Приключения троих русских и троих англичан
Шрифт:
Шестого марта геодезические работы начались. Двум самым молодым ученым были поручены подготовительные операции.
— В дорогу, приятель, — радостно сказал Михаил Цорн Вильяму Эмери, — и да поможет нам бог точности!
Первая операция состояла в том, чтобы наметить на участке, на самой ровной и гладкой его части, прямолинейное направление. Характер почвы дал этой прямой ориентацию с юго-востока на северо-запад. Вехами служили колышки, вбитые в землю на небольшом расстоянии друг от друга. Михаил Цорн, вооружившись зрительной трубой с сеткой, проверял правильность положения этих вех, признавая его точным, если вертикальная полоска сетки делила их фокусное изображение на равные части. Такое прямолинейное направление было намечено на протяжении примерно девяти миль — запланированной длины базиса, который намеревались построить астрономы. Каждый колышек снабдили наверху нивелирной рейкой [135] , которая облегчала размещение на них
135
Нивелирная рейка — планка с мерными делениями, применяемая при геодезических съемках.
Теперь речь шла о том, чтобы уложить конец к концу линейки, предназначенные для непосредственного измерения основания первого треугольника, то есть об операции, которая может показаться очень простой, но которая тем не менее требует величайших стараний, ибо от нее в огромной степени зависит успех проведения всей триангуляции.
Вот как это делалось.
В течение утра десятого марта вдоль уже обозначенного прямолинейного направления астрономы установили на земле деревянные подставки. Подставки эти, в количестве двенадцати штук, в нижней своей части крепились на трех железных болтах (люфт [136] которых составлял лишь несколько дюймов), не дававших им скользить и державших их в неподвижном положении. На эти подставки положили гладко выструганные деревянные бруски, на которые потом должны быть уложены линейки. Последние удерживались с помощью маленьких рамочек; эти рамочки также фиксировали направление линеек.
136
Люфт — зазор между сопряженными поверхностями частей механизма.
Когда Михаил Цорн и Вильям Эмери закрепили все двенадцать подставок и на них положили деревянные бруски, полковник Эверест и Матвей Струкс занялись столь тонким делом, как укладка линеек, — работой, в которой приняли участие и два молодых человека. Что касается Николая Паландера, то он с карандашом в руке уже готовился заносить в оба реестра цифры, которые ему будут названы.
Длина шести линеек была заранее определена с абсолютной точностью и соотнесена со старинным французским туазом, обычно принятым при геодезических измерениях. Она составляла два туаза. Ширина линейки измерялась шестью линиями и толщина — одной линией. При их изготовлении был использован такой металл, как платина, не реагирующий на воздух в обычных условиях и совершенно не окисляющийся ни на холоде, ни в тепле. Но платиновые линейки под влиянием изменения температуры могли либо увеличиваться, либо уменьшаться в длину, что следовало принимать во внимание. Придумали даже снабдить каждую собственным термометром — металлическим термометром, основанным на свойстве различных металлов неодинаково расширяться под воздействием тепла. Вот почему все измерительные линейки были накрыты другими линейками — из меди, чуть короче платиновых. Верньер [137] , расположенный на конце медной линейки, точно показывал относительное ее удлинение, что позволяло вывести абсолютное удлинение платиновой линейки. Более того, показания верньера позволяли определить расширение, каким бы малым оно ни было, у платиновой линейки. Этот прибор, кроме всего прочего, был снабжен лупой, позволявшей уловить изменение в четверть стотысячной туаза.
137
Верньер — прибор, который позволяет дробить интервалы между точками деления прямой линии или дуги окружности. Вспомогательная шкала, устраиваемая на лимбах геодезических и астрономических инструментов, служит для производства более точных отсчетов, чем это позволяет основная шкала лимба. Лимб — разделенный на градусы круг, по которому на угломерных инструментах отсчитывается величина измеряемых углов.
Итак, линейки укладывались на деревянные бруски, один конец к другому, но без соприкосновения, ибо следовало избегать даже самого легкого удара, который мог возникнуть от непосредственного их контакта. Полковник Эверест и Матвей Струкс сами положили первую линейку на деревянный брусок, в направлении базиса. Примерно в ста туазах отсюда, над первым колышком установили нивелирную рейку, и поскольку линейки были снабжены двумя вертикальными железными штифтами на самой оси, они легко укладывались в желаемом направлении. Эмери и Цорн, отступив назад и распростершись на земле, проверили — легли ли два железных штифта на середину нивелирной рейки.
— Теперь, — сказал полковник Эверест, — нам надо точно определить начальную точку нашей работы, опустив отвес от конца первой линейки. Поблизости нет никакой горы, которая могла бы повлиять на положение отвеса, поэтому он точно укажет начальную точку базиса на поверхности почвы.
— Да, — откликнулся Матвей Струкс, — при
— Я тоже так думаю, — ответил полковник Эверест.
Когда удалось зафиксировать начальную точку шнура, работа была продолжена. Мало того, что линейка должна была уложиться точно по прямолинейному направлению базиса, следовало еще принять в расчет ее наклон по отношению к горизонту.
— Я думаю, — сказал полковник Эверест, — мы не должны стараться расположить линейку в совершенно горизонтальном положении.
— Да, — ответил Матвей Струкс, — достаточно будет определить ватерпасом [138] угол, который каждая линейка образует с горизонтом, и мы сможем таким образом соотнести долготу с долготой настоящей.
Так, в полном согласии друг с другом, оба ученых приступили к определению угла с помощью ватерпаса, специально сконструированного для этой цели и имевшего вид подвижной алидады [139] , вращающейся вокруг шарнира [140] , установленного на вершине деревянного угольника. Верньер указывал отклонение через совпадение своих делений с делениями зафиксированной линейки, содержащей дугу в десять градусов, поделенную на деления, равные пяти минутам.
138
Ватерпас — простейший прибор для проверки горизонтальности и измерения небольших углов наклона.
139
Алидада — часть теодолита в виде линейки или круга для отсчитывания величины измеряемых углов.
140
Шарнир — подвижное соединение двух частей механизма или машины, допускающее вращательное движение одной части относительно другой.
Ватерпас поставили на линейку, и результат зафиксировали. В тот момент, когда Николай Паландер уже собирался записать его в свой реестр, Матвей Струкс попросил поставить ватерпас поочередно на оба конца линейки, чтобы узнать разницу между двумя дугами и перепроверить полученный результат. Этому совету русского астронома стали следовать и в дальнейшем при всех операциях подобного рода.
Итак, были определены два важных момента: направление линейки по отношению к базису, и угол, который она образовала по отношению к горизонту. Цифры, полученные при этом наблюдении, астрономы занесли в два отдельных реестра, который подписали все члены англо-русской комиссии. Оставалось сделать еще два не менее важных наблюдения, чтобы закончить работу с первой линейкой: сначала заметить ее изменение под влиянием температуры, затем зафиксировать длину, измеренную ею.
Что до изменения под влиянием температуры, то его было легко определить, сравнивая длину линейки платиновой с длиной линейки медной. Луна, через которую по очереди смотрели Матвей Струкс и полковник Эверест, показала абсолютную цифру изменения длины платиновой линейки (изменения, внесенного в оба экземпляра реестра), потом следовало перевести данные в исчисление по стоградусной шкале. Как только Николай Паландер записывал полученные цифры, они тотчас же всеми проверялись.
Теперь следовало определить реальную длину, положив на деревянную подставку вторую линейку вслед за первой с небольшим промежутком между ними. Эту вторую линейку уложили так же, как предыдущую, после того как вполне убедились, что четыре железных штифта [141] пришлись как раз на середину нивелирной рейки.
141
Штифт — цилиндрический или конический стержень, служащий для соединения деталей.
Оставалось лишь замерить промежуток между обеими линейками. На конце первой линейки, в той ее части, которую не покрывала медная линейка, находилась маленькая платиновая пластинка, которая с небольшим трением скользила между двух пазов. Полковник Эверест подвинул эту пластину так, чтобы она коснулась второй линейки. Поскольку платиновая пластинка имела деления в десятитысячные доли туаза, а верньер возле одного из пазов был снабжен лупой и показывал с ее помощью стотысячные доли туаза, то удавалось с большой математической точностью измерить промежуток, специально оставленный между двумя линейками. Цифра эта тотчас заносилась в оба реестра и немедленно перепроверялась.
По совету Михаила Цорна была соблюдена еще одна мера для достижения большей точности. Медная линейка покрывала сверху платиновую. Могло поэтому случиться так, что под воздействием солнечных лучей закрытая ею платина будет нагреваться медленнее, чем медь. Для предупреждения разницы в температурных изменениях над линейками на высоте нескольких дюймов устроили маленький навес, причем таким образом, чтобы он не мешал проводить наблюдения. Когда же вечером и утром косые солнечные лучи проникали под навес и падали на линейки, с солнечной стороны навешивался холст, преграждавший доступ лучам.