В старой морской навигации одного секстанта было мало. Он показывал только угол: например, высоту Солнца или звезды над горизонтом. Но этот угол сам по себе не отвечал на главный вопрос: где находится корабль.
Что такое морской альманах простыми словами
Морской альманах — это справочник, в котором на каждый день года указаны астрономические данные для навигации.
Штурман открывал альманах на нужной дате, находил положение светила и соединял эти данные со своим наблюдением. Так он мог вычислить линию положения корабля на карте.
В работе участвовали сразу несколько инструментов:
- Секстант измерял высоту светила над горизонтом.
- Хронометр показывал точное время, чаще всего по Гринвичу.
- Морской альманах давал координаты светила на этот момент.
- Навигационные таблицы и карта помогали превратить всё это в расчёт места корабля.
Главная сила альманаха была в том, что небесные тела движутся по законам, которые можно рассчитать заранее. Поэтому штурман не гадал по звёздам, а пользовался точными таблицами.
Почему нельзя было просто «ориентироваться по звёздам»
Фраза «моряки ходили по звёздам» звучит красиво, но неточно. Просто увидеть звезду мало. Нужно знать, где она должна находиться в этот день и в этот час. С Полярной звездой всё относительно просто. В Северном полушарии её высота над горизонтом примерно соответствует широте наблюдателя. Но даже здесь нужны поправки: Полярная звезда находится не точно в небесном полюсе, а немного рядом с ним.
С Солнцем сложнее. Его высота в полдень зависит не только от широты корабля, но и от даты. Летом Солнце смещается к северу, зимой — к югу. Это смещение называется склонением.
Например, в день летнего солнцестояния Солнце находится далеко к северу от небесного экватора, а в день зимнего — далеко к югу. Если не учитывать это изменение, широта получится неверной.
С Луной и планетами ещё сложнее. Луна быстро меняет положение на небе. Поэтому для неё нужны особенно точные таблицы. Именно здесь морской альманах становился незаменимым.
Что печатали в морском альманахе
Морской альманах состоял не из описаний, а из чисел. Это был рабочий справочник, где штурман искал конкретные данные для расчёта.
В альманахе указывали:
- положение Солнца, Луны, планет и звёзд на каждый день;
- склонение небесных тел;
- гринвичский часовой угол;
- время восхода и захода Солнца и Луны;
- фазы Луны;
- время сумерек;
- данные по навигационным звёздам;
- поправки и вспомогательные таблицы.
Одна из главных величин в современной астрономической навигации — GHA, или гринвичский часовой угол. Он показывает, насколько светило смещено к западу от Гринвичского меридиана.
Для штурмана это было важно потому, что небесное тело в каждый момент как будто «стоит» над определённой точкой Земли. Если знать эту точку и измерить высоту светила с корабля, можно построить линию положения.
Как альманах помогал определить долготу
Широту моряки научились определять сравнительно рано. Для этого подходили Солнце в полдень и Полярная звезда. Но долгота долго оставалась главной проблемой океанской навигации.
Долгота связана со временем. Земля делает полный оборот на 360 градусов за 24 часа. Значит, 1 час разницы во времени равен 15 градусам долготы.
Если штурман знает, что на корабле местный полдень, а в Гринвиче в этот момент другое время, он может вычислить, насколько корабль ушёл к востоку или западу.
Проблема была в точном времени. До надёжных морских хронометров его приходилось находить другими способами. Один из таких способов — метод лунных расстояний.
Штурман измерял угловое расстояние между Луной и Солнцем, яркой звездой или планетой. Затем открывал альманах и смотрел, в какое время по Гринвичу такое расстояние должно было быть. Так он получал гринвичское время и мог рассчитать долготу.
Метод был трудным. Нужно было точно измерить Луну на качающейся палубе, внести поправки, свериться с таблицами и не ошибиться в арифметике. Но в XVIII веке это был один из немногих рабочих способов найти долготу в открытом океане.
Когда появился знаменитый Nautical Almanac
Ключевым событием стал британский The Nautical Almanac and Astronomical Ephemeris.
Первый выпуск был подготовлен для 1767 года, а напечатан в 1766 году. Работу организовал королевский астроном Невил Маскелайн.
Это было важно по простой причине: британскому флоту и торговым судам нужен был единый, регулярно выходящий справочник для расчёта долготы. Ошибка в долготе могла увести корабль на десятки и сотни миль. Для торгового судна это означало задержку, риск сесть на мель или попасть в шторм. Для военного флота — потерю времени, позиции и преимущества.
Альманах Маскелайна давал морякам заранее рассчитанные лунные расстояния. Теперь штурман мог не считать всё с нуля, а брать готовые данные из официального справочника.
Позже, в XIX веке, морские хронометры стали надёжнее и доступнее. Метод лунных расстояний постепенно потерял значение. Но сам альманах не исчез. Он остался главным справочником для астрономической навигации.
Как штурман пользовался альманахом в рейсе
Работа выглядела так. Сначала штурман измерял секстантом высоту светила над горизонтом. Это могло быть Солнце, Луна, планета или навигационная звезда. Одновременно он записывал точное время наблюдения по хронометру.
Затем он исправлял измеренную высоту. Нужно было учесть:
- ошибку секстанта;
- высоту глаза над уровнем моря;
- атмосферную рефракцию;
- видимый радиус Солнца или Луны;
- для Луны — дополнительные поправки, потому что она близко к Земле и быстро меняет положение.
После этого штурман открывал альманах на нужной дате и времени. Он брал оттуда склонение и гринвичский часовой угол светила.
Дальше начинался расчёт. По наблюдаемой высоте, времени, данным альманаха и предполагаемому месту корабля штурман строил линию положения.
Одна линия ещё не всегда давала точную точку. Но если снять несколько светил или совместить наблюдение с мёртвым счислением, место корабля можно было уточнить.
Так альманах связывал небо с картой.
Почему альманах был нужен даже опытному капитану
Опытный капитан мог знать ветры, течения, береговые признаки и поведение моря. Но в океане этого было мало.
Мёртвое счисление показывало только примерное место. Корабль шёл по курсу, лаг давал скорость, штурман считал пройденное расстояние. Но ошибка накапливалась каждый час. Течение, ветер, неточный лаг, дрейф и плохая погода постепенно уводили судно от расчётной точки.
Астрономическое наблюдение позволяло проверить себя. Если расчётное место и наблюдение сходились, штурман понимал, что идёт правильно. Если расходились — значит, судно снесло течением, была ошибка курса или неверно оценена скорость.
Особенно важна такая проверка была перед подходом к земле. В открытом океане ошибка в несколько миль могла быть терпимой. У берега она становилась опасной. Там были рифы, мели, скалы, течения, узкие проливы и чужие берега.
Поэтому после нескольких дней тумана или шторма ясное небо было для штурмана шансом быстро уточнить место корабля. Альманах в этот момент становился не справочником «на всякий случай», а инструментом безопасности.
Почему всё привязали к Гринвичу
Для расчёта долготы нужен единый нулевой меридиан. В морской практике таким ориентиром постепенно стал Гринвичский меридиан.
Смысл простой. Если все таблицы привязаны к одному меридиану и одному времени, штурманы разных стран могут считать координаты по единой системе.
Гринвич стал особенно важен из-за британского флота, обсерватории и навигационных таблиц. В 1884 году на Международной меридианной конференции в Вашингтоне Гринвичский меридиан был принят как основной нулевой меридиан для мировой системы долгот.
Морской альманах стал частью этой системы. Он давал данные не «вообще», а относительно общего времени и общего меридиана. Это снижало путаницу и делало расчёты одинаковыми для разных судов.
Почему морские альманахи не исчезли после GPS
Сегодня координаты можно получить по GPS, электронным картам, радару и навигационным комплексам. Но астрономическая навигация не исчезла полностью.
Причина простая: электроника может отказать. Спутниковый сигнал можно потерять, заглушить или исказить. Навигационная система может выйти из строя. А Солнце, Луна, планеты и звёзды остаются независимым ориентиром.
Поэтому астрономическую навигацию до сих пор изучают как резервный навык. Современные альманахи стали удобнее, часть данных доступна в цифровом виде, расчёты можно выполнять быстрее. Но принцип остался прежним: нужно знать точное время, измерить светило и взять его координаты из альманаха.