Как определить географические координаты по звездам кратко

Обновлено: 04.07.2024

Определение широты по Полярной звезде.

Теория метода.
Порядок наблюдений и вычислений.
Достоинства и недостатки метода.

Теория метода.

II. По высоте Полярной звезды

1. Пользуясь теодолитом, эклиметром или школьным угломером, измерить высоту Полярной звезды над горизонтом. Это и будет приближенное значение широты с ошибкой около 1˚.

Если учесть, что величина I изменяется в пределах от — 56′ до + 56′ , а сумма величин II + III не превышает 2′, то в измеренную величину высоты можно вводить только поправку I. При этой значение широты получится с ошибкой, не превышающей 2′, что для школьных измерений вполне достаточно.Точнее, чем по Солнцу, можно определить широту по высоте звезды в кульминации с учетом рефракции. В этой случае географическая широта определится по формуле:j = 90 – h + d + R,где R — астрономическая рефракция1.

Контрольные вопросы

1. Расскажите об основных способах определения географической широты.

2. Для чего на кораблях в средние века нужен был астроном?

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 2

Тема:Законы Кеплера – законы движения небесных тел.

Цели и задачи: обобщить знания, полученные по теме;научить видеть проявления изученных закономерностей в окружающей жизни;

формировать навыки решения качественных и расчетных задач.

Краткие теоретические сведения

Законы Кеплера Первый закон Кеплера. Каждая планета движется по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце.Второй закон Кеплера (закон равных площадей). Радиус-вектор планеты за равные промежутки времени описывает равновеликие площади. Другая формулировка этого закона: секториальная скорость планеты постоянна.

Третий закон Кеплера. Квадраты периодов обращений планет вокруг Солнца пропорциональны кубам больших полуосей их эллиптических орбит. Третий закон Кеплера применим только к эллиптическим орбитам.

Содержание работы

1. Ближайшую к Солнцу точку орбиты называют…

А) Афелием; Б) Перигелием;

2. Ближайшая к Земле точка орбиты Луны или какого-нибудь искусственного спутника Земли называется…

А) Перигелием; Б) Апогеем; В) Перигеем.

3. Объясните с помощью закона Ньютона, почему спутники удерживаются на орбитах около своих планет.

А) На своей орбите около планеты спутник удерживается вследствие сложения двух движений – прямолинейного движения по инерции и движения к планете, вызываемого ее притяжением. Б) На своей орбите около планеты спутник удерживается вследствие прямолинейного движения по инерции. В) На своей орбите около планеты спутник удерживается вследствие движения к планете, вызываемого ее притяжением. 4. Приведите два факта, которые подтверждают аккреционную (аккреция – конденсация вещества) теорию образования Солнечной системы.

А) Все планеты обращаются вокруг Солнца в одном и том же направлении. Орбиты всех планет лежат почти в плоскости эклиптики. Б) Планеты гиганты обращаются вокруг Солнца в одном направлении, а планеты земной группы – в другом направлении. В) Часть планеты Солнечной системы обращаются вокруг Солнца с запада на восток, а другая часть – наоборот. Орбиты всех планет лежат почти в плоскости эклиптики. 5. Как меняется значение скорости движения планеты при ее перемещении от перигелия к афелию?

А) Уменьшается согласно второму закону Кеплера: в перигелии она минимальна, а в афелии максимальна.

Б) Увеличивается согласно второму закону Кеплера: в перигелии она максимальна, а в афелии минимальна.

В) Уменьшается согласно второму закону Кеплера: в перигелии она максимальна, а в афелии минимальна.

6. Почему движение планет происходит не в точности по законам Кеплера?

А) В Солнечной системе не одна планета, а много, и каждая из них испытывает со стороны других возмущения. Б) В Солнечной системе не одна планета, а много, и каждая из них движется петлеобразно. В) В Солнечной системе не одна планета, а много, и каждая из них практически имеет несколько спутников.

7. Как зависят периоды обращения спутников от массы планет?

А) Чем меньше масса, тем меньше периоды спутников. Б) Чем больше масса , тем больше периоды спутников. В) Чем больше масса, тем меньше периоды спутников.

8. Как далеко от Солнца находится планета, если ее орбитальный период составляет 8 лет?

9. Большая полуось орбиты Марса 1,5 а.е. Чему равен звездный период его обращения вокруг Солнца?

А) 29, 3 лет Б) 18,65 года. В) 1,86 года.

10. Когда Земля (4 января) находится в перигелии, Солнце движется по небу с угловой скоростью 61′ в сутки, а 4 июля, когда Земля в афелии, — 57′ в сутки. Определите эксцентриситет земной орбиты.

1. Наиболее удаленную к Солнцу точку называют…

А) Афелием; Б) Перигелием;

2. Наиболее удаленная к Земле точка орбиты Луны или какого-нибудь искусственного спутника Земли называется…

А) Перигелием; Б) Апогеем; В) Перигеем.

3. Что удерживает планеты на их орбитах вокруг Солнца?

А) На орбитах вокруг Солнца планета удерживается вследствие сложения двух движений – прямолинейного движения по инерции и движения к планете, вызываемого ее притяжением. Б) На орбитах вокруг Солнца планета удерживается вследствие сложения прямолинейного движения по инерции и движения по направлению к Солнцу под действием силы солнечного притяжения. В) На своей орбите около Солнца планета удерживается вследствие прямолинейного движения по инерции.

4. Как меняется значение скорости движения планеты при ее перемещении от афелия к перигелию?

А) В афелии скорость планеты максимальная, затем она возрастает и в перигелии становится минимальной. Б) В афелии скорость планеты минимальная, затем она возрастает и в перигелии становится максимальной. В) В афелии скорость планеты минимальная, затем она возрастает и в перигелии становится равной нулю. 5. Как происходит видимое движение планет?

А) Планеты перемещаются петлеобразно. Б) Планеты перемещаются по окружности. В) Планеты перемещаются по эллипсу.

6. В чем состояло уточнение Ньютоном третьего закона Кеплера?

А) Во введении в формулу третьего закона Кеплера множителя, учитывающего суммарную массу Солнца и планеты. Б) Во введении в формулу второго закона Кеплера множителя, учитывающего суммарную массу Солнца и планеты. В) Во введении в формулу первого закона Кеплера множителя, учитывающего суммарную массу Солнца и планеты. 7. При каких условиях движение небесных тел будет происходить в точности по законам Кеплера?

А) Если в Солнечной системе одна планета.

Б) Если в Солнечной системе не одна планета, а много, и каждая из них испытывает со стороны других возмущения. В) В случае, если существуют лишь два взаимно притягивающихся тела.

8. Большая полуось орбиты Юпитера 5 а.е. Каков звездный период его обращения вокруг Солнца?

А) 11,5 года Б) 29, 3 лет В) 1, 86 лет

9. Звездный период обращения Юпитера вокруг Солнца составляет 12 лет. Каково среднее расстояние Юпитера до Солнца?

А) 5 а.е. Б) 12,6 а.е. В) 0,6 а.е.

10. Комета Галлея имеет эксцентриситет е=0,967 и период обращения 76 лет. Определите большую полуось орбиты, перигельное и афельное расстояния кометы. Где расположен афелий кометы?

Вариант I: 1- Б; 2 – В;3 – А;4 – А;5 – В;6 – А;7 – В;8 — В;9 — В;

Вариант II: 1- А;2 – Б;3 – Б; 4 – Б;5 – А;6 – А;7 – В;8 – А; 9 — А;

Решение задачи №8: Согласно третьему закону Кеплера, а³=Т², где а — расстояние планеты от Солнца, Т – орбитальный период планеты в годах находится из наблюдений.

а³=Т², а³=8² = 64, значит, а = = 4а.е.

Решение задачи №9: Согласно третьему закону Кеплера, а³=Т², где а — расстояние планеты от Солнца, Т – орбитальный период планеты в годах находится из наблюдений.

Т = Т = ³ года = 1, 86 года.

Решение задачи №10: Пусть в перигелии Vп = 61′ в сутки, в афелии Vа = 57′ в сутки; по третьему закону Кеплера и с учетом угловой скорости в афелии и перигелии имеем

Vа² = G•M•(1 + e)/ a•( 1- e); Vп² = G•M•(1 — e)/ a•( 1 + e); Vа/ Vп = (1 — e)/ ( 1 + e); определим перигельноеq = а(1 – е); афельноеQ = а(1 +е);

отсюда эксцентриситет земной орбиты е = Vп – Vа/ Vп + Vа = 61-57/61+57 = 0,0338.

а³=Т², значит, Т = ³ года = 1, 86 года.

Решение задачи №9: Если принять расстояние Земли от Солнца и период обращения за 1, то по третьему закону Кеплера а = ² = 5 а.е.

Решение задачи №10: Используя третий закон Кеплера значение большой полуоси Земной орбиты, определяем перигельноеq и афельноеQ расстояния; где а для Земли 1а.е., Тз земли 1 год, Тг = 76 лет.

T²/Tз² = а³/aз³; а = = 17,942 а.е.

q = а (1 — е) = 17,942(1 – 0, 967) = 0, 592 а.е.

Q = а(1 + е) = 17,942(1 + 0, 967) = 35,292 а.е.

Контрольные вопросы

1. Сформулируйте законы Кеплера.

2. Расскажите об особенностях законов Кеплера.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 3

Тема:Определение расстояний до тел Солнечной системы

Небесные координаты

Направление на объект задают в виде угла, на который нужно повернуться от Юга по часовой стрелке (направо), величина этого угла называется азимутом и обозначается “А”. Например, азимут Юга равен 0°, азимут Востока равен 90°, азимут Севера – 180°, Запада – 270°. Из опыта догадываемся, что нужно еще одну координату. Светило может быть над самым горизонтом повыше и, наконец, так высоко, что приходится задирать голову и наблюдать становится очень неудобно. Эти варианты математически определяются высотой “h” углом между плоскостью горизонта и направлением на светило. Например, если светило “касается” горизонта, то его высота 0°, если же светило находится прямо над нами, то его высота – 90°. Точка, которая у нас над головой, называется зенит и обозначается “Z”.

встать лицом к югу
повернутся на угол А (азимут) по часовой стрелке (направо).
поднять свой взор на угол h (высота) и мы увидим, то что хотели.

Теперь можно в числах выразить местонахождение небесного объекта, но давайте посмотрим, что происходит на небе. Как мы говорили ранее, небесная сфера вращается, то есть горизонтальные координаты звезд постоянно меняются, они то восходят над горизонтом на востоке, то очертив дугу, заходят на западе. Другие звезды не восходят и не заходят, а вращаются вокруг точки, которая называется полюсом мира , это единственная неподвижная точка небесной сферы, а значит ее горизонтальные координаты не меняются и их можно зафиксировать. Давайте попробуем применить наши знания горизонтальной системы координат на практике, определим координаты полюса в котором по счастливой случайности оказалась полярная звезда. Во-первых, мы знаем, что эта звезда находится на севере, азимут которого равен 180° (он противоположен югу, от которого ведется отсчет азимута). С высотой посложнее, но немного повоображаем. Полярная звезда находится прямо над северным полюсом, и находясь там ее видно прямо над головой (в зените), а значит она имеет максимально возможную высоту 90°. Если мы немного передвинемся поближе к экватору, то полярная звезда будет видна чуть пониже( высота ее будет меньше 90°. Чем ближе мы будем двигаться к экватору( географическая широта будет уменьшаться), тем ниже над горизонтом будет видна и полярная звезда. Находясь на экваторе, полярная звезда видна прямо на линии горизонта, то есть имеет высоту 0°.

Но географическая широта экватора тоже 0°. Это не простое совпадение, это закономерность.

Высота полюса равна широте местности с которой ведется наблюдение.

Казалось бы зная горизонтальную систему координат можно немногое, определить координаты полюса мира, но по ним можно узнать во-первых где север, во-вторых определив высоту, узнаем широту местности, где мы находимся, а это уже немало. Все же проблема осталась, горизонтальная система удобна для наблюдения небесных объектов, но неудобна для анализа того, что происходит на небе. Важны изменения в картине неба.

Звезды движутся вместе с небесной сферой, но взаиморасположение их не меняется. Созвездия неизменны вот уже многие столетия. Нужна такая система координат, которая бы определяла место каждой звезды на небесной сфере, своеобразный адрес, по которому можно было бы безошибочно найти звезду, да и любое другое небесное тело. Подобно тому, как на глобусе отмечены все земные объекты, нужно отметить небесные объекты на небесном глобусе. Ось этого глобуса проходит через полюсы мира, северный и южный (обозначаются P). Вокруг этой оси все и вращается. Есть у этого глобуса экватор (небесный, конечно), который проходит там же где и земной, но не под ногами на земле, а над головой на небе. Вообще земной шар находится внутри небесного глобуса, и система координат, которой пользуются астрономы похожа на систему географических координат.

Есть у звезд своя широта и долгота, только немного по-другому определяются. Аналогом широты на земле является склонение δ на небе, которое равно 0° на небесном экваторе и 90° в полюсе мира. Если объект находится ближе к северному полюсу мира от небесного экватора, то склонение положительно, если же объект от экватора ближе к южному полюсу мира, то склонение приобретает минус (отрицательно), то есть склонение меняется от -90° до 90°.

Такая система координат называется экваториальной. Подобно тому как в основании горизонтальной системы лежит горизонт, в основании экваториальной системы лежит небесный экватор.

На этом уроке мы с вами поговорим о видимом суточном движении звёзд. Вспомним некоторые основные точки, линии и плоскости небесной сферы. Рассмотрим систему координат, которая служит для указания положения светил на небе. А также познакомимся с картами звёздного неба и научимся определять по карте координаты звёзд.

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобретя в каталоге.

Получите невероятные возможности

Конспект урока "Небесные координаты и звёздные карты"

Все мы не раз с вами видели, как каждое утро в восточной стороне неба восходит Солнце. Оно появляется из-за далёких предметов или неровностей земной поверхности. Затем постепенно поднимается над горизонтом и, наконец, в полдень достигает наивысшего положения на небе. В это момент человек, находящийся в северном полушарии Земли, будет видеть Солнце на юге, а находящийся в южном полушарии — на севере. После полудня Солнце постепенно опускается, приближаясь к горизонту, и заходит в западной части неба.

Такое же движение по небу в течение суток можно заметить и у других светил: Луны, звёзд и планет. В целом нам кажется, что небосвод вращается как единое целое вокруг некоторой оси, называемой нами осью мира.

При наблюдении звёзд ясной ночью в северной части неба, можно увидеть, как они, двигаясь с востока на запад, описывают концентрические круги, центр которых располагается около Полярной звезды (альфа Малой Медведицы). Эта точка называется северным полюсом мира. В южном полушарии можно найти диаметрально противоположную ей точку — южный полюс мира. Давайте также вспомним, что большой круг небесной сферы, проходящий через полюсы мира и светило, называется кругом склонения.

А большой круг, проходящий через центр небесной сферы и перпендикулярный оси мира, называется небесным экватором. Он делит небесную сферу на две части: Северное полушарие с вершиной в Северном полюсе мира и Южное — с вершиной в Южном полюсе мира.

Помимо этого, на небесной сфере принято указывать и видимый годовой путь Солнца среди звёзд. Он называется эклиптикой. Она наклонена к небесному экватору под углом 23 о 27' и пересекает его в двух точках — точке весеннего (около 21 марта) и осеннего (около 23 сентября) равноденствия.

Сейчас же мы знаем, что вращения небосвода — это кажущееся явление, вызванное вращением Земли вокруг своей оси с запада на восток.

Видимое движение светил, происходящее из-за вращения Земли вокруг оси, называется суточным движением, а период вращения Земли вокруг оси — сутками.

На одном из первых уроков мы с вами говорили о том, что наблюдателю, находящемуся на поверхности Земли, кажется, что все звёзды расположены на некоторой сферической поверхности неба и одинаково удалены от него. Напомним, что такая воображаемая сфера произвольного радиуса была названа небесной сферой.

Для указания положения светил на небе используют систему координат, аналогичную той, которая используется в географии.

Вы уже знаете, что в географии определить положение точки на поверхности Земли нам помогают географические координаты — широта и долгота. Географическая долгота отсчитывается вдоль экватора от начального (Гринвичского) меридиана. А географическая широта — по меридианам от экватора к полюсам Земли.

Такая система координат называется экваториальной.

Аналогичную, экваториальную, систему координат удобно использовать и в астрономии, для указания положения светил на небе. В этой системе координат основным кругом небесной сферы является небесный экватор. А координатами служат склонение и прямое восхождение.

Склонение светила — это угловое расстояние светила от небесного экватора, измеренное вдоль круга склонения. Обозначается склонение малой греческой буквой δ и оно аналогично географической широте. Единственное отличие состоит в том, что у светил, расположенных к северу от экватора, склонение считается положительным, а расположенных к югу от экватора — отрицательным. При этом за начальную точку отсчёта склонения на небесном экваторе принимается точка весеннего равноденствия.

Вторая координата — прямое восхождение — указывает положение светила на небе. То есть это угловое расстояние, измеренное вдоль небесного экватора, от точки весеннего равноденствия до точки пересечения небесного экватора с кругом склонения светила.

Обозначается склонение малой греческой буквой α. А отсчитывается оно в сторону, противоположную суточному вращению небесной сферы, в пределах от 0 до 360 градусов или от 0 до 24 часов. Хотя в астрономии склонение принято выражать не в градусной мере, а в часовой. Если учесть, что 360 градусам соответствуют 24 часа или 1440 минут, то одному градусу соответствует 4 минуты.

Ответ достаточно прост. Вспомните, что в горизонтальной системе координаты светила на небесной сфере со временем изменяются. Следовательно, они имеют определённое значение только для известного момента времени.

В экваториальной же системе координаты звёзд не связаны с суточным движением небесной сферы и изменяются очень медленно, так как достаточно далеки от нас. Поэтому именно эта система координат применяется для составления звёздных глобусов, карт и каталогов.

Звёздные карты представляют собой проекции небесной сферы на плоскость с нанесёнными на неё объектами в определённой системе координат.

Набор звёздных карт смежных участков неба, покрывающих всё небо или некоторую его часть, называется звёздным атласом.

А в специальных списках звёзд, называемых звёздными каталогами, указываются координаты их места на небесной сфере, звёздная величина и другие параметры. Например, в каталоге опорных звёзд-два, который также известен как Ориентировочный Каталог Космического Телескопа Хаббла, содержится более 945,5 миллионов звёзд.

Давайте остановимся и рассмотрим карту звёздного неба поподробнее. Итак, в центре нашей звёздной карты располагается северный полюс мира. Рядом с ним Полярная звезда.

Сетка экваториальных координат представлена на карте радиально расходящимися от центра лучами и концентрическими окружностями. На краю карты, возле каждого луча, написаны числа, обозначающие прямое восхождение (от 0 до 23 часов).

Луч, от которого начинается отсчёт прямого восхождения, проходит через точку весеннего равноденствия, обозначенную на карте символом овна. Склонение отсчитывается по этим лучам от окружности, которая изображает небесный экватор и имеет обозначение ноль градусов. Остальные окружности также имеют оцифровку, которая показывает, какое склонение имеет объект, расположенный на этой окружности.

В зависимости от звёздной величины звёзды изображают на карте кружками различного диаметра. Те из них, которые образуют характерные фигуры созвездий, соединены сплошными линиями. А границы созвездий обозначены пунктиром.

Теперь давайте посмотрим, как пользоваться звёздной картой. Для этого определим экваториальные координаты Альтаира (это альфа Орла), Сириуса (это альфа Большого Пса) и Веги (это альфа Лиры).

А теперь давайте с вами решим обратную задачу, то есть найдём звезду по её координатам. Итак, пусть склонение звезды равно +35 о , а прямое восхождение — 1 ч 6 м .

Для того, чтобы найти ответ на поставленный вопрос, мы с вами должны выполнить все те же действия, что и в прошлый раз, но только в обратном порядке. То есть сначала на карте мы находим заданное нам прямое восхождение светила. Далее строим мысленный отрезок (или прикладываем линейку) так, чтобы он соединил нашу точку с центром карты звёздного неба. Теперь находим окружность, обозначающую склонение в 30 о и откладываем от неё примерно 5 о вверх. Как видим, мы попали на звезду бета Андромеды.

Стоит отметить, что картой звёздного неба можно пользоваться не только для нахождения координат звёзд, но и для определения вида звёздного неба в интересующий момент времени определённой даты. А также определять моменты восхода и захода звёзд, Солнца или планет.

Как иногда приятно посидеть ночью и полюбоваться на красивое звездное небо. Яркие точки сменяются мелкими, более тусклыми, другие падают, позволяя загадать желание. Мало кто задумается о том, что десятки веков назад ученые со всей планеты разрабатывали различные теории и занимались астрономией, чтобы приблизиться к загадочному космосу, научиться ориентироваться по звездам.

Удивительные небесные тела приоткрыли тайну не только мироздания, но и стали порогом в новый мир удивительных открытий и кругосветных путешествий, указав верный путь великим первооткрывателям. Так какое оно, это ночное небо? Какие тайны хранит и действительно ли звездный компас может спасти человека, долгое время ищущего путь к дому?

Как ориентироваться по звездам

Если вечер и ночь приближаются с невероятной скоростью, а вы находитесь под открытым небом без возможности добраться до дома в ближайшее время, то нелишним будет найти себе безопасное место для ночлега. Легче всего ориентироваться с помощью карты, компаса или же GPS-навигатора, но их может не оказаться под рукой. В этом случае пригодится умение ориентироваться по звездам.

Ночное небо должно быть ясным, безоблачным. Небесные тела всегда перемещаются по одинаковой траектории. А чтобы воспользоваться этим фактом, важно знать некоторые нюансы, как ориентироваться по звездам.

Метод, применяемый для северного полушария

Для ориентирования в ночное время туристу пригодятся знания о расположении всех небесных светил и главных природных указателях на север и юг. Для каждого полушария используют свою систему, которая не будет работать в противоположном.

Именно поэтому невозможно точно сказать, по какой звезде ориентируются моряки в своих легендарных путешествиях.

Ориентирование по полярной звезде и карте

Жители северной половины Земли чаще изучают способы, как ориентироваться по полярной звезде, ведь она считается главным ориентиром в ночное. Это единственное небесное тело, положение которого всегда остается неизменным. Она точно указывает направление на север, а максимальное отклонение составляет всего 1,5 градуса.

Однако люди, которые ищут самую яркую звезду на небе, могут ошибочно ориентироваться на Венеру, поскольку ее свет намного ярче, чем у полярной звезды. Чтобы не ошибиться при ориентировании по полярной звезде, необходимо дополнительно отыскать созвездия Большой и Малой Медведицы.

В народе их называют большой и малый ковш. Большую Медведицу обнаружить на небе значительно проще. Соединив 2 крайние звезды большого ковша, надо провести воображаемую прямую линию, равную пяти отрезкам. Так, вы сможете найти хвост ковша, который и будет полярной звездой, входящий в созвездие Малой Медведицы.

Обратите внимание! Расположив карту, точно по указанным направлениям, можно продолжать путь. Если нужно отклониться от четкого направления, а в кармане есть компас, то можно высчитать азимут и следовать по нему, периодически проверяя правильность выбранной дороги.

Южное полушарие

Чтобы не заблудиться и правильно определить путь в Южном полушарии, надо ориентироваться на Крест, указывающий строго на юг. Созвездие состоит из 5 ярких, четко выделяющихся пяти небесных светил.

Внизу с левой стороны находится Угольный мешок – это место, где человек не увидит ничего, а неподалеку от него расположились две ярких точки созвездия Кентавра (Центавр).

Чтобы определить направление на Юг, надо провести воображаемую прямую линию между двумя самыми отдаленными звездами. На полученном отрезке найдите точку. Для этого из созвездия Кентавра надо соединить все точки и визуально представить перпендикуляр. Место пересечения 2 полученных линий и есть Южный полюс.

Обратите внимание! Иногда Южный крест можно спутать с Ложным. Главный способ, как определить вхождение звезд – поиск Центавра с левой стороны. Еще одной отличительной чертой является большее расстояние между небесными телами в Ложном Кресте.

Примитивная обсерватория

Если четких знаний о звездном небе нет, и вы сомневаетесь в своих способностях отыскать Полярную звезду или Южный Крест, то можно определить восточное и западное направление. Для этого необходимо соорудить собственную небольшую обсерваторию и занять точку наблюдения.

Как найти стороны света по произвольной звезде

Этот метод потребует некоторое количество времени на подготовку и определение. Вам понадобятся 2 палки разной длины. Их устанавливают на расстоянии метра друг от друга, а высоту выбирают так, чтобы соединив концы, они указывали четко на выбранную звезду. Внимательно следите за ее движением:

Если она уходит вверх – ваш взор направлен на восток.
Если она опускается вниз – на запад.
Если движение петлеобразное и направлено направо – на север.
Петлеобразные движения в левую сторону говорят о южном направлении.

Полярная звезда не подходит для ориентирования, так как она все время остается на одном и том же месте. Используя этот метод, необходимо быть готовым к довольно большой погрешности – около 30 градусов.

Именно поэтому его используют только в крайнем случае. Лучше заранее изучить карту звездного неба того полушария, в котором вы проживаете.

А если небо закрыто облаками?

Ориентирование по звездам на местности во многом зависит от погоды. Если небо чистое, то на нем можно увидеть целую россыпь мерцающих звездочек. Однако иногда случается так, что все небо затянуто густыми облаками и тогда задача туриста существенно осложняется.

Достаточно дождаться малейшего просвета на ночном небе и выбрать себе звезду, за которой будете наблюдать. Принцип действий остается тем же: две палки втыкают в землю и визуально соединяют концы на месте выбранного небесного тела.

Обратите внимание! Рассмотренные ранее принципы перемещения звезд на небе подходят лишь для Северного полушария. На юге их движение противоположное.

Ориентирование по Луне

Луна, будучи спутником, совершает свой путь вокруг Земли, освещаясь Солнцем, но сама она не светится. В полнолуние она занимает наивысшую точку над горизонтом и находится на юге. Тень, создаваемая объектами, указывает на север. В 19.00 она находится на Востоке, а в 7 утра – на Западе.

Если луна неполная, то для начала нужно определить, в какой фазе она находится. Для этого необходимо представить ее в форме буквы:

Определение широты

Для определения широты понадобятся транспортир и ниточки, подвешенная к центру грузом. Основание транспортира наводят на Полярную звезду, так как она находится на продолжении оси вращения Земли на существенном удалении.

По отвесу принимается расчет градусов на шкале транспортира. Из полученного числа вычитают 90. Вычисленный результат является широтой того места, в котором находится турист.

Ориентирование по созвездию Орион

Три наиболее яркие звезды образуют пояс Ориона. Он располагается на небесном экваторе, что гарантирует точное определение восточного и западного направления вне зависимости от широты места наблюдения.

Легче всего найти созвездие зимой в Северном полушарии, а в южном – летом. Точка, которую пересекает пояс на горизонте при заходе, является точным направлением на запад. Восток определить намного сложнее, ведь найти созвездие удастся, когда пояс взойдет над горизонтом. Точка пересечения при восходе и есть восток.

Ориентирование по звездам в море

Определить точное положение в открытом море очень сложно. Сегодня большие корабли и лайнеры, мелкие суда снабжены современными системами навигации, которые прокладывают путь и укажут отклонения от курса в градусах с точностью до минуты.

Однако истории известны случаи вирусных атак компьютерного оборудования, которые вынуждали в течение долгих недель дрейфовать мореплавателей в море в ожидании IT-специалиста.

Многие великие открытия и путешествия были совершены задолго до внедрения компьютеров на борта морского судна. Викинги и полинезийцы, известные ученые-первооткрыватели и простые путешественники руководствовались своими навыками ориентирования на местности с помощью природных знаков и ночного неба.

Как первые мореходы находили дорогу

Полинезийцы бороздили по просторам Тихого океана на своих каноэ еще задолго до того, как Колумб открыл Америку. Они преодолевали тысячи километров между островов Полинезии и всегда достигали места назначения. Их главными ориентирами были Солнце, звезды, луна, ветер и течение.

К тому же археологам удалось найти древние карты, которые были ими составлены. Они были сделаны из ракушек и палочек, и существенно отличаются от тех, которые известны нам.

Викинги не отставали, и путешествовали между Северной Европой, Америкой, Британскими островами, Исландией и Гренландией. Их отличала интуиция, необыкновенная внимательность и производимые расчеты. Они плавали по течению, пристально наблюдали за китами, а на каждом борту жил обученный ворон, которого отправляли в разведку за подсказку, в какой стороне находится берег.

Также для ориентирования использовались солнечные часы. Они могли высчитать примерную скорость корабля, считали дни, проведенные в пути, и даже использовали поляризацию света, чтобы найти дорогу в плохую погоду. Однако расчеты были неточными, а отсутствие ветра, туман и пасмурная погода стали основой для легенд, в которых храбрые викинги сбивались с пути и терялись.

Битва за долготу

Впервые теория о координатах, позволяющих точно определить текущее положение, появилась в Древней Греции в 200 году до нашей эры. Долгие размышления величайших ученых позволили к 100—160 годам нашей эры разработать точную концепцию географической долготы и широты.

Основателем теории был Клавдий Птолемей. Его теория могла бы позволить мореплавателям узнавать свое приблизительное положение и своевременно корректировать курс, но вычислить координаты оказалось сложнее, чем предполагал ученый. Если определить широту можно по Солнцу, Луне и другим небесным телам, то вычислить долготу было практически невозможно.

Для этого необходимо было вычислить разницу между временем текущего положения и некой воображаемой точки в этот же момент. В первую очередь моряки с трудом определяли точное время в текущей точке, а узнать его в другой фиксированной (которой могла быть точка отправления или Гринвичский меридиан) было еще сложнее. Даже приблизительные вычисления не подходили, ведь отклонение в 1 градус от долготы на экваторе приравнивается к 110 км.

Это интересно! Проблема определения времени во второй фиксированной точке настолько долго оставалась неразрешимой задачей, что Людовик XVI обвинил астрономов Франции в плохой работе. По его мнению, именно они повлияли на череду неудач по открытию новых земель.

Начиная с XVI века, все ведущие морские державы (Испания, Голландия, Португалия, Италия, Англия) настолько стремились стать основателями наиболее точного и надежного метода определения долготы, что между ними была яростная борьба. Английское правительство объявило, что главным призом для первооткрывателя станет баснословная сумма – 20 тыс. стерлингов. В XVIII веке часовщик Джон Гаррисон представил миру свое творение – хронометр и получил большую часть заявленного приза.

В это же время был создан секстант — прибор для ориентирования по солнцу. Он был детищем сразу нескольких ученых: Исаака Ньютона, Джона Хедли, Томаса Годфри.

Используя эти два инструмента, моряки могли точно определить текущее положение. Для этого штурман, используя секстант, измерял высоту солнца над горизонтом и вычислял точное время. Полученный результат сравнивали с показаниями хронометра, который показывал время по Гринвичу. Путем вычитания получалась долгота.

Что мы имеем сегодня

Сегодня морякам не нужно заниматься сложными вычислениями, ведь на борту установлены автоматические системы навигации. Это позволяет морякам уделить большее внимание изучению окружающей обстановки: погоды, скоростью корабля, рельефу дна. На основании наблюдений принимаются порой судьбоносные решения. Компьютеризация и автономность работы позволяет сделать судоходство безопасным.

Чаще всего используется навигационная система ECDIS, и если судно отказывается от бумажных карт в пользу электронных, то устанавливают как минимум 2 независимых компьютера и отдельными дисплеями.

Что будет, если вдруг все сломается

Дублирование навигационной системы не дает гарантию того, что компьютеры не дадут сбой или откажут. Для этого может быть множество причин: от системных требований обновления карт, до хакерской атаки. В ходе эксплуатации моряки определяют наиболее слабые и уязвимые места. Разработчики их корректируют, и каждый раз создают что-то новое.

Система GPS тоже может ошибаться: она восприимчива к электромагнитным вспышкам, а сбить корабль с курса могут даже пираты. Они покупают устройство, которое своим сигналом блокирует связь с путником. На приборной панели судна все датчики будут в норме, а сам корабль будет захвачен злоумышленниками и направлен в неизвестном направлении.

Чтобы не допустить подобных промахов в открытом море, многие мировые академии продолжают обучать курсантов старинным методам ориентирования по звездам, Солнцу и Луне, ведь такие ошибки чреваты катастрофами. Судно может столкнуться с коварными рифами или сесть на мель.

Однако затеряться судну среди множества морских путей довольно сложно – рано или поздно на горизонте появится другой корабль и вызовет на помощь бригаду спасателей.

Потеряться можно практически везде. Главное, не поддаваться панике и вспомнить все подсказки природы о том, как можно сориентироваться на местности не только днем по Солнцу, но и ночью по звездному небу.

Читайте также: