Эволюция средств навигации
Мы уже писали о способах ориентирования на местности с помощью специальных изобретений или вооружившись лишь знаниями о расположении природных и архитектурных объектов. Естественно, намного проще выбраться из леса или найти выход из запутанных улочек с помощью особых приспособлений, созданных специально для ориентирования, чем полагаться на повёрнутую в нужную сторону голову подсолнуха или северную сторону камня. В нашей статье мы проследим потрясающий путь человеческих изобретений от астролябии до современных приборов навигации.По расположению звёзд
Астролябия (греч. ἁστρολάβον, астролабон, «берущий звезды») — древнейший астрономический инструмент, позволяющий определять широты и долготы небесных тел путём измерения горизонтальных углов. Этот прибор не только позволяет делать точные измерения, но и выглядит очень красиво и необычно.
Своему появлению астролябия обязана Древней Греции, а «отцом» прибора принято считать древнегреческого математика Аполлония Пергского. За время своего существования прибор испытывал на себе различные модификации. Так, учёные Востока применяли инструмент не только для определения времени и длительности светового дня, но и для математических вычислений.
Наиболее популярна астролябия стала в эпоху Возрождения, когда способность верно использовать прибор была одним из важнейших умений в астрономическом образовании. Знание астрономии тогда стояло во главе угла всего образования, а умение делать вычисления на астролябии свидетельствовало о высоком положении и интеллектуальном развитии человека.
По высоте Солнца
Секстант — навигационный прибор, позволяющий измерять высоту Солнца и прочих космических объектов над горизонтом для того, чтобы определить географические координаты. Освоить азы ориентации на местности, изучив знания, накопленные человечеством, поможет учебник по географии для 5 класса под редакцией А. А. Летягина.
Своё название «sextans» (лат. «шестой», «шестая часть») получил благодаря тому, что длина его шкалы равна шестидесяти градусам или шестой части от полного круга.
Чаще всего инструмент использовался в мореплавании. Прототипом секстанта был квадрант (лат. «четыре», «четвёртая часть»), определяющий высоту небесных светил.
Измерения проводились при помощи угломерных приборов, расположенных на длинной палке со шкалами градусов и вертикальных передвижных рельсов. Для определения координат инструмент наводили на определённый небесный участок, нижний рельс «накладывали» на горизонт, а верхний — на Солнце или звёзды в зависимости от времени суток.
По указанию иглы
Компас (итал. «compassio» — «измерять шагами») — это навигационное устройство для ориентирования на местности с помощью определения сторон света.
Древнейшим «предком» современного компаса была обычная ёмкость с водой, внутри которой располагали магнит игловидной формы на камышовом листике.
Считается, что изобретение принадлежит китайцам времен династии Сун (960 — 1279 гг.). Тогда компас использовался для указания направления движения в пустыне. Позже компасом начали пользоваться в мореходстве. Однако торговцы не спешили делиться изобретением, дабы избежать конкуренции, да и моряки всё ещё старались «держать курс» согласно различным профессиональным приметам, а не двигаться по «наущению» намагниченной иглы.
С течением времени «компас» трансформировался, к нему добавился специальный груз, чтобы инструмент можно было использовать и во время качки на борту. Также было замечено, что для верных измерений необходимо держать компас вдали от металлических вещей. Подробнее об этом вы узнаете в пособиях по географии под редакцией А. И. Алексеева.
На сегодняшний день компас может выглядеть по-разному: очень просто — практически, как при первом своём появлении, и достаточно сложно — если к нему были добавлены новые электронные детали. Однако несмотря на широкий выбор средств навигации про компас вряд ли забудут — уж слишком это простой, удобный и верный способ определить стороны света.
По советам карты
«Прототипом» первого современного навигатора стал прибор Plus Fours Routefinder, появившийся в 1920 году. Он представлял собой аккуратные наручные «часы» с экраном и со сменными картами, которые прокручивались специальными шестеренками по двум сторонам прибора.
В 1930 году навигация дошла и до автомобилей. От предыдущего изобретения он отличался скоростью прокручивания карт. Теперь «промотка» зависела не от ручных усилий, а от скорости машины. Однако присутствовал и существенный недостаток — при повороте дороги автомобиль приходилось останавливать, искать нужную карту и устанавливать её в прибор.
По сигналам из космоса
Переломным моментом в навигации стало появление первого искусственного спутника нашей планеты. «Спутник-1» — советский космический аппарат, вышедший на орбиту Земли 4 октября 1957 года. Исследователи всего мира следили за ходом этого грандиозного события. Ученые из Америки, наблюдая за сигналами спутника, установили, что частота получаемого сигнала растёт при приближении «Спутника-1» к планете и, соответственно, убывает при его отдалении. Такая закономерность позволяет вычислить местоположение аппарата и его скорость (при условии, что известны собственные координаты). Справедливыми становятся и обратные вычисления — определить своё местоположение, зная координаты спутника.
Подобные исчисления стали настоящим переворотом в области навигации. Сначала данными аппарата стали пользоваться военные. Так, появился первый GPS-спутник, запущенный американскими военными. Подобными разработками занимались и советские учёные.
Разработка глобальной навигационной спутниковой системы (ГЛОНАСС) официально началась в декабре 1967 года. Первый запуск спутника «Ураган» осуществился в 1982 году.
Основой системы ГЛОНАСС стали двадцать четыре спутника, движущихся в трёх орбитальных плоскостях Земли. Принципиальное отличие отечественных спутников от американских – в отсутствии резонанса с вращением Земли, благодаря чему наши спутники более стабильны.
До 2000 года сигнал GPS для обычного населения планеты передавался с помехами для того, чтобы показания были не совсем точны. Однако затем помехи были устранены, и мир получил возможность использовать в быту точные данные по определению местоположения.
Учитывая историю навигации и наблюдая за современными изобретениями, легко сделать вывод, что приборы по определению местоположения будут снова и снова совершенствоваться. Например, беспилотники стали уже не прерогативой военных сил — их разработкой занимаются все крупные производители автомобилей. Соединение действительной навигации GPS с виртуальным миром — уже не фантастика. Да и многие аппараты, о которых люди раньше только мечтали, уже воплотились в реальность. Именно поэтому мы с таким упоением следим на разработками учёных и наслаждаемся нововведениями мира навигации, ведь подобные открытия делают нашу жизнь не только проще, но и раздвигают рамки наших возможностей.
#ADVERTISING_INSERT#
