Астронавигация до недавних пор была одним из главных искусств морехода. Сейчас, когда уже сложно купить телефон без
GPS, нередко к ней стали относится как к вязанию носков — занятно, долго, архаично, на любителя. Тем не менее, в океанских плаваниях это
по-прежнему незаменимая наука. Случаи полного выхода всей электроники на борту яхты редки, но не исключительны. Идти по счислению в океане, вычисляя свое положение по пройденному пути и курсу, с достаточной точностью вряд ли получится даже у очень опытного моряка. Океанские течения, ветер и волны дают существенную разницу между компасным и истинным курсом.
Есть в астронавигации и еще один практический и философский аспект. Изучая астронавигацию, можно узнать некоторые простые приемы, которые помогут ориентироваться в окружающем мире без приборов. В этом плане я могу рекомендовать полистать книгу Павла Попова «Общедоступная практическая астрономия», выпущенную в 1953 году и доступную сейчас в интернете. Философский же аспект для каждого яхтсмена должен быть очевиден. Если мы любим парус за свободу перемещаться куда захотим и где захотим, за свободу от топлива, берега и цивилизации, мы должны любить и астронавигацию за свободу знать, где мы находимся, без американских, российских и китайских спутников.
Кстати, про свободу. Недавно «Моя планета» выпустила одну забавную книгу. Автор ее настолько решил оторваться от цивилизации, что купил мешок разных семян, которые проращивал у себя на лодке и употреблял ростки в пищу. Он также приводит сведения по пищевой ценности разных продуктов и делится энциклопедическими знаниями по пригодности к употреблению в пищу разных видов водорослей. В общем, если вам нравится фильм «Водный мир», то купите эту книгу, разных семян рублей на триста, и лет десять можете жить в океане, ни в чем себе не отказывая.
Теперь вернемся к астронавигации. Существует множество способов определиться по небесным телам. Сегодня мы попробуем сделать самое волшебное и красивое — определиться по звездам. Самый простой способ определить широту по высоте полярной звезды знают все. Без мореходных справочников, правда, точность составит миль сто-двести, так как Полярная звезда все-таки не над самим полюсом висит, а имеет склонение N89.2. Теперь нарисуйте круг, который будет обозначать нашу Землю, а повыше над полюсом — Полярную звезду. Наметьте где-то на 20 градусах северной широты точку на краю круга. Мы здесь. Под каким углом будет видна Полярная звезда?
Чтобы получить правильный ответ, нужно из нашей позиции нарисовать линию, параллельную той, что соединяет полюс с Полярной звездой. А через нашу точку позиции провести по касательной к кругу линию горизонта. Так как звезды от нас очень далеки, и как бы мы по земле не перемещались, все прямые с любой точки нашей планеты до звезды будут графически параллельны. Рисуйте аккуратно, так как каждый градус ошибки по широте дает ошибку ровно в 60 морских миль.
Теперь внимание. Если звезда над полюсом (90N), а мы под ней (высота звезды, как мы ее видим, 90 градусов), то мы на полюсе — наша широта 90N. Если же высота этой звезды 20 градусов, то значит, мы на 20 широте. Теперь абстрагируемся от полюсов. Мы только что вывели, что если мы знаем точку на нашей планете (назовем ее GP), которая находится прямо под звездой (это был Северный полюс), то измерив ее высоту, мы найдем на поверхности земли круг (в нашем примере это была широта — это круг на поверхности планеты), чьи точки равноудалены от GP. Один градус неслучайно равен 60 морским милям, и если высота звезды 20 градусов, то мы находимся где-то в удалении (90–20)x60 = 4200 морских миль от ее GP.
Теперь вы знаете, как работает астронавигация! В морском альманахе есть порядка 60 навигационных звезд, и недолго покопавшись в таблицах, мы для каждой звезды можем найти ее GP на любой выбранный момент времени. Измерив высоту нескольких звезд, мы нарисуем на планете несколько соответствующих высотам кругов. Где круги пересеклись — там и мы. Альманахи, кстати, в интернете есть бесплатные (одна коммерческая фирма так рекламирует свою программу), все желающие могут скачать.
Глобус, конечно, никто не разрисовывает. По сути, задача сводится к решению сферических треугольников. Это так же, как с обычными треугольниками, но на сфере, а потому синусов-косинусов побольше. Решать задачу можно при помощи калькулятора, а можно при помощи таблиц в морском альманахе. Второй способ требует внимательности и аккуратности — тут берем альфу, по альфе в другой таблице бету, а по бете еще в одной таблице гамму. Если бета такая, то эпсилон берем тут и прибавляем, а если другая, то здесь и вычитаем. Ничего сложного, алгоритм отписан, только очень долго и кропотливо. Зато без электроники.
Итак, суть вы поняли, теперь вернемся к магии — к снятию звезд. Чтобы получить высоту звезды, нужно совместить в секстанте ее отражение с горизонтом и прочесть показания. Для этого, кроме секстанта, нам нужна звезда (небо должно быть чистым) и горизонт. Горизонт отчетливо видно в сумерки — после заката и до рассвета. И звезды лишние к тому моменту гаснут, остаются только самые яркие — как раз те, что из альманаха. Практически на широте 20 градусов сейчас есть около 25 минут два раза в сутки на то, чтобы снять высоты звезд. При этом нам будут мешать облака, качка, мачта и разные стойки заслонять обзор — придется быть расторопным.
Поэтому к снятию звезд готовятся заранее. По справочнику определяют время обсервации и положение точки Овна. Она служит своеобразным нулевым меридианом небесной сферы, вращающейся вместе со всеми звездами вокруг нас. Когда-то она проходила через Орион, но с тех давних пор, как все эти чудеса открыли, Орион сместился градусов на 30, а название осталось. Затем по нашей примерной широте и положению точки Ориона мы можем заглянуть в издание «Sight Reduction Tables for Air Navigation» (есть в интернете, издается раз в 10 лет), которое нам подскажет, какие звезды нам лучше всего выбрать — они должны быть яркие, на высоте 20–60 градусов (чтобы меньше было влияние атмосферной рефракции) и расположены вокруг нас, чтобы пересечение их линий позиции (кругов на земной сфере) было не под слишком острыми углами. Впрочем, выбрать звезды можно и разными другими способами. Для звезд нам нужно примерно определить высоту и азимут на момент обсервации, чтобы не выискивать их в небе и не сомневаться, те ли звезды мы снимаем. После того, как мы это сделали, берем часы, ручку, бумагу, пеленгатор и секстант и отправляемся на палубу.
Для тех, кто хочет поупражняться. Сегодня 7 декабря. Утром мне удалось снять следующие звезды [время GMT/UT, звезда, высота (инструментальная ошибка) ]: 08:16:12 Spica 38 07.5 (-1.8), 08:26:20 Dubhe 46 56.5 (-2.2), 08:32:03 Spica 41 17.0 (-1.9), 08:33:26 Arcturus 41 41.0 (-1.9), 08:37:51 Sirius 19 18.0 (-0.8), 08:40:05 Sirius 18 49.5 (-0.8), 08:45:30 Arcturus 44 29.0 (-2.0). Конечно, снял я немного больше, но часть показаний забраковал. Либо записал с ошибкой, либо сажал в темноту, либо считать нужно сложным способом. Здесь не учтено, что судовые часы спешат на 6 секунд. IE 1' OFF. А в скобочках дополнительная поправка к измеряемой высоте, вызванная старостью моего прибора.
Купил я его на барахолке в убитом состоянии и немного восстановил. На угле 10 градусов он завышает показания на 0,35' и на каждый следующий градус значение ошибки растет на 0,05'. Для высоты 18 градусов, соответственно, ошибка уже 0,75'. Выверял я его сам по парам звезд, кому интересно, на форуме журнала «Катера и Яхты» есть про это тема. А кого интересуют ошибки навигационных инструментов вообще, отправляю к книге А. И. Фатьянова «Практическое руководство по выверке и определению поправок штурманских приборов на судах», которую можно найти в интернете.
После снятия звезд требуется для каждой обсервации нарисовать линию позиции на карте. По-хорошему, каждую звезду надо успеть снять раза три, чтобы достоверно исключить ошибки, вызванные плохой видимостью и качкой, ошибки записи показаний. Звезд нам надо, по-хорошему, минимум три, чтобы уверенно найти точку пересечения. Итого, работы будет немало — с десяток обсерваций обсчитывать!
Существует достаточно простой способ вычислять линии положения по публикации 249 тома 1 «Sight Reduction Tables for Air Navigation». Не буду его здесь описывать, все желающие смогут скачать эту публикацию и прочесть пару страниц введения к ней. При некоторой сноровке на одну обсервацию уйдет минуты три. Я же сегодня, признаюсь, заморочился на половину дня. Вот что значит редко практиковаться. Я обсчитал обсервации, и когда начал рисовать, то увидел, что все летит не туда и в разные стороны. Тогда я даже обсчитал «плохие» обсервации, и с удивлением обнаружил, что они оказались лучше «хороших». От примерных координат
GPS все улетало аж до тридцати миль в сторону! Не может быть!
Условия были неплохими. Длинная океанская волна высотой до метра и длиной метров пятьдесят и мелкая волнишка сантиметров по десять. Горизонт не везде хорошо просматривался, но терпимо. Откуда такие ошибки вылезли? Даже при небрежном снятии звезд и небрежной записи сложно получить ошибку больше 10 минут. А здесь линии позиций даже сходиться куда-то в одно место не хотят. Все перепроверил.
Ошибки, наверное, вылезли с ночной вахты. Я зачем-то все пеленги на звезды стал вычитать из 360 градусов (такую ошибку вообще-то можно сделать, только если совсем не понимаешь, что делаешь — но уж что сделано, то сделано). Когда я понял, что натворил, все линии позиций дружно легли рядом, в паре миль друг от друга. Ё-мое, из-за этой своей глупости, или, скорее, бездумности, я потерял часа три, перепроверяя результаты, считая ненужное, пересчитывая результаты другим способом.
В 08:00 GMT лодка находилась в координатах 18 40.3N 041 48.5W, в 09:00 GMT — в координатах 18 38.4N 041 54.6W, следуя курсом 251 градус со скоростью 6.1 узла. По-хорошему, если мы определяем позицию на 08:30 GMT, то все линии позиций нужно соответственно курсу и скорости сместить. Ввиду неудачно малого рисунка я не стал этого делать, решив что дополнительная ошибка в 1.5 мили (начал снимать в 08:16, закончил в 08:45) сильно картину не испортит.
У меня по рисунку получилось примерно 18 39N 041 57W, а позиция лодки в 08:30 была 18 39N 41 51W. Ошибка составила около 5 миль. Возможно, если перерисовать рисунок в другом масштабе (у меня сейчас миля — 1.2 миллиметра), учесть курс и скорость, то точность окажется выше.
Но и такой точности вполне достаточно, чтобы выйти к нужному острову или нужному порту, и начать использовать для навигации береговые ориентиры. Практически, мне удавалось моим прибором определяться с точностью в 2–3 мили. Считается, что это очень неплохой результат.
На этом, наверное, тему астронавигации в дневнике закроем. Ну, может, по солнцу еще завтра определюсь. Тоже давно этого не делал. А желающим изучить астронавигацию я категорически рекомендую Алексея Панасенко из московской яхт-школы «Rays», чей вымпел я сейчас несу под левой краспицей, как ее выпускник. Он замечательно умеет преподносить сложное просто.
© 2003-2024
Комментарии