Что там смешного увидел Дмитрий Анатольевич в окуляре секстана - науке неизвестно. Это всего-навсего прибор, помогающий определить широту, на которой находится судно.
Мы до него ещё доберёмся, а пока определимся, что это за зверь -широта? Ну, и долгота в придачу. Наверняка все видели карты, расчерченные в клеточку тонкими линиями. По горизонтали - это широты, по вертикали - долготы.
А вам не кажется странным, что Земля имеет форму шара, однако на карте нанесена прямоугольная сеть координат? Но если посмотреть на карту полушарий, по которой мы в школе географию изучали, там долготы сходятся в пучки к полюсам, а широты чем дальше от экватора, тем больше загибаются вверх в северном полушарии и вниз в южном.
В комментариях мне указали на некорректность вышенаписанного. Исправляюсь. Параллели - это линии окружности, идущие вверх и вниз от экватора, а широты - их координаты. Соответственно, долгота есть цифровое значение, на карте изображаемое меридианами. Меридиан представляет собой только половину окружности, в отличие от широты, и проводится от полюса до полюса. Так что к полюсам сходятся не долготы, а меридианы. Благодарю за поправку капитана дальнего плавания Вячеслава Морозова.
И встаёт вопрос - как на такой карте прочертить курс судна, это какой кривизны линейку надо иметь? Гораздо удобней чертить прямые линии. И вот Герард Меркатор (он же Кремер) придумал, как это сделать, введя в обиход так называемую проекцию Меркатора, хотя въедливые граждане утверждают, что она применялась и до него.
Он применил переменный масштаб, чем дальше от экватора на карте, тем масштаб крупнее. А значит, долготы не сходятся в одной точке, а остаются параллельными, равно как и широты. И очертания материков и островов не искажаются. Единственно - чем дальше от экватора в сторону полюсов, тем эти объекты получается крупнее. Скажем, Гренландия в 15 раз меньше Африки, а на карте в меркаторской проекции вот так примерно это будет выглядеть:
Ну и что с того? Зато курсы можно прокладывать прямыми линиями, а масштаб для каждой широты можно снять циркулем на рамке карты.
Связь между градусами, минутами и морскими милями. Когда решили выбрать единицу расстояния на море, сделали так. Размеры Земли уже были известны. Провели окружность через оба полюса, так называемый большой круг. Окружность делится у нас, как известно на 360 градусов, а каждый градус ещё на 60 минут. Вот одна эта минута и составляет одну милю, она равна 1852 метра.
Умники скажут, что земля не идеальный шар, а приплюснута с полюсов, значит минута не одинакова на полюсе и экваторе. Это так, но в 1929 году окончательно приняли решение остановиться на этом среднем значении. США и Британия не могли не повыпендриваться и имели свои величины морской мили. Но не прошло и полвека, как всё-таки разум восторжествовал.
Однако двинемся дальше. Расстояние от экватора до полюса составляет четверть окружности или 90 градусов. На экваторе широта 0 градусов, на полюсе 90. Всем известно, что солнце над экватором в полдень стоит в зените и тени от воткнутой в землю палки не будет. А если мы начнём удаляться от экватора, скажем, в северном направлении, каждый полдень солнце будет находиться всё ниже и ниже. И умные люди давным-давно догадались - если замерить его высоту в полдень в градусах и отложить эту величину на карте - вот вам и широта, на которой вы находитесь.
Дело осталось за техническими средствами. С течением времени изобретались всё более совершенные приборы. Были довольно сложные астролябии, потом почти сто лет "Посох Иакова", он же градшток, он же палочка Леви.
По-моему, принцип действия понятен без всяких описаний. В итоге замера снимается число со шкалы и по готовым уже таблицам переводится в градусы. После чего эти градусы откладываются на карте.Вот и искомая широта!
"Посох Иакова", Леви - наводят на некоторые мысли, и не зря. Изобретателем этого замечательного прибора был Леви Бен Гершом. Вернее он первым описал его. Первыми были даже не китайцы, что удивительно, а халдеи, ещё лет за четыреста до рождества Христова.
Однако результаты измерений с его помощью всё же недостаточно точны, тут ещё качка влияет, солнце глаза слепит... Навигационная мысль не стояла на месте. Появился квадрант, потом меридианный круг и как вершина - секстан.
А если в трёх словах, устройство таково. На качающемся подобно маятнику рычаге, алидаде, укреплено зеркальце, называемое большим. Свободный конец алидады скользит по шкале, называемом лимб. Второе, неподвижное зеркальце сделано так, что половина его прозрачна. Через неё сквозь зрительную трубу штурман видит горизонт. Поворачивая алидаду, он ловит в большое зеркальце солнце и добивается того, чтобы его отражение появилось в неподвижном зеркальце. Теперь надо подогнать положение алидады так, чтобы нижний край солнца совпал с линией горизонта. Алидада фиксируется быстродействующими зажимами.Вот гифка, иллюстрирующая этот процесс, не знаю, будет ли работать:
Остаётся считать результаты замера с лимба. Если замер был не в полдень, обязательно надо засечь точное время, а потом использовать специальные таблицы. Можно делать замеры и ночью, используя определённые звёзды.
Теперь о долготе. Зная высоту солнца в данной точке, можно вычислить местное время. А имея точный хронометр, знать время в некоей точке отсчёта, например, Гринвичском меридиане. Земля совершает оборот в 360 градусов за 24 часа. Значит, одному часу соответствует 15 градусов, а одной минуте времени 15 минут окружности.
Возьмём, к примеру, точку, время в которой отличается от гринвичского на 2 часа и 1 минуту. Значит, её долгота будет 30 градусов 15 минут. Если ваше время опережает гринвичское, значит, долгота у вас восточная, а если отстаёт - то западная.
Вот в принципе и всё, чем я хотел поделиться. Ничего нового в этом нет, просто не всем охота копаться в источниках, чтобы собрать всё это в одном месте. Начало рассказа о морской навигации здесь
