Нам, современным людям, пользующимся навигатором по любому поводу, очень трудно представить себе, чем могло бы обернуться путешествие в неизведанные края без этого прибора. Навигатор выполняет самые сложные задачи за человека – высчитывает верный курс и прокладывает удобный и быстрый путь. Нам остается просто следовать точным указаниям волшебного изобретения. Практически каждый из нас может позволить себе такую, казалось бы, простую вещь – навигатор. А как же обстояли дела в прошлых веках? Изначально, люди вынуждены были самостоятельно прокладывать себе маршрут практически вслепую, высчитывать курс. Как бы страшно это не звучало, но большинство великих мореплавателей, имена которых донесла до нас история (Колумб, Маггелан), даже не располагали картами той местности, куда направлялись. В те времена ориентирование и навигация считались сверхсложными и тонкими науками, пренебрежение которыми легко могли стоить жизни.
Самым первым навигационным прибором считается так называемая колесница, которая указывает на юг. Легенда гласит, что прибор был изобретен в Китае более 4,5 тысячи лет назад, а изобрел его Хуан Ди, известный также как "Желтый Император". Этот персонаж, правда, считается чуть ли не мифическим, был кем–то вроде китайского аналога короля Артура, великого и прославленного. Желтый Император считается прародителем всего многочисленного китайского народа, а также известен как основоположник даосизма. Колесница на протяжении многовековой истории Китая совершенствовалась несколько раз. Доподлинно известно, что это приспособление существовало в двухсотом году нашей эры. Очень мудрено устроенный механизм действовал по весьма простому принципу: фигурка, закреплённая на колеснице в виде человека с вытянутой рукой, указывала на только юг. Таким образом, при повороте или же смене движения, человек мог точно определить четыре стороны света. Именно этот принцип заложен в основу большинства навигационных изобретений в последующих веках, и становится понятно, какой прибор мореплаватели позаимствовали у китайцев. Однако, современные компасы, в свою очередь, указывают на север, а не на юг.
На помощь человеку пришла и астрономическая навигация. Вплоть до сегодняшнего дня существует определенный ряд методов, который позволяет определить широту и долготу с помощью астрономических вычислений и наблюдений. Многие методы были разработаны несколько веков назад и представляют исторический интерес. Совершать путешествия люди начали за долгое время до появления компаса и его применения по назначению. Финикийцы, как предполагается, огибали всю Африку, а древние греки плавали по Черному и Средиземному морям, тем не менее, компаса не было ни у тех, ни у других, не могли же они ориентироваться только по звездному небу. Ответ на этот вопрос, был буквально поднят со дна 4 апреля 1900 года. Именно тогда греческие водолазы исследовали затонувший корабль и обнаружили на нем древний механизм, который позже назвали антикитерским механизмом.
Антикитерский механизм – это своеобразное механическое устройство, содержащее тридцать бронзовых шестерен. Весь механизм находится в прямоугольном деревянном корпусе, на двух его бронзовых панелях расположены циферблаты со стрелками. Механизм предназначался для астрономических расчетов, с помощью него можно было определить дату приблизительно сорока двух астрономических событий. Именно это устройство и является первым навигационным прибором в Древней Греции.
Еще один навигационный прибор, послуживший прототипом для многих приборов современности – астролябия. Астролябию изобрела женщина по имени Гипатия Александрийская. Создала она ее примерно в 370 году до нашей эры, а применять астролябию начали изначально для того, чтобы измерить высоты объектов в архитектурном деле. Намного позже, в XII-м веке, астролябию начали использовать и в Европе для того, чтобы измерить высоту небесных тел.
Нескольким раньше, чем астролябия появился прибор квадрант, он был впервые упомянут в истории приблизительно в 1460 году. Квадрант примитивнее астролябии, но принцип тот же – определение местонахождения судна по звездам. Квадрант и астролябия, в свою очередь, прототипы секстанта. Отличительная особенность секстанта, которая помогла этому прибору заменить квадрант и астролябию, заключается в том, что при его использовании высота солнца измеряется относительно линии горизонта, а не относительно самого прибора. Это позволило добиться большей точности в измерениях. Наблюдая через секстант за солнцем и горизонтом, наблюдатель как бы совмещает эти две точки, и они остаются неподвижными даже при сильной качке корабля. Закономерность проста – через секстант горизонт можно наблюдать прямо.
Основная задача мореплавателей – определить свое точное верное местонахождение. Так возникла необходимость в приборах, способных точно определять широту и долготу. Говоря об Эпохе Великих Географических открытий, можно предположить, что из Древней Греции тогда уже дошли знания об астролябии и гномоне, способных определить широту и долготу с помощью астрономических расчетов. Именно приборы астрономических вычислений служат прототипом большинства приборов в морской навигации.
Устройство, про который знает даже ребенок, привычный всем компас, был изобретен все в том же Китае во времена правления великой династии Сун (960-1274гг.). Китайцы использовали компас в основном при длительных переходах через пустыни и степи. Достаточно подробное описание компаса появилось только в XII веке, а в Европе намного позже, прибор разительно отличался от привычного нам компаса. Проще говоря, с самого начала это была намагниченная стрелка на пробке. Столь незамысловатое устройство нужно было опустить в воду, а уже в воде стрелка ориентировалась должным образом. Выдвигаются некоторые теории, что именно такое простое устройство использовалось скандинавскими мореплавателями, когда они пересекли Атлантический океан и побывали в далекой Америке (на тот момент она называлась иначе). В дальнейшем прибор не раз модифицировали и совершенствовали.
Деления картушки – румбы, были придуманы итальянцем Флавио Джойя, который жил XIV-м веке. Флавио просто надел стрелку прибора на шпильку и таким образом сделал картушку. Деление было на 16 румбов, к 32 – м румбам деление увеличилось только XVI-м веке. При всем при этом, мореплаватели ни один раз сталкивались с проблемой качки, которая влияла на работу компаса. Для того чтобы решить проблему, стали использовать так называемый карданов подвес. Интересно, что столь известная опора названа именем человека, который не просто не изобрел ее, но даже не пытался претендовать на авторство – он всего лишь описал это устройство. Впрочем, такой подвес не являлся универсальной страховкой. Перехитрить компас было под силу практически любому моряку. Те, кто читал книгу «Пятнадцатилетний капитан», наверняка припомнят каким образом Негоро заставил корабль отклониться от курса – просто положил под компас топор.
Что касается долготы, то ее определение, как и широты, по Полярной звезде было невозможно. В XVII веке сразу три страны (Англия, Франция и Голландия) объявили очень приличные по тем временам гранты (денежные выплаты) тому, кто сможет найти способ верного и точного определения долготы. Многие ученые, включая самого Галилео Галилея, предлагали свои разработки. В конце концов ученый из Голландии по имени Фризиус Гемме, выдвинул предложение определения долготы при помощи сравнения времени в порту отправки со временем в точке нахождения. В 1749 году Джон Харрисон создал точные часы, которые помогли воплотить идею в жизнь. Хронометр, который он создал, стал неотделимой частью корабля, когда тот выходил в плавание, а долготу определяли по временной разнице между Гринвичем и точкой нахождения.
