Ориентировка по звездам

В противоположность этому положение небесного экватора на небесной сфере не зависит от времени и места наблюдателя на Земле, следовательно, склонение каждого светила, отсчитываемое от экватора, — величина постоянная. Прямое восхождение, которое отсчитывается от точки весеннего равноденствия, вращающейся вместе с небесной сферой, тоже постоянно для каждого светила. Часовой угол вследствие равномерного вращения небесной сферы изменяется с течением времени равномерно. Поэтому карты неба и астрономические ежегодники составляются в экваториальных координатах.

Горизонтные и экваториальные координаты светил связаны между собой определенными соотношениями.

Интересно отметить, что широта места наблюдателя равна высоте полюса мира   ( _набл= h _п.м), потому что стороны углов взаимно перпендикулярны (рис. 11). Так будет в любой точке земного шара. В этом легко убедиться, наблюдая Полярную звезду, которая расположена близ полюса мира, из различных мест, значительно удаленных друг от друга по широте. Даже невооруженным глазом можно определить, что Полярная звезда в Москве ( 56°) выше, чем в Краснодаре (   45°), а в Архангельске ( 64°) выше, чем в Москве. На Северном географическом полюсе ( = 90°) Полярная звезда расположена прямо над головой, в зените.

Таким образом, измерив высоту полюса мира (практически высоту Полярной звезды), наблюдатель получит географическую широту своего места.

Рис. 11. Высота полюса мира равна географической широте места наблюдателя

Каждое светило в своем суточном движении вокруг оси мира пересекает небесный меридиан в двух точках. Момент прохождения светила через небесный меридиан называется кульминацией светила. Различают верхнюю и нижнюю кульминации. При верхней кульминации высота светила наибольшая, а при нижней — наименьшая. В северной полусфере азимут светила в момент верхней кульминации равен 180°, а в момент нижней —0°. Исключением являются азимуты незаходящих светил, верхние кульминации которых происходят между полюсом и зенитом. У этих светил азимуты при верхней и нижней кульминациях равны 0°.

Рис. 12. Соотношение между высотой и склонением светила в момент кульминации и широтой места наблюдателя

Весьма важным является соотношение между широтой места наблюдателя , склонением и высотой h светила в момент его кульминации. На рис. 12 показано светило в верхней кульминации между точкой юга и зенитом. Из рисунка видно, что в этом случае

h = 90° — + .

Если светило в верхней кульминации находится между зенитом и полюсом, то

H  =  90° + —.

Рассуждая таким же образом, для нижней кульминации светила получим

h = + — 90°.

По этим соотношениям, зная широту местонахождения наблюдателя (определяется по карте) и склонение светила (находится по «Астрономическому ежегоднику»), можно рассчитать высоту светила в момент кульминации и, сравнив ее с фактически измеренной высотой в момент кульминации, вычислить поправку секстанта. По высоте светила, измеренной в момент кульминации, можно рассчитать также широту своего местонахождения.

ЗВЕЗДНОЕ НЕБО

 В ясную безлунную ночь над нашей головой видны и яркие звезды, сразу привлекающие к себе внимание, и менее яркие, и еле различимые невооруженным глазом. В одной стороне неба одни звездные рисунки, в другой — другие (см. приложение). Некоторые группы звезд своими рисунками напоминают какие-то фигуры: ковша, креста, серпа и т. д.

Наиболее яркие звезды отличаются друг от друга и цветом. Из-за различия температуры поверхности звезд одни из них излучают белый свет, другие — желтоватый, третьи— красноватый или оранжевый и т. д.

С Земли кажется, что звездное небо, как одно целое, как внутренняя поверхность огромного шара, постоянно вращается вокруг оси. Вращение небесного свода, на котором звезды неподвижны одна относительно другой, можно заметить в течение одного — двух часов. За сутки небесный свод делает полный оборот. Если сфотографировать это вращение звездного неба, на снимке звезды прочертят линии, соответствующие их движению. Особенно наглядно вращение звездного неба близ полюса мира (рис. 13).

Но вращение небесной сферы кажущееся. На самом деле вращается вокруг своей оси Земля.

Вследствие вращения Земли вокруг своей оси видимое суточное вращение небесной сферы вокруг оси мира происходит с угловой скоростью, равной скорости вращения Земли, но в обратном направлении. При этом каждая звезда описывает малый круг; плоскости этих кругов параллельны плоскости небесного экватора.

Рис. 13. Созвездие Большой Медведицы за сутки делает полный оборот вокруг Полярной звезды