В звёздных лабиринтах: Ориентирование по небу

Важное значение в современной морской и воздушной навигации приобрёл радиолокационный способ определения курса и местоположения корабля. При этом используются как радиолокационные изображения естественных очертаний берегов, так и сигналы, отраженные специальными отражателями, устанавливаемыми на берегах и на плавучих средствах.

Наряду с пассивными отражателями радиоволн применяются и активные — маяки-ответчики, которые в ответ на принятый сигнал радиолокатора посылают свой ответный сигнал, характерный для данного маяка. Подобные маяки особенно часто используются в проливах и других сложных для судовождения местах мирового океана.

В гражданской авиации получил широкое применение также метод радиолокационного наведения. Вдоль трассы через определённые промежутки устанавливаются радиолокационные станции, последовательно «передающие» друг другу летящий самолет. В случае отклонения от курса, обнаруженного одним из локаторов, на борт самолета передаются соответствующие поправки.

Полностью перешла в ведение электроники и такая традиционная астрономическая задача, как измерение и хранение точного времени. Если раньше эталоном для отсчёта промежутков времени служило вращение Земли и, следовательно, видимые суточные перемещения звёзд по небу, то созданные в последние годы атомные и молекулярные часы стали отсчитывать промежутки времени с точностью, намного превосходящей равномерность вращения нашей планеты.

В наши дни, несмотря на бурное развитие средств электроники и радионавигации, на реальные перспективы создания глобальной системы навигационных искусственных спутников Земли, астроориентировка продолжает сохранять важное практическое значение.

Прежде всего следует заметить, что в основе применения навигационных электронных устройств лежит созданная в последние десятилетия глобальная система радиомаяков и радиолокационных станций, покрывающая почти всю поверхность нашей планеты. С её помощью можно оперативно определять положение интересующего нас объекта относительно определённых фиксированных точек земной поверхности.

Но для того, чтобы эту систему можно было практически эксплуатировать, необходимо, чтобы сеть радиомаяков была привязана к системе географических координат. Иными словами, должны быть как можно более точно определены географические координаты тех пунктов земной поверхности, где установлены радионавигационные средства. Наиболее точно и надёжно это может быть сделано с помощью астрономических наблюдений.

Нужно также подчеркнуть, что современная радио-астронавигационная сеть покрывает ещё не всю поверхность земного шара. Кроме того, время от времени нарушаются условия для прохождения радиоволн в атмосфере и средства радионавигации становятся ненадёжными.

Кроме того, у астрономических методов ориентирования имеются определённые преимущества, благодаря которым эти методы, видимо, будут применяться ещё длительное время.

Первое из них — полная автономность, т. е. независимость от каких-либо береговых объектов, от системы радионавигации, а также от физических условий в атмосфере и околоземном пространстве, оказывающих существенное влияние на характер распространения радиоволн.

Второе преимущество — простота, а также сравнительная дешевизна приборов и отсутствие необходимости в источниках электропитания.

Одним из наиболее распространенных авиационных астрономических приборов является астрокомпас. Назначение этого прибора состоит в том, чтобы по наблюдению небесных светил непрерывно указывать заданный курс. Во время полёта визир остается направленным на избранное светило (Солнце, Луну, планету, астронавигационную звезду), а специальный указатель показывает курсовой угол — угол между направлением на светило и линией заданного курса. С помощью фотоэлектронной техники визир автоматически удерживает светило в поле зрения. Специальная поляризационная система позволяет удерживать визир направленным на Солнце даже тогда, когда само Солнце закрыто облаками либо находится под горизонтом. Многие астрокомпасы имеют не одну, а несколько визирных систем. Применяются автоматические дистанционные астрокомпасы, снабжённые фотоэлектрической следящей системой с круговым обзором. Эта система способна наводиться на Солнце автоматически. Особый индикатор, установленный на приборной доске, непрерывно показывает истинный курс самолета. Такие астрокомпасы нередко включаются в общий комплекс навигационных устройств и могут выдавать все необходимые навигационные элементы полёта.

Астрономические навигационные средства просты и удобны в эксплуатации. Они не зависят ни от скорости, ни от высоты полёта. Их преимущество и в том, что они, в отличие от обычного компаса, не связаны с «ненадёжным» магнитным полем Земли, которое подвержено различным изменениям, связанным с воздействием многочисленных геофизических и космических факторов.