметных мест или берег скрылся за горизонтом? Именно это обстоятельство долгое время было непреодолимым препятствием для развития мореплавания. Даже изобретение компаса - ведь он показывает лишь направление движения судна - не разрешило проблему.
Когда стало известно, что можно определить долготу по хронометру, а широту - по высотам светил, потребовался надежный угломерный прибор для определения высот.
Прежде чем появился и утвердил свое превосходство угломерный прибор, устраивающий моряков, секстант, немало других приборов, его предшественников, перебывало на кораблях. Самым первым среди них, пожалуй, Была, морская астролябия - бронзовое кольцо с делениями на градусы. Через центр проходила алидада (линейка), обе половины которой были смещены относительно друг друга. При этом край одной был продолжением противоположного края другой, дабы линейка возможно точнее проходила через центр. На алидаде имелось два отверстия: большое - для поиска светила, а малое - для его фиксирования. Во время измерений ее держали или подвешивали за кольцо.
Угломерные приборы и хронометр. 1. Астролябия. 2. Квадрант. 3. Хронометр. 4. Секстант
Такой инструмент годился лишь для грубых наблюдений: он колебался не только во время качки и в ветреную погоду, но и от простого прикосновения рук. Тем не менее самые первые дальние плавания были совершены именно с подобным прибором.
Впоследствии в употребление вошло астрономическое кольцо. Кольцо тоже приходилось подвешивать, но во время измерений не было надобности касаться его руками. Крошечный солнечный зайчик, проникая через отверстие на внутреннюю поверхность кольца, падал на шкалу с делениями. Но и астрономическое кольцо было примитивным прибором.
Вплоть до XVIII века навигационным инструментом для измерения углов служил посох Иакова, известный также под названиями астрономический луч, стрела, золотой жезл, но больше всего как градшток. Он состоял из двух реек. На длинную рейку перпендикулярно ей была насажена подвижная поперечная. На длинной рейке нанесены деления на градусы.
Для измерения высоты звезды наблюдатель располагал длинную рейку одним концом у глаза, а короткую передвигал так, чтобы она одним своим концом коснулась звезды, а другим - линии горизонта. Одна и та же короткая рейка не могла служить для измерения любых высот звезд, поэтому к прибору их прилагалось несколько. Несмотря на свое несовершенство, градшток просуществовал около ста лет, пока в конце XVII века известный английский мореплаватель Джон Дэвис не предложил свой квадрант. Он состоял из двух секторов с дугой в 65 и 25° с двумя подвижными диоптрами и одним неподвижным в общей вершине секторов. Наблюдатель, глядя в узкую прорезь глазного диоптра, проектировал нить предметного диоптра на визируемый предмет. После этого суммировали отсчет по дугам обоих секторов. Но и квадрант был далек от совершенства. Стоя на раскачивающейся палубе, совмещать нить, горизонт и солнечный зайчик было делом нелегким. В спокойную погоду это удавалось, но на волнении высоты измерялись очень грубо. Если солнце светило сквозь мглу, его изображение на диоптре расплывалось, а звезды и вовсе были невидимы.
Для измерения высот нужен был прибор, который позволял бы совместить светило с линией горизонта один раз и независимо от движения корабля и положения наблюдателя. Идея устройства такого прибора принадлежит И. Ньютону (1699), но сконструирован он был Дж. Гадлеем в Англии и Т. Годфреем в Америке (1730- 1731) независимо друг от д руга. Этот морской угломерный прибор имел шкалу (лимб), которая составляла одну восьмую окружности, и потому был назван октан. В 1757 году капитан Кампелл усовершенствовал этот навигационный инструмент, сделав лимб в одну шестую окружности, прибор получил название секстант. Им можно измерять углы до 120°. Секстан, так же как и его предшественник октан, относится к многочисленной группе инструментов, в которых использован принцип двойного отражения. Поворачивая большое зеркало прибора, можно послать отражение светила на малое зеркало, совместить край отраженного светила, например солнца, с линией горизонта и в этот момент взять отсчет.
Стечением времени секстан совершенствовался: была поставлена оптическая трубка, ввели ряд цветных фильтров для защиты глаза от яркого солнца во время наблюдений. Но, несмотря на появление этого совершенного угломерного прибора и на то, что к середине XIX века мореходная астрономия стала уже самостоятельной наукой, методы определения координат были ограничены и неудобны. Определять широту и долготу в любое время суток моряки не умели, хотя ученые и предложили ряд громоздких и трудных математических формул. Эти формулы практического распространения не получили. Широту обычно определяли только раз в сутки - в истинный полдень; в этом случае формулы упрощались, а сами расчеты сводились к минимуму. Хронометр позволял определить долготу в любое время суток, но при этом надо было знать широту своего места и высоту солнца. Лишь в 1837 году английский капитан Томас Сомнер благодаря счастливой случайности сделал открытие, оказавшее значительное влияние на развитие практической астрономии, он разработал правила получения линии равных высот, прокладка которых на карте меркаторской проекции давала возможность получить обсервованное место. Эти линии были названы сомнеровыми в честь открывшего их капитана.
Имея секстант, хронометр и компас, штурман может вести любой корабль, независимо от того, есть на нем другие, пусть даже самые современные навигационные электронные комплексы. С этими испытанными временем приборами моряк свободен и независим от любых превратностей в открытом море. Штурман, пренебрежительно относящийся к секстану, рискует оказаться в тяжелом положении.
Вперед
Оглавление
Назад
Быть моряком – это настоящий культ жизни, желание открывать и исследовать, покорять и достигать. Но кроме того, что практически каждый моряк, наполнен романтикой дальних странствий, ремесло моряка – сложный труд. В особенности это касается старые времена. Ныне практически все автоматизировано и любое морское дело, становится всего лишь профессией! Раньше ловили попутный ветер, боролись с яростным штормом, вели корабли по звездам и стремились исследовать мир, открыть новые земли, познать неизведанное. Сегодня корабли безопасный способ преодолевать расстояния, спутниковая связь обеспечивает верным курсом, а автопилот самостоятельно способен довести корабль к любым берегам.
И все-таки, даже в нашу современную эпоху, хватает безумцев! К немногим из них я отношу людей, что покоряют океаны на парусных яхтах. В этой статье я хочу поведать вам о том, как правильно ориентироваться в море, когда нет спутниковой связи, компаса и секстанта. Кто ведает, что может приключиться в нашей необычной жизни: корабли могут идти ко дну, шлюпку рыбака может отнести в шторм далеко от берега или вы просто захотите испытать свои знания, передать их детям и отдать память морским храбрецам, которые веками шли по морю за солнцем и звездами.
Самый надежный способ ориентирования в море, это несомненно звездное небо. На протяжении тысячелетий, моряки шли за звездами и открывали новые земли: от папуасов в Новой Гвинее до викингов с прибалтийского региона, будь то плот или быстрый драккар, ориентировались именно по звездам. В северном полушарии как правило ориентироваться следует на Полярную звезду, которая стоит над северным полюсом. Если провести линию через две самые яркие звезды созвездия Большой Медведицы, мы сможем увидеть так называемую Малую Медведицу. Полярная звезда является частью этого созвездия. Попробуйте ночью на звездном небе мысленно пробежаться по звездам. Найдите ковш большой медведицы, от двух самых ярких звезд проведите линию и увидите ковш маленькой медведицы, здесь и будет Полярная звезда. Она всегда там! Если у вас нет навигационных таблиц и секстанта, то получить точные координаты вам не удастся, но несмотря на это, вы сможете получить приблизительные данные о широте, в которой находитесь, путем измерения угла, под которым находится Полярная звезда относительно горизонта. Нужно очень внимательно проводить линии. Невнимательность, даже с ошибкой в 10 градусов, может стать причиной отклонения курса на 600 морских миль (свыше 1 000 км). Жители Южного полушария, ориентируются в море по созвездию Южный Крест. Здесь есть четыре крайне яркие звезды, которые образуют своеобразный крест в небе, правда наклонившийся в сторону. Если провести мысленно ось между двумя самыми отдаленными звездами друг от друга и на пятикратную длину продолжить линию этой оси, то там, где заканчивается мысленная линия и будет юг. Имея представление о том, где находится юг или север, мы можем представить компас и определить стороны запада, востока, севера и юга.
Единицы современных моряков умеют ориентироваться в море по звездам и солнцу. Мы живем в безопасном мире, в зоне комфорта и удобств. Но все-таки, владеть правильной информацией и познавать этот мир, куда интереснее и правильнее, чем попусту изживать свой век. Однажды оказавшись на спасательном плоту в открытом море с группой людей, каждый из нас, был бы рад, если бы на плоту оказался тот, кто может постоять за себя, вывести плот к земле. Так почему бы не быть готовым к этому? Станьте тем, кто знает, что делает.