В звёздных лабиринтах: Ориентирование по небу

Дважды в год — 21 марта и 23 сентября — Солнце на экваторе восходит и заходит, как и всюду на Земле (кроме полюсов, где практически эти направления отсутствуют), в точках востока и запада. В полдень Солнце достигает зенита. Характерно, что движение Солнца в эти дни происходит перпендикулярно к плоскости горизонта, что сказывается на продолжительности предрассветных и вечерних сумерек: так как скорость суточного движения Солнца составляет примерно 15 градусов в час, то сумерки в этот период заканчиваются за какие-нибудь полчаса. (Между прочим, быстротечность сумерек заметна и в южных районах нашей страны.) В дни летнего и зимнего солнцестояний 22 июня и 23 сентября, когда Солнце больше всего удаляется от небесного экватора, азимуты точек его восхода и захода смещаются на 23°27' к северу или к югу. И если на полюсах в это время максимальная высота Солнца составляет 23°27' над горизонтом, то здесь, на экваторе, она равна 90° — 23°27' = 66°33'. Это минимальная высота полуденного экваториального Солнца. При этом в период с 21 марта по 23 сентября Солнце кульминирует над точкой севера, а в период с 23 сентября по 21 марта — над точкой юга. Вообще для жителей экваториального пояса (от 23°27' северной широты до 23° 27' южной широты) Солнце кульминирует полгода над точкой севера и полгода над точкой юга.

Для наблюдателей, находящихся южнее 23°27' южной широты, Солнце всегда кульминирует в северной стороне неба. Суточное движение его происходит не слева направо, как мы к этому привыкли, а справа налево (если стоять лицом к Солнцу). В южном полушарии, став лицом к полуденному Солнцу, мы будем иметь справа восток, слева — запад, юг же окажется у нас за спиной.

Наиболее простой и надёжный способ определения направления «север—юг» в ночное время связан с отысканием северного или южного полюса мира. Проведя через две точки — полюс мира и точку, в которой находится наблюдатель, вертикальную плоскость, мы определим положение плоскости меридиана и тем самым найдем точки севера и юга.

В северном полушарии Земли найти полюс мира можно, отыскав на небе Полярную звезду. Правда, при этом результат получится не совсем точным, так как в действительности Полярная звезда не совпадает с северным полюсом мира, а находится от него на расстоянии примерно 1° дуги.

Полярную звезду удобнее всего искать, «отталкиваясь» от хорошо всем знакомого созвездия Большой Медведицы. Семь наиболее ярких звёзд этого созвездия образуют характерную фигуру ковша. (Этот «ковш» может быть расположен на небе по-разному: и «нормально», и «вверх дном», и «ручкой вниз» и т.п.) Если мысленно соединить две крайние звезды ковша прямой линией, продолжить её в сторону, противоположную «дну» ковша и отложить на этой линии приблизительно пять отрезков, равных по величине расстоянию между этими звёздами, то мы обнаружим Полярную звезду, которая входит в созвездие Малой Медведицы. Три наиболее заметные звезды этого созвездия и четыре слабые также образуют фигуру маленького ковшика. Полярная звезда является крайней звездой «ручки» этого «ковшика» (рис. 8).

Рис. 8. Нахождение Полярной звезды по созвездию Большой Медведицы.

В южном полушарии Земли отыскание южного полюса мира является задачей более сложной, так как в непосредственной близости от этой точки небесной сферы нет такой яркой звезды, как Полярная.

Решить эту задачу помогает одно из самых примечательных созвездий южного неба — знаменитый Южный Крест — созвездие, получившее поэтическое описание в мемуарах многих путешественников. Отыскав на небе это созвездие, надо мысленно провести линию через верхнюю и нижнюю его звёзды (при условии, если яркие звёзды α и β Центавра расположены слева) и продолжить её в сторону более длинной части фигуры Креста, отложив на ней приблизительно четыре отрезка, равных по величине расстоянию между этими звёздами. Найденная точка и будет южным полюсом мира, который находится в неприметном созвездии Октанта (рис. 9).

Рис. 9. Ориентирование по созвездию Южного Креста.

Глава II ЗВЁЗДЫ СМОТРЯТ ВНИЗ

Это образное выражение, нередко встречающееся в художественной литературе, обычно употребляется для того, чтобы подчеркнуть тот факт, что хотя небесные светила находятся от нас очень далеко, наша земная жизнь так или иначе связана с космосом.

Одним из конкретных выражений этой связи является возможность определения земных географических координат, т.е. широты и долготы по наблюдениям небесных светил.

Первым прибором, служащим этой цели и созданным ещё в III в. до н. э., была астролябия, которая состояла из нескольких металлических колец с делениями, снабжённых диоптрами. Прибор широко употреблялся до XVI в., когда был заменен более совершенными устройствами — градштоком, квадрантом и, наконец, секстантом, идея которого была высказана Ньютоном (1643—1727).