В звёздных лабиринтах: Ориентирование по небу
Шрифт:
Широты определяются по формуле (6); при этом склонение берётся из таблиц, а что касается долготы, то поскольку звезда S находится на меридиане для наблюдателя, расположенного в точке Sп, по формуле (9) или (10) можно определить звёздное время в этой точке (оно равно прямому восхождению звезды S, которое берётся из каталога), а затем вычислить и местное время. Разность всемирного времени и местного времени в полюсе освещения даёт долготу полюса освещённости.
Однако в чистом виде этот метод, получивший название метода равных высот, или метода
В последние годы на флоте стал внедряться усовершенствованный метод определения местоположения по заранее подготовленным данным. Для этой цели на небесной сфере выбираются три звезды, расположенные по отношению друг к другу под углами, близкими к 120° и составляются таблицы на каждый час, позволяющие по измеренным высотам избранных звёзд путем расчёта соответствующих поправок быстро получать искомую точку на карте.
Однако и усовершенствованный метод Сомнера обладает существенным недостатком. Он требует довольно громоздких вычислений, которые обычно выполняются вручную. Так, определение местоположения по трем звёздам подобным способом у опытного наблюдателя даже при условии предварительной подготовки необходимых данных занимает от 30 до 40 минут.
Автоматизировать подсчёты по этому методу затруднительно. С развитием электронно-счетной техники был использован другой метод, который ещё в начале XVIII в. разработал Гаусс, но из-за большой сложности вычислений в то время не получил применении. Оказалось, что эти вычисления, в отличие от метода Сомнера, хорошо поддаются алгоритмированию.
Для облегчения навигационных расчетов в последние годы на судах вводится вычислительная техника. Применяются электронно-вычислительные машины, запрограммированные таким образом, что в них достаточно ввести лишь входные данные соответствующих угловых измерений и время наблюдения, чтобы через несколько секунд получить решение навигационной задачи.
Наиболее перспективным является осуществление морской и воздушной навигации с помощью искусственных спутников Земли.
Такая система, обладающая высокой степенью надёжности, позволяет с помощью специальной аппаратуры сразу получать все необходимые навигационные данные.
Дело в том, что современное мореплавание, когда на морских дорогах одновременно находится огромное количество судов, в том числе и весьма крупных (таких, например, как огромные пассажирские лайнеры, гигантские танкеры, крупнотоннажные нефтерудовозы и т.п.), предъявляет к точности судовождения все более жесткие требования. Любая навигационная ошибка может привести к тяжёлым последствиям.
По имеющимся данным ежегодно в результате навигационных ошибок из состава мирового торгового флота выбывают суда общим тоннажем около одного миллиона тонн. По характеру аварий — это в большинстве случаев посадки на мель из-за неверного определения местоположения судна и курса, а также столкновения.
Отклонения от курса отрицательно сказываются и на экономической эффективности морских перевозок. Подобные отклонения чаще всего возникают в тех районах мирового океана, где сеть береговых навигационных станций недостаточно насыщена, и когда неблагоприятные условия погоды препятствуют астронавигационным наблюдениям.
Выход из положения состоит в развитии системы спутниковой навигации, дающей возможность
Одним из возможных вариантов подобной системы могут, например, явиться шесть специализированных спутников, движущихся по полярным орбитам, т.е. меридиональных направлениях. При такой системе каждая точка земной поверхности, как нетрудно видеть, будет периодически проходить под каждой из шести орбит. Иными словами, в течение суток она 12 раз пересечет проекции орбит спутников на земную поверхность. Каждый из спутников непрерывно передаёт сигналы о своем положении по отношению к Земле. Специальная аппаратура, устанавливаемая на морских судах, принимая эти сигналы и обрабатывая их с помощью электронных вычислительных устройств, будет выдавать на табло или ленту телетайпа сведения о широте, долготе, курсе, скорости движения и времени по Гринвичу.
Применение систем спутниковой навигации позволяет судам при дальних рейсах выдерживать курс с большой точностью.
За счёт точного судовождения сокращаются расстояния, преодолеваемые морскими судами, уменьшается расход топлива, а также потери ходового времени.
Навигационные спутники могут служить также и спутниками связи, значительно улучшающими возможности радиообмена между судами, а также между судами и береговыми пунктами.
В заключение необходимо отметить, что точность определения наземных координат, воздушных и движущихся объектов с помощью спутниковой навигации непосредственно зависит от того, насколько точно известны положения на орбитах навигационных искусственных спутников Земли.
Для решения этой задачи применяются лазерные локаторы. Метод лазерной локации состоит в том, что с наземной станции с помощью лазера в направлении космического аппарата, оснащенного уголковым отражателем, посылаются световые импульсы и с весьма высокой степенью точности, достигающей нескольких миллиардных долей секунды, регистрируются моменты посылки светового луча и возвращения отраженного сигнала.
Подобный способ позволяет определять расстояния протяженностью в тысячи километров с точностью до нескольких метров и даже долей метра. Это намного превосходит возможности траекторных измерений с помощью обычных радиотехнических средств.
Глава III ЗВЁЗДНЫЕ МАЯКИ
Астрономическое эсперанто
Как мы уже видели, многие навигационные задачи, решаемые с помощью небесных светил, требуют умения находить на небе определённые звёзды, знать, какую именно звезду мы наблюдаем в интересующей нас точке небесной сферы. И прежде всего возникает вопрос о единообразии названий различных космических объектов.
Наука по природе своей интернациональна. Её достижения и выводы рано или поздно становятся достижением всего человечества. (Другое дело, что использование научных достижений зависит от социального устройства общества.) Древнейшая из наук, астрономия, по своей сущности — одна из самых «международных» наук.
Но люди в разных странах говорят на разных языках. На разных языках публикуются и результаты научных исследований. Это обстоятельство неизбежно затрудняет обмен научной информацией. В наше время для преодоления языкового барьера предпринимаются титанические усилия; в частности, ведется успешная работа над решением проблемы машинного перевода. Но языковой барьер мешал людям и раньше. И на уровне своих возможностей они пытались преодолеть его и в прошлом.
Так сложилось исторически, что все культурные народы изучали историю Древнего Рима и грамматика почти всех европейских стран, в том числе и русская грамматика, во многом заимствована из латинской.