Николай Кондратьев - Ориентировка по звездам

2. Определить горизонтальные и экваториальные координаты светил. Для определения экваториальных координат надо карту установить на заданный момент времени и отсчитать: часовой угол — по дуге экватора от южной части небесного меридиана до круга склонения светила, т. е. до прямой, проходящей через полюс мира и светило; склонение— по кругу склонения от небесного экватора до светила.

Для определения горизонтальных координат надо обозначить зенит в центре овала. Положение светила между линией горизонта (краем овального выреза) и зенитом характеризует высоту светила. Величина азимута отчитывается по краю овального выреза от точки севера в восточном направлении до вертикала (прямая на карте, соединяющая светило с зенитом); высота — по вертикалу от горизонта до светила.

3. Определить моменты восхода и захода светил в определенный день. Для этого вращением карты изображение данного светила устанавливают под обрез овала в восточной части, если нужно определить восход светила, или в западной, если нужно определить заход светила. На дугообразном вырезе против заданной даты можно прочесть момент восхода (захода) светила по местному времени.

4. Определить моменты кульминаций светил. Для этого изображение светила устанавливается на небесный меридиан по линии С—Ю между полюсом и точкой юга, если нужно определить верхнюю кульминацию, или между полюсом и, точкой севера, если нужно определить нижнюю кульминацию. На дугообразном вырезе против заданной даты можно прочесть момент кульминации по местному времени.

Для астрономической ориентировки на местности, в плавании или в полете большое значение имеет знание точного времени. Вследствие того что все небесные светила перемещаются с течением времени, ориентировка по ним относится к какому-то определенному моменту времени.

Чтобы не заблудиться, мало иметь компас, нужно еще знать свое место — широту и долготу. Но если широту достаточно просто узнать по Солнцу и времени, найти долготу сложнее. Самый простой способ, которым моряки пользуются и до сих пор, —определять долготу по часам.

В разных местах земного шара не одно и то же время. Когда на Камчатке полдень, в Москве только два часа ночи. На каждом меридиане свое, местное время, и на расстоянии 15° долготы разница во времени составляет ровно 1 ч. Следовательно, определив разницу местных времен, можно вычислить долготу — расстояние в градусах от начального меридиана, по времени которого идут часы на корабле. Нужно только хранить время начального меридиана. Это делают часы-хронометры. С этой же целью передаются несколько раз в сутки сигналы точного времени непосредственно из астрономических обсерваторий.

Точное местное время определяется путем наблюдения при помощи специального прибора (пассажный инструмент) звезд или Солнца.

Сутки были первой природной мерой времени, открытой человеком.

Звездные сутки — это промежуток времени между двумя последовательными одинаковыми кульминациями точки весеннего равноденствия. За начало суток принимается момент верхней кульминации этой точки. Но точка весеннего равноденствия — воображаемая точка, поэтому практически для определения звездного времени измеряют часовой угол какой-либо звезды.

В любой момент времени звездное время равно сумме часового угла звезды и ее прямого восхождения. Зная прямое восхождение звезды и измерив ее часовой угол, можно в любой момент определить звездное время.

В момент верхней кульминации звезды ее часовой угол равен нулю. Следовательно, в момент верхней кульминации звездное время равно прямому восхождению звезды.

Истинные солнечные сутки — это промежуток времени между двумя последовательными верхними кульминациями центра Солнца. Началом истинных солнечных суток считается полдень, когда Солнце находится в самой высокой точке над горизонтом.

Звездное время в быту неудобно тем, что звездные сутки короче солнечных на 3 мин 56 сек, поэтому начало звездных суток приходится на различное время дня и ночи.

Истинное солнечное время также неудобно, так как истинные сутки непостоянны: то длиннее, то короче. Продолжительность самых длинных декабрьских суток на 51 сек больше продолжительности самых коротких сентябрьских суток. Соответственно укорачиваются или удлиняются часы, минуты и секунды. Причинами непостоянства истинных суток являются неравномерность движения Солнца по эклиптике и наклон эклиптики к небесному экватору.

Вследствие суточного вращения Земли вокруг своей оси в одно и то же время на одной стороне экватора бывает день, а на противоположной стороне — ночь; вследствие годового движения Земли вокруг Солнца в одно и то же время в одном полушарии бывает лето, в другом — зима.

Земная ось все время наклонена к плоскости орбиты Земли на 66°33' и перемещается в пространстве параллельно самой себе. Поэтому Северное и Южное полушария попеременно бывают обращены в сторону Солнца, что и определяет смену времен года, которая зависит от высоты и продолжительности пребывания Солнца над горизонтом (рис. 23). Например, Северное полушарие в июне наклонено к Солнцу, а в декабре — в обратную сторону, в результате этого в Северном полушарии в июне бывает теплее, чем в декабре. В Южном полушарии наоборот: в декабре теплее, чем в июне.

Рис. 23. Положение Земли относительно Солнца в различное время года

Рис. 24. Положение Солнца над горизонтом в средних широтах в различное время года

Наблюдатель не замечает ни суточного, ни годового вращения Земли. Ежедневно он видит восход и заход Солнца, изменение его высоты в течение года. Летом Солнце проходит над горизонтом выше, зимой ниже. Меняются и точки восхода и захода Солнца на горизонте: 21 марта и 23 сентября оно восходит точно на востоке и заходит точно на западе; между этими датами точки восхода и захода смещаются к югу зимой и к северу летом (рис. 24). Поэтому светлого времени — от рассвета до наступления темноты — летом бывает значительно больше, чем зимой.

Обычно моментами наступления рассвета «и темноты принято считать моменты, когда высота Солнца, точнее — его центра, равна —7° (при наступлении рассвета Солнце еще не поднялось из-за горизонта, а при наступлении темноты опустилось за горизонт). Это весьма условно, так как при одном и том же положении Солнца за горизонтом может быть светлее или темнее в зависимости от метеорологических условий; например, при облачной погоде светлого времени до восхода и после захода Солнца будет меньше.