Содержание
Солнечное затмение
Ориентироваться по звездам
Правила отыскания навигационных звезд
Северное полушарие
Участки неба
Южное полушарие
Лето, ночь. Небольшое суденышко лихо несет нас из Азовского моря в Черное. Мы — это двое студентов: я и мой друг Саша, ныне доктор физико-математических наук.
Но в то время мы еще и не мечтали о своих кандидатских и докторских диссертациях, ведь только-только досрочно сдали очередную весеннюю сессию.
Солнечное затмение
«Досрочность» понадобилась для того, чтобы нас взяли в экспедицию, отправляющуюся наблюдать на берегу Азовского моря полное солнечное затмение.
Нам повезло, и мы в полной красе увидели это чудесное явление природы. Да к тому же за хорошую работу в экспедиции нас по-царски одарили: оплатили морское путешествие до Ялты. Наши места были на палубе, удобств, разумеется, там никаких, но разве в них дело!
Вокруг море, а над нами небо, к сожалению, в ту ночь оно почти сплошь было закрыто довольно плотными облаками. Наговорились, надышались соленым морским воздухом и задремали на своих рюкзаках.
Я, вероятно, так бы и проспал до утра, но Сашка растолкал меня часа в два ночи. Он что-то кричал, отчаянно жестикулировал, а я спросонья долго ничего не мог понять.
Оказывается, нужно было посмотреть на небо, где в неожиданно образовавшемся прорыве облаков великолепно сияло какое-то яркое светило. Сон исчез.
Мы уже оба стояли на ногах, слегка пошатываясь на качающейся палубе, и обсуждали наблюдаемое. «Обсуждал» в основном Саша, точнее, не обсуждал, а утверждал, что мы видим… вспыхнувшую сверхновую звезду!
Надо ли напоминать читателю о том, что вспышки сверхновых звезд, наблюдаемые невооруженным глазом, относятся к чрезвычайно редким явлениям.
И если бы нам действительно довелось наблюдать такую вспышку, то мы, вероятно, потом всю жизнь считали бы, что эта ночь была для нас самой счастливой.
К слову сказать, за свою жизнь я три раза наблюдал полное солнечное затмение, но, конечно, ни разу не видел вспышку сверхновой.
Успокоить моего разбушевавшегося друга было совершенно невозможно. Он твердо верил, что стал первооткрывателем взорвавшейся звезды, и мечтал только о том, как бы поскорее сообщить о своем открытии астрономам астрофизической обсерватории.
Между тем загадочное светило ярко сияло в ночи над морем, а все кругом на палубе спокойно спали. Я чувствовал, что надо что-то предпринять, чтобы мой друг в своем бурном экстазе не разбудил и не перепугал всех пассажиров.
И придумал: потащил Сашу к капитану. Мне удалось уговорить его одолжить нам на несколько минут бинокль. На этом «открытие» «закрылось»: вооруженный биноклем глаз отчетливо различал диск светила.
Значит, перед нами не звезда, а планета. Мы даже определили, что это — Юпитер, потому что около него рассмотрели четыре крошечные «звездочки».
Это открытые еще Галилеем самые большие спутники самой большой планеты Солнечной системы…
Во всей этой истории меня не меньше, чем само «открытие», поразило равнодушие капитана к происходящему на небе. Видимо, оттого, что в юности я начитался книг о мореплавателях, открывателях новых земель — архипелагов, островов, континентов.
Ориентироваться по звездам
И в моем сознании осталось представление, что каждый мореплаватель жизненно заинтересован в знании небесных светил, в умении ориентироваться по ним.
Истоки мореходной астрономии теряются в глубокой древности. Когда первые мореплаватели (ими могли быть Древние финикийцы или древние греки) отваживались отправиться в дальнее путешествие по морям-океанам.
И когда берег уже терялся из вида, то небесные светила (днем — Солнце, а ночью — звезды), подобно компасу, помогали путешественникам узнавать, куда надо плыть.
В поэме философа и поэта Гомера «Одиссея» есть довольно подробное описание, имеющее отношение к ориентировке на море:
Радостно парус напряг Одиссей и, попутному ветру
Вверившись, поплыл. Сидя на корме и могучей рукою
Руль обращая, он бодрствовал; сон на его не спускался
Очи, и их не сводил он с Плеяд, с нисходящего поздно
В море Воота, с Медведицы, в людях еще Колесницы
Имя носящей и близ Ориона свершающей вечно
Круг свой, себя никогда не купая в водах океана.
С нею богиня богинь повелела ему неусыпно
Путь соглашать свой, ее оставляя по левую руку…
Даже из этого маленького отрывка видно, что навигатор использовал в кораблевождении и перечисленные здесь созвездия: Орион, Воот (то есть Волопас), Медведица, — и звездное скопление Плеяд, и ему, видимо, было хорошо известно, как перемещаются по небу эти звезды-ориентиры.
В ІХ-VII веках до н. э. греки уже знали и многие созвездия, и отдельные звезды, например Сириус, или Сверкающую, ярчайшую звезду неба; отмечали, что звезды Большой Медведицы никогда «не купаются» в океане. Особо их интересовали созвездия вблизи небесного экватора.
Гомер ничего не говорит о какой-либо приметной звезде над Северным полюсом мира. Наверное, потому, что главная звезда Малой Медведицы еще не занимала это место, ей только предстояло стать Полярной.
В древности особая точность в ориентировке и не требовалась. Мореплаватели «соглашали свой путь» с Солнцем, Луной, яркими звездами (такие звезды потом стали называть навигационными).
Но когда просторы Средиземноморья были уже тесны для мореплавания, то и приближенная ориентировка оказалась недостаточной.
Историки полагают, что первое пособие по навигационной астрономии составил в VI веке до н. э. один из родоначальников античной философии и науки Фалес Милетский.
И тут без знания небесных светил моряки обойтись уже не могли. Пришлось разрабатывать, например, методы определения географической долготы по наблюдениям лунных затмений и затмений галилеевых спутников Юпитера.
Определение географических координат с помощью секстанта на корабле в открытом море. Гравюра по рисунку Страдануса. 1520 год.
Великий мореплаватель ХV века Христофор Колумб считал способ ориентировки по звездам самым верным и надежным. Называл счастливцами тех, кто этим способом владел.
Мореходная астрономия из века в век интенсивно развивалась и достигла большого совершенства. Этот важный раздел практической астрономии позволял морякам очень точно определять географические координаты (широту и долготу) в открытом море.
В распоряжении морских штурманов появились точные угломерные инструменты, морские астрономические справочники.
Вечернее звездное небо летом.
В 1714 году парламент Великобритании крупнейшей тогда морской державы установил огромную премию за разработку наиболее надежного способа определения долготы.
Одним из экспертов выступал сам Ньютон. Был предложен метод (и он прослужил очень долго), основанный на сравнении моментов времени в данном месте и месте, географическая долгота которого точно известна.
Из астрономических наблюдений определяли местное время, а хронометр, который непременно должен был быть на судне, показывал точное время того пункта, относительно которого желали определить долготу.
Конечно, с появлением радио задача упростилась, поскольку стало возможным непосредственно узнавать время нулевого географического меридиана или пункта с известной долготой.
Разность времен равна разности географических долгот. Штурман должен либо принять сигналы точного времени, например из Лондона или Москвы, либо иметь в своем распоряжении точные часы (хронометр), идущие по времени какого-либо известного пункта.
Хронометр — переносные часы, которые хранятся в особо приспособленных ящиках с подвесками и другой защитой от всевозможных помех.
А местное время пункта, в котором находится судно, штурман определяет из астрономических наблюдений и с помощью данных, содержащихся в каталогах или звездных картах.
Вторую географическую координату — широту — определяли по склонению и прямому восхождению светила, находящегося в зените.
Мы познакомили вас лишь с общей идеей метода. На практике все оказывается сложнее, особенно с определением географической широты.
Далеко не всегда в нужный момент можно увидеть яркую звезду в зените, а Солнце и Луна в средних широтах вообще не бывают в зените.
Поэтому местоположение приходится определять по наблюдению двух звезд или по двум наблюдениям Солнца, Луны, Венеры либо Юпитера.
По этим данным проводят на географической карте линии положения (линии равных высот) и на них находят точку, соответствующую местоположению корабля.
В нашу эпоху на службу мореплавателям поставлена радионавигационная техника. Для целей навигации запускают системы специализированных искусственных спутников Земли.
Но и старая мореходная астрономия не забыта. В случае необходимости любой штурман должен уметь с помощью навигационных звезд определить, где находится корабль и в каком направлении следует плыть дальше.
Секстант. Этим астрономическим прибором моряки издавна пользуются для определения высоты светила в небе. А секстантом прибор назван потому, что измерения делаются с помощью разделенной на угловые меры дуги в 1/6 часть окружноети (лат. sex-tantis — шестая часть).
При наблюдениях секстант держат в руках, так как палуба корабля не всегда остается горизонтальной.
Таких навигационных звезд 26. Это светила не слабее 2-й звездной величины. 18 из них расположены в небе Северного полушария, остальные Южного.
Штурманов учат узнавать эти звезды «в лицо», уметь использовать их для ориентировки даже при непродолжительном появлении в просветах между облаками.
Основы мореходной астрономии в усовершенствованном виде в ХХ веке нашли широкое применение и в авиации и в космонавтике. И уж, конечно, штурманы авиации и космонавты прекрасно знают навигационные звезды.
А какие из навигационных звезд, расположенных в небе Северного полушария, знаете и можете быстро отыскать в небе вы?
Вот имена этих звезд: Сириус (α Большого Пса), Арктур (α Волопаса), Вега (α Лиры), Капелла (α Возничего), Ригель (β Ориона), Процион (α Малого Пса), Бетельгейза (α Ориона), Альтаир (α Орла), Альдебаран (α Тельца), Антарес (α Скорпиона), Спика (α Девы), Поллукс (β Близнецов), Фомальгаут (α Южной Рыбы), Денеб (α Лебедя), Регул (α Льва), Полярная (α Малой Медведицы), Альферац (α Андромеды), Алиот (Ɛ Большой Медведицы).
Доктор педагогических наук Левитан Е.
Видео: Загадка звездное небо
Правила отыскания навигационных звезд
Для применения астрономических приборов необходимо уметь безошибочно находить на небесной сфере нужные звезды и планеты.
Наблюдая звездное небо, нельзя не заметить большого разнообразия звезд. Многие звезды выделяются своей яркостью или цветом.
Среди большого множества звезд выделяются отдельные группы звезд, имеющие характерные очертания и называемые созвездиями.
Созвездия, участвуя в суточном вращении небесной сферы, сохраняют свое взаимное расположение друг относительно друга и очертания характерных фигур.
Наличие таких особенностей позволяет легко ориентироваться среди тысяч звезд, несмотря на кажущуюся хаотичность в их расположении.
Наиболее характерными признаками, по которым отыскиваются навигационные звезды, являются конфигурации созвездий, взаимное расположение и видимая яркость звезд.
Для того чтобы найти на небе нужную звезду, сначала находят созвездие, которому она принадлежит, а затем, зная расположение нужной звезды в данном созвездии и ее видимую яркость, отыскивают звезду.
Наиболее яркие звезды в созвездиях служат надежными ориентирами для нахождения более слабых звезд. Небо разделено на 88 участков-созвездий, из которых более 60 могут быть видимы с территории Северного полушария Земли.
Каждое из созвездий имеет название. Большинство созвездий получили названия в глубокой древности и связаны с легендами и мифами.
Яркие звезды каждого созвездия обозначаются буквами греческого алфавита, как правило, в порядке уменьшения их видимой яркости. Самая яркая звезда в созвездии обозначается буквой α, следующая за ней по яркости — буквой β и т. д.
В некоторых созвездиях такой порядок обозначения звезд нарушается. Наиболее яркие звезды созвездий, кроме буквенных обозначений, имеют собственные названия.
Так, например, звезда α созвездия Лиры называется Вега, звезда β созвездия Ориона называется Ригель.
В Северном и Южном полушариях используются определенные навигационные звезды, для которых составлены таблицы высот и азимутов.
Северное полушарие
Навигационные звезды, используемые в Северном полушарии, приведены в табл. 1.
табл.1.
Отыскание нужных для наблюдений звезд проще всего производить от опорных созвездий, имеющих знакомые всем очертания. Наиболее выразительные созвездия служат отправными пунктами, позволяющими переходить от них к соседним созвездиям и звездам.
Отыскание навигационных звезд, видимых в Северном полушарии, производится по следующим правилам. Звездное небо условно делится на три участка (рис. 2.1).
Рис. 2. 1. Правила отыскания навигационных звезд в Северном полушарии.
Участки неба
На первом участке неба расположены созвездия Большой Медведицы, Малой Медведицы, Волопаса, Девы, Скорпиона и Льва.
Общеизвестным созвездием на этом участке является созвездие Большой Медведицы. От него начинают отыскание других созвездий.
Семь наиболее ярких звезд этого созвездия образуют характерную фигуру ковша с ручкой, самую запоминающуюся фигуру на звездном небе.
Третья звезда от конца ручки является навигационной звездой Алиот. Следует иметь в виду, что ручка ковша вследствие вращения звездного неба в разное время имеет различное направление к линии горизонта.
Для отыскания Полярной звезды нужно мысленно провести прямую через две крайние звезды ковша созвездия Большой Медведицы в направлении внешней части ковша, а затем на этой линии отложить пять расстояний между указанными звездами.
В конце отложенного расстояния обнаружится Полярная, наиболее яркая звезда, входящая в созвездие Малой Медведицы. Семь звезд этого созвездия образуют малый ковш с ручкой, на конце которой располагается Полярная звезда.
Эта звезда очень важная из-за своего особого положения на небе. Она почти точно совпадает с полюсом мира, и поэтому по ней всегда можно указать направление на север и определить широту места наблюдателя.
Большинство звезд малого ковша слабые. Среди них выделяются только две крайние звезды ковша. Их называют «стражами» полюса, так как они ходят вокруг полюса, как часовые.
Для отыскания навигационных звезд Арктур и Спика необходимо продолжить взглядом дугообразную линию ручки ковша Большой Медведицы.
Сначала эта линия пройдет через созвездие Волопаса, имеющее форму парашютного значка, в которое входит звезда Арктур, самая яркая не только в этом созвездии, но и на всем первом участке неба.
Арктур очень заметная звезда с оранжевым оттенком. Дальше на продолжении дугообразной линии находится единственная яркая звезда Спика, входящая в большое созвездие Девы, которое состоит преимущественно из слабых звезд.
Чтобы найти звезду Антарес созвездия Скорпиона, нужно провести прямую линию через звезды ручки ковша Большой Медведицы. Эта линия пройдет мимо хорошо видимого серпообразного созвездия Северной Короны.
На расстоянии примерно в два раза большем, чем расстояние от ковша Большой Медведицы до Северной Короны, расположена звезда Антарес.
Для отыскания звезды Регул нужно провести прямую линию через две звезды ковша Большой Медведицы, ближайшие к ручке, в направлении, противоположном Полярной звезде.
Отложив на этой линии расстояние, примерно в 1,5 раза больше, чем расстояние от Большой Медведицы до Полярной звезды, отыскивают звезду Регул созвездия Льва, имеющего фигуру трапеции.
На втором участке неба находятся созвездия Ориона, Тельца, Возничего, Близнецов, Малого Пса и Большого Пса. На этом участке опорным созвездием является созвездие Ориона, которое почти также общеизвестно, как и созвездие Большой Медведицы.
Это созвездие очень богато яркими звездами. Столько ярких звезд нет ни в одном другом созвездии: пять звезд второй звездной величины и две первой.
Четыре его яркие звезды образуют трапецию, внутри которой расположены рядом три тоже яркие звезды, носящие название пояса Ориона.
Две самые яркие звезды этого созвездия, находящиеся в противоположных углах трапеции, являются навигационными. Звезда, которая находится ближе к Полярной, называется Бетельгейзе, а противоположная ей — Ригель. Бетельгейзе красная звезда, а Ригель белая.
На продолжении спиральной линии, начатой в поясе Ориона, в направлении против хода часовой стрелки последовательно расположены звезды Альдебаран (α Тельца), Капелла (α Возничего), Поллукс (β Близнецов), Процион (α Малого Пса) и Сириус (α Большого Пса) — самая яркая звезда всего неба.
На третьем участке неба расположены созвездия Лиры, Кассиопеи, Лебедя, Орла, Пегаса, Андромеды, Овна и Южной Рыбы.
На этом участке выделяется созвездие Кассиопеи и блестящая звезда Вега созвездия Лиры. Звезда Вега является самой яркой звездой третьего участка неба.
Созвездие Кассиопеи, имеющее очертание латинской буквы W, хотя и не содержит навигационной звезды, но зато является характерным ориентиром.
Вега находится на продолжении прямой линии, проведенной через две звезды у основания ручки ковша Большой Медведицы в сторону, противоположную Регулу.
Рядом с Вегой четыре слабые звезды маленького созвездия Лиры образуют характерную фигуру параллелограмма. Вблизи созвездия Лиры расположены созвездия Лебедя и Орла.
Наиболее яркие звезды созвездия Лебедя образуют фигуру креста, известную под названием Северный Крест, в вершине которого выделяется яркая звезда Денеб.
Созвездие Орла напоминает фигуру самолета. Его самая яркая звезда является навигационной звездой Альтаиром. Альтаир, Вега и Денеб образуют большой летний треугольник, известный всем штурманам.
Если провести прямую линию через две крайние звезды ковша Большой Медведицы и Полярную, то она пройдет через созвездие Пегаса.
Группа звезд созвездий Пегаса и Андромеды образуют ковш, который значительно больше ковша Большой Медведицы. У основания ручки этого ковша расположена звезда Альферац (α Андромеды).
В ясную и безлунную ночь недалеко от звезды Альферац в сторону созвездия Кассиопеи можно увидеть туманность Андромеды — ближайшую к нам галактику.
Чтобы найти звезду Фомальгаут созвездия Южной Рыбы, нужно продолжить прямую линию, идущую от Полярной через созвездие Пегаса.
Для отыскания звезды Хамаль, входящей в созвездие Овна, нужно провести прямую линию от Полярной звезды мимо легко опознаваемого созвездия Кассиопеи в сторону созвездия Андромеды, вблизи которого и расположена звезда Хамаль.
Южное полушарие
В Южном полушарии используется 24 навигационные звезды, из которых 16 те же, что применяются в Северном полушарии и 8 дополнительных: Хамаль ( α Овна), Канопус (α Арго), Ахернар (α Эридана), Пикок (α Павлина), β Южного Креста, α Центавра, α Южного Треугольника и Ɛ Стрельца.
В Южном полушарии из общего количества навигационных звезд не используются только две — Полярная и Бетельгейзе.
Навигационные звезды, расположенные в Южном полушарии, начинают обычно отыскивать от легко опознаваемой группы созвездий Киль, Корма, Компас и Паруса, которые раньше входили в одно большое созвездие Корабль Аргонавтов (рис. 2.2).
рис. 2.2
Правила отыскания навигационных звезд в Южном полушарии.
В созвездии Киля выделяется желтая звезда Канопус, которая по яркости уступает лишь только Сириусу. Яркие звезды Сириус, Канопус и Ригель образуют треугольник, который выделяется при первом взгляде на небо.
Известным созвездием Южного полушария является также знаменитое созвездие Южного Креста. Его более длинная перекладина почти точно указывает на Южный полюс мира, который в отличие от Северного полюса мира не отмечен никакой звездой.
Созвездие Южного Креста небольшое, но состоит из ярких звезд. Наиболее яркая звезда β является навигационной.
В этой же части неба расположена большая и выразительная группа звезд, входящих в созвездие Центавра. В этом созвездии выделяются две звезды, расположенные на небольшом удалении друг от друга.
Навигационной является α Центавра, которая более яркая. Недалеко от этой звезды расположено приметное созвездие Южный Треугольник с навигационной звездой α.
К числу созвездий, имеющих хорошо заметные конфигурации и содержащих яркие звезды, относятся Павлин и Стрелец.
В созвездии Павлина находится навигационная звезда Пикок, а в созвездии Стрельца — звезда Ɛ. Эти звезды с навигационной звездой α Южного Треугольника образуют легко различимый треугольник. Эти три звезды имеют примерно одинаковую яркость и выделяются в этой части неба среди более слабых звезд.
Очень большую часть неба Южного полушария занимает большое, но слабое и бесформенное созвездие Эридан. Оно простирается по одной из самых пустынных областей неба. Его единственная яркая звезда Ахернар является навигационной.
В связи с тем, что в данной части неба, кроме звезды Ахернар, нет других ярких звезд, приходится использовать звезду Хамаль, расположенную в Северном полушарии вблизи экватора, хотя она и не очень яркая.
Почти все перечисленные навигационные звезды расположены на одной дугообразной линии, идущей вокруг Южного полюса мира.
Чтобы овладеть рассмотренными правилами отыскания навигационных звезд, необходимо не только изучать их, но и провести ряд тренировок по применению этих правил непосредственно на звездном небе.
Наиболее рациональным способом изучения звездного неба является изучение его в планетарии, где можно имитировать вид звездного неба для любого времени суток и разных широт.
Каждый штурман должен натренировать себя так, чтобы находить нужные созвездия и звезды не только при видимости всего неба, но и отдельных его участков.
Для безошибочного отыскания и опознавания навигационных звезд, кроме особенностей конфигураций созвездий и взаимного расположения их, нужно учитывать цвет и звездные величины отыскиваемых звезд и звезд, расположенных рядом.
Все рассмотренные навигационные звезды могут быть использованы для навигации. Однако следует иметь в виду, что возможность их видимости на небе зависит от широты места наблюдения, времени года и суток.
В середине ночи доступны наблюдению те созвездия, которые находятся в части неба, противоположной Солнцу. Зная даты нахождения Солнца в основных точках эклиптики, можно по картам звездного неба, прилагаемым к ААЕ, легко определить созвездия, расположенные на ночной стороне звездного неба, видимые в данное время года.
Черный М. А.
Видео: Бабье лето, почему так называют это явление
Ориентиры в походе — как определить правильное направление
Поход – польза походов – полезные советы туриста
Как не заблудиться в лесу без технических средств
Проблемы — 5 поводов оставить все и уехать в путешествие
Почему человек любит путешествовать
