Дава Собел - Долгота

Из Гринвича Флемстид видел лишь часть звёздного неба, поэтому очень обрадовался, когда в 1676 году, сразу после создания Королевской обсерватории, неугомонный Галлей отправился в Южную Атлантику. Там, на острове Святой Елены, Галлей организовал мини-Гринвич. Географически точка была выбрана удачно, да только атмосфера подкачала: Галлей насчитал сквозь дымку лишь триста сорок одну новую звезду. Тем не менее и это было огромным достижением; не зря Галлея прозвали «южным Тихо».

В 1720 году он возглавил Королевскую обсерваторию и следующие двадцать с лишним лет посвятил наблюдениям за Луной: ведь картирование небес было лишь прелюдией к главной задаче — отметить маршрут ночного светила на поле недвижных звёзд.

Луна движется вокруг Земли по неравномерной эллиптической орбите, так что расстояние от неё до нашей планеты постоянно меняется. Кроме того, плоскость лунной орбиты поворачивается с периодом восемнадцать лет и несколько суток, так что для минимально точного расчёта её позиции нужны данные наблюдений за восемнадцать лет.

Галлей не только наблюдал за Луной днём и ночью, чтобы выявить причуды её движения, он ещё и проштудировал древние записи о затмениях, чтобы заглянуть в прошлое. Для будущих навигационных таблиц требовались любые данные о лунной орбите. Из этих источников Галлей вывел, что Луна в своём обращении вокруг Земли ускоряется со временем. (Сегодня учёные знают, что не Луна убыстряется, а вращение Земли замедляется из-за приливного трения; однако насчёт изменения относительной скорости Галлей оказался прав.)

Ещё до того как заступить на пост королевского астронома, Галлей предсказал возвращение кометы, обессмертившей его имя. Также он заметил, в 1718 году, что три самые яркие звезды на небе изменили своё положение с тех пор, как более двух тысячелетий назад китайцы и греки впервые определили их координаты, и чуть-чуть сместились даже со времен атласа Тихо Браге — всего за столетие с небольшим. Открытие собственного движения звёзд стало одним из величайших достижений Галлея, тем не менее он заверил мореходов, что на точность небесных часов оно не влияет — уж очень медленно происходят перемены.

В восемьдесят три года всё ещё здоровый и крепкий Галлей собрался передать свой пост Джеймсу Брадлею, но король (Георг III) не пожелал о таком и слышать. Будущему третьему королевскому астроному пришлось ждать ещё два года: Галлей скончался в январе 1742 года. Перемены в руководстве обсерватории крайне негативно сказались на судьбе Джона Гаррисона. Он утратил влиятельного покровителя; преемник Галлея, хоть и одобрил морской хронометр в 1735 году, не признавал ничего, кроме астрономии.

Брадлей в самом начале научной карьеры попытался измерить расстояние до звёзд. Правда, верного результата он так и не получил, зато при помощи двадцатичетырёхфутового телескопа впервые опытным путём доказал, что Земля и впрямь движется в космическом пространстве. Попутно он вычислил скорость света, уточнив прежние результаты Рёмера, определил огромные размеры Юпитера и заметил колебания в наклоне земной оси, которые совершенно верно объяснил лунным притяжением.

Королевский астроном Брадлей, как до него Флемстид и Галлей, главной своей задачей считал усовершенствование навигации. Он превзошёл самого Флемстида и дотошностью в составлении звёздных карт, и самоотречением: когда король предложил повысить ему жалованье, астроном отказался.

Парижская обсерватория тем временем не отставала от Гринвичской. Астроном Никола Луи де Лакайль продолжил дело Галлея: в 1750 году он отправился к мысу Доброй Надежды и составил каталог почти двух тысяч звёзд южного неба. По праву первопроходца он дал имена открытым созвездиям, назвав их в честь божеств современного пантеона: Микроскоп, Телескоп, Секстант и Часы.

Так астрономы кирпичик за кирпичиком возводили один из столпов метода лунных расстояний: они изучали орбиту Луны и картировали звёздное небо. Второй столп воздвигли изобретатели, создав инструменты для замера угловых расстояний. Недоставало лишь третьего столпа: таблиц, чтобы перевести результат измерений в градусы и минуты долготы. И эта часть задачи — составление лунных эфемерид — оказалась самой сложной. Луна упорно не давалась в руки астрономам.

Вот почему Брадлей с большим интересом взялся за лунные таблицы, составленные немецким картографом Тобиасом Майером. Майер считал, что разрешил проблему долготы, а значит, может претендовать на премию, поэтому отправил свои таблицы, вместе с измерительным прибором собственного изобретения, первому лорду Адмиралтейства Джорджу Ансону (тому самому Джорджу Ансону, который в 1741 году огибал на «Центурионе» мыс Горн по пути к островам Хуан-Фернандес). Адмирал лорд Ансон, член Комиссии по долготе, отправил таблицы Брадлею, чтобы тот высказал своё учёное мнение.

Майер работал в Нюрнберге: определял точные координаты объектов для картографического бюро Гоманна. Для вычисления долготы он использовал, помимо прочего, затмения Луны и покрытие звёзд Луной (так называется исчезновение звезды за диском нашего спутника). Майер хоть и картировал сушу, своё положение во времени и пространстве определял, как моряк, глядя на небеса. И ради собственных целей создал то, что могло разрешить проблему долготы: составил первые таблицы, в которых указывалось положение ночного светила. В этом Майеру очень помогла четырёхлетняя переписка со швейцарским математиком Леонардом Эйлером, который свёл относительное движение Солнца, Земли, Луны и звёзд к серии изящных уравнений.

Брадлей сравнил результаты Майера с собственными записями и был поражён: Майер ни разу не ошибся больше чем на полторы дуговые минуты. А значит, таблицы позволят определять долготу с точностью до полуградуса — именно такое условие ставил Акт о долготе. Брадлей немедленно рекомендовал опробовать их в море. Испытания провёл капитан Кемпбелл на корабле «Эссекс» в 1757 году и продолжил их на следующий год у берегов Бретани, несмотря на Семилетнюю войну. Метод лунных расстояний должен был вот-вот оправдать возлагаемые на него надежды. Когда в 1762 году тридцатидевятилетний Майер скончался от инфекции, комиссия выделила его вдове три тысячи фунтов в признание заслуг покойного. Ещё триста фунтов получил Эйлер за основополагающие теоремы.

Так разные люди по всему миру вносили каждый свою лепту в общее дело: создание метода лунных расстояний. Неудивительно, что и сам метод обрёл в их глазах вселенское значение.

Даже самая сложность прибавляла ему солидности. Мало было замерить высоту нескольких небесных тел и угловое расстояние между ними; требовалось ещё учесть высоту над горизонтом и внести поправку на рефракцию. Дальше навигатор вступал в борьбу с проблемой лунного параллакса, поскольку таблицы были составлены для наблюдателя в центре Земли, корабль же двигался на уровне моря, а штурман на шканцах стоял ещё футами двадцатью выше. Каждый дополнительный фактор требовал и дополнительных вычислений. Человек, который проделал все эти неимоверно сложные операции на палубе кренящегося корабля, мог с полным основанием гордиться собой.