Определение направлений по небесным светилам

 

В глубокой древности, когда еще не было компаса, люди находили путь по Солнцу и звездам. Стороны света определяли по восходу Солнца. На латинском языке «восток» – «ориенс», откуда и произошло слово «ориентироваться», что означало – найти восток или восточное направление.

Однако точно ориентироваться по восходу Солнца нельзя, так как оно выходит на востоке только два раза в год – в дни весеннего и осеннего равноденствия (21 марта и 23 сентября), когда день бывает равен ночи на всем земном шаре. В остальное время года направление на север и юг, а затем на восток и запад можно определить только в полдень по тени вертикальных предметов.

При отсутствии компаса или в районах магнитных аномалий, где компас использовать нельзя, нужное направление движения можно определять и выдерживать по небесным светилам: днем – по Солнцу, а ночью – по Полярной звезде или Луне.

При определении направления этим способом важно знать точное время. В основу времени, по которому мы живем, положены средние солнечные сутки – промежуток времени между двумя последовательными верхними кульминациями среднего (воображаемого) Солнца, которое двигалось бы точно по небесному экватору с равномерной скоростью. Счет среднего солнечного времени ведется от полуночи – момента нижней кульминации Солнца.

Система счета времени основана на разделении Земли в меридиональном направлении на 24 часовых пояса (от нулевого до двадцать третьего).

Для любого пункта в пределах часового пояса принимается одинаковое время – среднее солнечное время среднего меридиана пояса. Время в соседних поясах отличается ровно на 1 ч. Поясное время в обычной жизни называют местным.

В 1930 г. в стране поясное время на всей территории было увеличено на
1 ч (стрелки часов во всех поясах были переведены на 1 ч вперед) и названо декретным. Таким образом, полдень на территории страны стал не в 12 ч, а
в 13.

 

 

Рисунок 1.5 – Определение сторон горизонта по Солнцу и часам

 

В 7 ч Солнце находится на востоке, в 13 ч – на юге, в 19 ч – на западе. Для определения сторон горизонта по Солнцу и часам необходимо встать лицом к Солнцу. Часовую стрелку направить в то место на горизонте, куда проектируется Солнце. Воображаемая линия, делящая угол между часовой стрелкой и направлением на цифру 1 по зимнему времени или на 2 по летнему времени (если будет переводиться время на летнее) пополам, укажет направление юг-север (рису-
нок 1.5).

До полудня надо делить пополам ту дугу (угол), которую стрелка должна пройти до 13.00, а после полудня – ту дугу, которую она прошла после 13.00.

Точность данного способа зависит от высоты светила над горизонтом (чем выше Солнце, тем больше ошибка). Летом ошибка может достигать 15-20º. В южных широтах (40° ю. ш. и южнее) этот способ не пригоден.

В этих условиях можно применить несколько видоизмененный прием: часам придают не горизонтальное, а наклонное положение (под углом 40–50° к горизонту для широты 50–40°), при этом часы надо держать большим и указательным пальцами у цифр 4 и 10 цифрой 1 от себя; найдя на циферблате середину дуги между часовой стрелкой и цифрой 1, прикладывают в этом месте спичку перпендикулярно к циферблату; не изменяя положения часов, поворачивают руку вместе с ними по отношению к Солнцу так, чтобы тень от спички проходила через центр циферблата – в этот момент цифра 1 будет находиться в направлении на юг (рисунок 1.6).

 

 

Рисунок 1.6 – Определение сторон горизонта по Солнцу и часам

с учетом широты места

 

Направление на местности север – юг (полуденная линия) можно определить по Солнцу и вешке. Для этого на ровной площадке наклонно ставят вешку, чтобы верхний конец ее находился на высоте 1-1,5 м над землей. К верхнему концу вешки привязывают отвес с грузиком, вбивают под ним колышек А и привязывают к нему веревку. За 1-1,5 ч до полудня отмечают положение конца тени В, падающей от вешки, и через эту точку с помощью веревки прочерчивают дугу радиусом R. После полудня там, где тень вешки коснется своим концом дуги, отмечают точку С. Разделив дугу между отметками В и С пополам, проводят линию от колышка А через точку деления дуги (рисунок 1.7). Это направление, если смотреть от колышка, будет направлением на север.

 

 

Рисунок 1.7 – Определение направления полуденной линии по Солнцу и вешке

 

Можно определить стороны света по тени (рисунок 1.8).

Для этого на ровной площадке необходимо вбить в землю метровый колышек и отметить то место, куда попадает тень от его конца (камешком, черточкой и т. д.). Через 15-20 мин, когда тень переместится на несколько сантиметров, вновь отметить место ее падения, т. е. тень от конца колышка.

Соедините две полученные отметки прямой линией – это и будет примерное направление запад-восток. При этом точка первой тени будет показывать западное направление, а второй – восточное. Линия, проведенная от основания колышка под прямым углом к линии запад-восток, укажет на север. Этим способом можно пользоваться не только на ровных площадках, но и на склонах, на точность это не влияет. Данный способ наиболее точен в южных районах страны в летний и зимний периоды, менее точен весной и осенью и совершенно не пригоден в дни солнцестояния.

 

 

Рисунок 1.8 – Определение сторон горизонта по тени от Солнца

Определение сторон горизонта по Полярной звезде. Направлению на север соответствует направление на Полярную звезду. В ясную ночь она служит хорошим ориентиром.

Полярная звезда – единственная звезда, которая почти не изменяет своего положения на небе. Все остальные звезды описывают вокруг нее окружность с востока на запад, совершая один оборот в течение суток. Положение Полярной звезды почти совпадает с Северным полюсом мира, то есть с точкой, вокруг которой происходит кажущееся вращение всего звездного неба. У человека, стоящего на полюсе, она будет над головой, у стоящего на экваторе – низко над горизонтом.

 

 

Рисунок 1.9 – Определение сторон горизонта по Полярной звезде

 

Изменение высоты Полярной звезды в зависимости от изменения местонахождения наблюдателя явилось одним из доказательств шарообразности Земли.

Полярную звезду легко найти по созвездию Большой Медведицы, состоящему из семи ярких звезд, расположенных в виде ковша с загнутой ручкой. Для этого необходимо: найти созвездие Большой Медведицы и через две крайние звезды ковша мысленно провести линию вверх, разделив ее примерно на пять равных отрезков, в конце получившегося отрезка будет находиться Полярная звезда (рисунок 1.9). Сзади будет юг, справа – восток, слева – запад.

В ситуации, когда созвездие Большая Медведица закрыто облачностью или расположено слишком низко на небе, отыскать Полярную звезду поможет созвездие Кассиопея. Оно расположено против Большой Медведицы и также вращается вокруг Полярной звезды. Созвездие Кассиопея состоит из пяти ярких звезд, напоминающих сильно сплюснутую букву «М» (или «W»). Полярная звезда расположена прямо против центральной звезды созвездия примерно на одинаковом расстоянии, что и от Большой Медведицы (рисунок 1.10).

 

 

Рисунок 1.10 – Нахождение Полярной звезды по созвездию Кассиопея

 

Созвездие Ориона находится на экваторе и хорошо наблюдается в обоих полушариях. Оно всегда, вне зависимости от точки наблюдения, восходит в восточной части горизонта и заходит в западной.

В нашей стране в средних широтах это созвездие хорошо наблюдается осенью и зимой. В созвездии выделяют три близко расположенные звезды – пояс Ориона. Пояс Ориона и еще две звезды созвездия (рисунок 1.11) образуют стрелку, указывающую на север.

 

 

Рисунок 1.11 – Нахождение направления на север по созвездию Орион

Движение звезд может быть использовано для определения направления на стороны света.

Если наблюдать за выбранной звездой в течение 15-20 мин, можно заметить направление, в котором она движется.

В Северном полушарии действуют следующие правила:

- если звезда поднимается вверх, вы смотрите на восток;

- если звезда закатывается (опускается), вы смотрите на запад;

- если звезда движется направо, вы смотрите на юг;

- если звезда движется налево, вы смотрите на север.

Для Южного полушария действуют обратные закономерности.

Ночью небо нередко бывает частично закрыто облачностью, и тогда Полярную звезду найти очень трудно. В этом случае стороны горизонта можно определить по Луне.

Полная Луна противостоит Солнцу, то есть находится против него, поэтому на юге она будет находиться в 1 ч ночи, на западе – в 7, на востоке – в 19 ч. По сравнению с Солнцем разница составит ровно 12 ч. Эта разница на часах не видна, так как в 1 и в 13 ч часовая стрелка будет находиться на одном и том же месте циферблата. Поэтому приемы определения сторон горизонта по полной Луне будут точно такими же, как и по Солнцу.

Для определения сторон горизонта по неполной Луне, прежде всего, необходимо установить направление, в котором находилась бы в это время полная Луна. Установив это направление, стороны горизонта определяют так же, как и по полной Луне.

Допустим, что мы видим одну какую-то часть лунного диска. Заметим его неосвещенную часть и в этом направлении сделаем поворот. Чтобы запомнить, в какую сторону надо поворачивать, мысленно доведем лунную дугу до полной окружности, и эта дуга своей выпуклостью покажет направление поворота.

На рисунке 1.12 освещена левая половина Луны. Если отчертить дугой ее невидимую часть, то есть правую, половину, то выпуклость этой дуги будет направлена вправо. Сделаем поворот на 90° в правую сторону; перед нами будет направление, в котором находилась бы в это время полная Луна.

Необходимо запомнить следующее правило. Если Луна освещена полностью, никакого поворота делать не надо, если видна половина Луны, то надо делать поворот на 90° в ту сторону, где Луна не освещена. Если видно меньше половины лунного диска, поворот должен быть больше 90°, если видно больше половины диска – меньше 90°.

 

 

Рисунок 1.12 – Направление, соответствующее положению полной Луны

 

Для проверки необходимо знать, что Луна находится:

- при фазе в первой четверти (видна правая половина Луны) в 1 ч – на западе, в 19 ч – на юге;

- при фазе в последней четверти (видна левая половина Луны) в 1 ч – на востоке, в 7 ч – на юге.

Определение сторон горизонта по Луне и часам.

При этом способе необходимо:

a) разделить на глаз радиус диска Луны на 6 равных частей и оценить, сколько таких частей содержится в поперечнике видимого серпа Луны (рису-
нок 1.8);

б) если Луна прибывает (видна правая часть диска), то полученное число надо вычесть из часа наблюдения, который следует предварительно заметить; при ущербе же Луны (видна левая часть лунного диска), указанное число прибавляют к часу наблюдения.

Полученная сумма или разность укажет час, когда в том направлении, где наблюдается Луна, будет находиться Солнце;

в) определив этот час и принимая Луну за Солнце, найти направление на юг, как это делается при ориентировании по Солнцу и часам. Направлять на Луну надо при этом, конечно, не часовую стрелку, а то деление на циферблате часов, которое соответствует исчисленному часу.

Пример (рисунок 1.13). Время наблюдения 5 ч 34 мин. Видимая часть диска Луны в поперечнике содержит по оценке на глаз десять шестых долей его радиуса. Луна на ущербе (так как видна левая часть диска). Следовательно, Солнце на месте Луны будет в 15 ч 34 мин (5 ч 34 мин + 10 ч), т. е. когда часовая стрелка укажет на циферблате отсчет 3 ч 34 мин.

Установим это деление на циферблате в направлении на Луну. Тогда прямая, делящая пополам угол между указанным делением и цифрой 1 (в зимнее время) на циферблате, укажет направление на юг.

Еще существует один упрощенный способ ориентирования по Луне, находящейся в первой или последней своей четверти (когда видна лишь одна четвертая часть диска). В этом случае надо мысленно соединить концы «рожек» месяца прямой линией и продолжить ее вплоть до пересечения с горизонтом. В Северном полушарии эта точка будет указывать приблизительно на юг, в Южном – соответственно на север (рисунок 1.14).

 

 

Рисунок 1.13 – Ориентирование по Луне и часам

 

Рисунок 1.14 – Упрощенный способ ориентирования по Луне

Определение направлений по Млечному Пути. В июне от 23 до 1 ч ночи Млечный Путь разветвляющимся концом указывает на юг, в январе и начале февраля от 23 до 1 ч ночи – на север