Николай Кондратьев - Ориентировка по звездам

• Название: Ориентировка по звездам
• Автор: Николай Кондратьев
• Издательство: Военное издательство Министерства Обороны СССР
• Жанр: Науки о космосе
• Год: 1961

Блестящие достижения советской науки и техники в области космических полетов — первый в мире спутник Земли, первая ракета на Луне, первая ракета на пути к Венере, первый космический корабль-спутник и первый человек на борту космического корабля, совершившего полет во Вселенную, — привлекают все больше людей к изучению практической астрономии.

В предлагаемой вниманию читателей книге рассказывается о том, какое большое практическое значение для человека имеет ориентировка по звездам и другим небесным светилам, как самостоятельно отыскать на небе наиболее яркие созвездия и звезды, как определить время по звездам и Солнцу, а также об астрономических методах ориентировки на местности, определении курса и места самолета в полете, об ориентировке во время космического полета.

Некоторый фактический материал (общие сведения о Галактике, о движении Солнца, Луны и планет, основные системы небесных координат) расширяет общий кругозор читателя.

В книге в научно-популярной форме обобщены последние данные советской и зарубежной авиационной астрономии. Она написана доступным языком и рассчитана на широкий круг читателей — летный состав, курсантов и слушателей средних и высших учебных заведений ВВС, ГВФ и ДОСААФ, а также лиц, интересующихся вопросами ориентировки по небесным светилам.

---

δ = h — (90° — φ).

Таким образом, можно убедиться, что склонение Солнца в течение года изменяется в пределах от +23°27’ до —23°27’ и от —23°27' до +23°27’.

Промежуток времени между двумя последовательными прохождениями Солнца через точку весеннего равноденствия называется тропическим годом. Он равен 365,242 средних суток. Промежуток времени; за который Земля делает один полный оборот вокруг Солнца, называется звездным годом. Этот промежуток равен 365,256 средних суток. Разница на 0,014 суток между звездным и тропическим годом образуется за счет прецессии точки весеннего равноденствия, т. е. изменения ее положения в пространстве по причине некоторого, очень медленного изменения направления земной оси.

На земном экваторе Солнце движется от восхода до захода почти перпендикулярно к плоскости истинного горизонта, отклоняясь от зенита, который оно проходит в дни равноденствий, на расстояние 23°27’ в дни солнцестояний. Поэтому на экваторе круглый год день почти равен ночи.

Для широт, которые больше широты Северного или Южного полярного круга, Солнце часть года бывает незаходящим и часть года невосходящим светилом.

На Северном полюсе восход Солнца происходит медленно, в течение нескольких суток; только с 21 марта центр Солнца поднимается над горизонтом и медленно движется не параллельно горизонту, а все время по спирали вверх.

22 июня Солнце достигает наибольшей высоты h = 23°27’. После этого оно так же медленно опускается, 23 сентября скрывается за горизонтом и больше не показывается до 21 марта следующего года. Таким образом, на полюсе бывает каждый год только один восход и один заход Солнца. День продолжается 189 суток, а ночь—176 суток.

День на полюсе больше ночи потому, что Солнце по эклиптике движется неравномерно. В результате этого время его пребывания в Северном полушарии примерно на 7 суток больше, чем в Южном. Кроме того, необходимо учесть, что светлое время фактически начинается не с момента истинного восхода Солнца, когда над горизонтом появляется центр его диска, а с момента водимого восхода, когда над горизонтом появляется только верхний край Солнца. Кроме того, благодаря атмосферной рефракции света солнечные лучи уже начинают освещать земную поверхность, хотя Солнце находится еще несколько ниже линии горизонта.

В южных широтах и на Южном полюсе наблюдаются те же явления, что и в северных широтах- и на Северном полюсе, но даты начала времен года меняются. На Южном полюсе полярный день продолжается примерно с 23 сентября по 21 марта (182 суток), (а ночь — с 21 марта по 23 сентября (183 суток).

Изменение продолжительности истинных солнечных суток заставило искать другую постоянную единицу измерения солнечного времени. С этой целью было введено понятие среднего солнца и среднего солнечного времени. Средним солнцем условились считать воображаемую точку на небесном экваторе, которая как бы осредняет движение истинного Солнца. Промежуток времени между двумя последовательными верхними кульминациями среднего солнца называют средними солнечными сутками. Их продолжительность постоянна. Среднее солнечное время измеряется западным часовым углом среднего солнца, который равен нулю в момент его верхней кульминации.

В обыденной жизни неудобно начинать сутки с полдня, поэтому условились началом суток считать момент нижней кульминации среднего солнца и называть это время гражданским, отличающимся от среднего солнечного времени на 12 часов.

Часовые углы, которыми измеряется звездное и солнечное время, отсчитываются от небесного меридиана, на котором находится наблюдатель. Поэтому каждый меридиан на земной поверхности имеет свое, местное время, а это очень неудобно, особенно при передвижении из одного пункта в другой, при составлении расписания поездов, пассажирских самолетов и т. д. Местное время в каждом городе отличается одно от другого не только по часам, но также и по минутам и секундам.

Поэтому и было введено так называемое поясное время. Весь земной шар по числу часов в сутках разделили на 24 пояса меридианами, отстоящими друг от друга на 15°, т. е. с разницей времени ровно на один час. В каждом часовом поясе установлено единое поясное время, разное местному времени среднего меридиана данного пояса. Фактически границы между часовыми поясами проходят не строго по меридианам, а по государственным и административным границам, близким к меридианам, разделяющим часовые пояса.

Начальным поясом условились считать тот, посредине которого проходит нулевой (гринвичский) меридиан.

В нашей стране в 1930 г. декретом Правительства время переведено на один час вперед. Это сдвинутое на один час вперед поясное время называется декретным.

При ориентировке по звездам или другим небесным светилам пользуются хорошо выверенными часами, идущими, как правило, по декретному времени. Снятое с них время с учетом поправки за отставание или уход вперед и используется для расчетов навигационных элементов, определяющих координаты, местонахождения.

ОРИЕНТИРОВКА НА МЕСТНОСТИ

В повседневной жизни каждому человеку иногда необходимо приближенно определить время и направление точек горизонта. Такие случаи не исключены и в полете. Глазомерные определения и расчеты в уме при достаточной натренированности в них могут быть надежным вспомогательным средством для контроля данных, полученных при помощи различных технических средств, и в целом для осуществления самолетовождения. Зная приближенно время и соответствующее ему положение Солнца, всегда можно избежать грубой ошибки при определении направления полета.

Небесные светила могут быть использованы не только как ориентиры для выдерживания направления — по ним можно без специальных приборов узнать время и направление основных точек горизонта. Приемы глазомерной ориентировки весьма просты и при достаточной натренированности дают хорошие результаты.

Приближенная ориентировка по Солнцу. Солнце в полдень бывает на юге, и если в это время встать к нему лицом, то слева будет восток, справа —запад, сзади — север. За сутки, т. е. за 24 часа, оно делает полный оборот на 360°. Следовательно, за каждый час Солнце проходит 15°.

Для определения угловой величины на небесной сфере можно использовать видимый диск Солнца, диаметр которого примерно 0°,5 (то же и Луны). Угол между лучами зрения, идущими от глаза через концы разведенных большого и указательного пальцев вытянутой руки, у большинства людей примерно равен 16°. Следовательно, за час Солнце переместится по небосводу примерно на 30 своих дисков, или на расстояние, определяемое на сфере раствором большого и указательного пальцев.

Очевидно, что за 6 ч до полудня Солнце бывает примерно на востоке, а через 6 ч после полудня — на западе. Так как в нашей стране введем декретный час, то полдень по нашим часам будет около 13 ч (в час дня). В это время направление на Солнце будет соответствовать примерно направлению на юг, в 7 ч утра — направлению на восток, а в 19 ч — направлению на запад.

Зная время, по Солнцу можно примерно определить страны света или, наоборот, зная направление стран света, можно научиться определять время по положению Солнца с точностью до получаса.

Рис. 26. Определение стран света по Солнцу и часам

Страны света удобнее, хотя и не очень точно, определять по Солнцу и часам. Для этого часы надо держать в горизонтальном положении так, чтобы часовая стрелка была направлена в то место горизонта, над которым находится Солнце. Тогда линия, идущая из центра циферблата и делящая пополам угол между часовой стрелкой и цифрой 1 на циферблате, укажет направление на юг (рис. 26). Если время полудня для места наблюдения известно более точно, то надо брать середину между часовой стрелкой и делением на циферблате часов, соответствующим местному времени полудня. Например, определяя в Москве направление на юг по Солнцу, нужно брать угол между часовой стрелкой и делением, соответствующим 12 ч 30 мин.

На юге (например, на Кавказе, в Средней Азии) часы надо держать не горизонтально, а под углом 50—40° (для широт 40—50°) к плоскости горизонта. Найдя на циферблате середину дуги между часовой стрелкой и цифрой 1 на циферблате, приложить к этому месту спичку перпендикулярно к циферблату, как показано на рис. 27. Не изменяя положения часов относительно горизонта, поворачиваться вместе с ними до тех пор, пока тень от спички не окажется направленной к центру циферблата. В этот момент цифра 1 на циферблате покажет направление на юг.

Рис. 27. Определение стран света по Солнцу и часам в низких широтах

Приближенная ориентировка по Луне. Вид Луны, ее фазы и положение на небе могут помочь ориентировке. Каждый месяц, точнее каждые 29,5 суток, Луна повторяет все свои фазы. При этом иногда она бывает видна даже днем, а иногда не видна и ночью. В новолуние она совсем не видна, затем появляется в виде узкого серпа, обращенного выпуклой стороной вправо. Чтобы узнать, в какой фазе Луна, нужно мысленно соединить концы серпа прямой линией; если получится буква Р (рост), это значит, что Луна растет. Когда же Луна убывает, то ее серп выпуклой стороной обращен влево и образует букву С (стареет).