Практическая астрономия

АСТРОГЕОЗНАНИЕ ПРЕДСТАВЛЯЕТ

Система координат, полюса и экватор, ориентирование на местности (компас, Солнце, Луна, звезды), определение времени по Солнцу и Луне, спутники и их использование (связь, навигация)

Многие люди задают профессиональным астрономам два простых вопроса

Когда появилась астрономия?

Для чего нужна астрономия?

Как ни странно, ответы на эти вопросы могут дать не только астрономы, но и историки, а точнее историки-археологи. Ведь археология как раз и изучает пути развития человечества с древнейших времен. Именно археологи нашли множество древнейших астрономических приспособлений, инструментов и даже обсерваторий. Историки перевели нам древние рукописи и манускрипты, рассказывающие о развитии астрономии как науки.

Тысячелетиями, ночуя у костров и глядя на звездное небо, люди видели, что каждую ночь звезды остаются одними и теми же и их взаимное расположение не меняется. Первобытные охотники и рыболовы должны были знать циклы жизни и пути миграции животных. По расположению созвездий первые земледельцы определяли времена года, а значит время посева и сбора урожая. Кочевники ориентировались по Солнцу и звездам, перегоняя свои стада с места на место, или путешествуя. Подмеченные закономерности в движении небесных светил, изменении вида Луны позволили древнему человеку найти и определить единицы счета времени - сутки, месяц, год. Древние мореходы искусно прокладывали путь для своих кораблей, наблюдая за небесными светилами. Кстати, ориентирование по Солнцу и звездам при морских путешествиях, получило самостоятельное название - навигация, которая сначала использовалось в мореходном деле, затем в авиации, а теперь и в космонавтике.

В различных местах Земли археологи нашли сооружения из каменных глыб и обработанных столбов, ориентированные на астрономически значимые направления: точки восхода Солнца в дни равноденствий и солнцестояний. Примерами известных первобытных обсерваторий являются Стоунхенж в южной Англии, или древняя обсерватория Чанкильо в Перу. Возраст таких древних обсерваторий – около 3 - 5 тысяч лет.

Стоунхендж

Археоастрономический комплекс Чанкильо, Перу. Солнечная обсерватория «Тринадцать башен»

С развитием мореплавания в XV—XVII веках появилась потребность в определении географических координат для составления карт. Уточнение формы и размеров Земли, определение времени, вычисление и составление календарей долгое время были главными задачами практической астрономии. Получается, что астрономия нужна всем! Для сугубо практических целей – определять точное время, вести календарь, составлять карты, пред вычислять наступление морских приливов и отливов, запускать спутники связи, вести корабли не только в морях и океанах, но и в космосе, объяснять и изучать природные явления вокруг нас.

Система координат

Если наши предки справлялись с задачами определения географических координат, сторон света и времени с помощью простейших приборов по Солнцу, Луне и звездам, то и мы должны уметь это делать

Все мы знакомы с математическими координатами и с географическими координатами. Положение точки на плоскости задается 2 координатами: широтой и
долготой в географии, абсциссой и ординатой в математике.

Система математических координат на плоскости

Система географических координат

В астрономии тоже принято использовать координаты для обозначения местонахождения небесного объекта. И используют астрономы две системы координат: одна называется экваториальная, а вторая горизонтальная.

С Земли мы видим множество звезд, которые находятся от нас на разном расстоянии. Для изучения видимого расположения небесных объектов и явлений, связанных с их движением, астрономы придумали «небесную сферу». Это воображаемая сфера произвольного радиуса, на которую проецируются (как фонариком на стену) все звезды. В центре этой воображаемой сферы, на Земле, находится наблюдатель, то есть мы с вами.

С небесной сферой и связаны обе астрономические системы координат.

Небесная сфера

Полюса и экватор

Экваториальная система связана с понятием небесного экватора. Небесный экватор это «брат близнец» земному экватору. Небесный экватор служит той плоскостью, от которой и в которой отсчитываются координаты.Одна координата - «склонение», обозначается греческой буквой δ (дельта), отсчитывается от экватора со знаком «+» в сторону Северного полюса мира, и со знаком «-» в сторону Южного полюса мира. Склонение измеряется в градусах и меняется в пределах ± 90º. Склонение небесного светила аналогично географической широте места. Вторая координата называется «прямым восхождением», обозначается греческой буквой α. (альфа), отсчитывается от точки весеннего равноденствия с запада на восток по небесному экватору. Измеряется в часах, минутах и секундах от 0 до 24 часов. Найти Северный полюс мира на небе очень просто – рядом с ним находится Полярная звезда из созвездия Малой медведицы. Южный полюс мира в отличие от северного не обозначен яркими звездами.

Точки PN , PS - северный и южный полюсы мира, точки N и S – север и юг.

Точки P, P´ северный и южный полюсы мира

Экваториальные координаты используются для создания звездных карт, изображающие созвездия на плоскости. Например, для подвижной карты звездного неба, с которой удобно проводить астрономические наблюдения.

Как найти Полярную звезду, а с ней и Северный полюс мира?

способ 1

Найдем на небе большой ковш - созвездие Большой Медведицы. Сторону ковша, противоположную ручке, образуют две звезды — Мерак, у донышка ковша, и более яркая Дубхе сверху. Соединим эти две звезды и продолжим линию за Дубхе. На расстоянии, примерно равном 5 расстояниям Мерак - Дубхе, мы увидим кончик ручки ковша Малой медведицы и Полярную звезду. Она самая яркая в той области неба, так что ошибиться будет трудно.

Как найти Полярную звезду, а с ней и Северный полюс мира?

способ 2

Большая Медведица — достаточно большое созвездие, и потому может быть частично или полностью скрыто облаками или препятствиями, вроде высоких зданий и деревьев. Поэтому найти Полярную звезду может помочь меньшее по размеру созвездие Кассиопеи. В зависимости от положения, оно выглядит как широкая буква «М» или «W». Его центральная стрелка всегда «указывает» на созвездие Малой Медведицы, где и находится Полярная звезда. Подстраховаться можно, найдя рядом созвездие Цефея — созвездие между Малой Медведицей и Кассиопеей, напоминающее домик с крышей.

Горизонтальная система координат использует два понятия: «математический горизонт» и «отвесная линия». Математический горизонт в астрономии, очень похож на горизонт, используемый в географии. По дуге горизонта от точки юга к западу (то есть по часовой стрелке), отсчитывается одна из координат светила – «азимут», обозначаемый буквой «А». Небесный азимут измеряется в градусах, минутах и секундах в пределах от 0° до 360°. Например, азимут Юга равен 0°, азимут Востока равен 90°, азимут Севера – 180°, Запада – 270°. В принципе, астрономический азимут очень похож на географический.
С отвесной линией тоже все довольно просто. Представим себе, что мы держим веревочку с грузиком.

Линию, которую можно себе представить вместо веревочки и называется отвесной линией. Продолжим эту линию вверх и вниз. Верхняя точка называется «зенит» и обозначается буквой «Z», нижняя точка называется «надир» и обозначается
«Z´» или «N».
Вторая координата в горизонтальной системе небесных координат «высота светила», обозначается буквой «h» и отсчитывается от горизонта в сторону зенита и в сторону надира. Высота измеряется в градусах, минутах и секундах от 0 до +90° к зениту и от 0° до −90° к надиру. Горизонтальные координаты планет, Солнца, звёзд непрерывно изменяются в течение суток ввиду суточного вращения небесной сферы.

Поэтому, горизонтальная система координат применяется при наблюдениях звёзд и движения небесных тел Солнечной системы на местности, как невооружённым глазом, так и в бинокль или телескоп.

Иногда астрономы вместо высоты светила используют «зенитное расстояние» светила, показывающее расстояние светила от точки зенита Z. Зенитное расстояние и высота связаны формулой z=90°- h.

Зачем нам высота светила?

Люди давно увидели удивительную закономерность:
высота полюса мира равна широте местности, в которой ведется наблюдение.

Давайте совершим небольшое путешествие по нашей планете. Первой остановкой будет Северный полюс. Полярная звезда находится точно над северным полюсом, и там ее будет видно прямо над головой (в зените), а значит, она имеет максимально возможную высоту h=90°. Продолжим путешествие и переместимся в средние широты, то есть немного ближе к экватору. Полярная звезда будет видна чуть пониже, ее высота будет меньше h < 90°. Чем ближе мы двигаемся к экватору, тем меньше становится географическая широта мест, где мы проезжаем. Полярная звезда будет видно все ниже и ниже над горизонтом. Наконец мы прибудем на экватор, где нулевая географическая широта, а Полярная звезда видна прямо на линии горизонта, то есть имеет высоту h=0°.

В зависимости от места наблюдения на Земле меняется вид звёздного неба и характер суточного движения звёзд

Поэтому в северных широтах происходят «белые ночи» - Солнце не уходит за горизонт, не «заходит», а на экваторе и в южных широтах так быстро темнеет.

Проверь себя

Упражнение: Системы координат
Соотнесите определения или понятия

Ориентирование на местности (компас, Солнце, Луна, звезды)

Слово «ориентирование» происходит от латинского oriēns «восходящий» или «восходящее солнце». И это понятно: Солнце – главный источник жизни на Земле восходит на востоке

Ориентироваться на местности - это значит уметь узнавать свое местонахождение относительно сторон света. Главным направлением является направление на север (обозначается буквой «С» или «N» - north).

Встав лицом к северу, мы будем иметь направо восток («В» или «E» - east), налево запад («3» или «W» - west), а сзади юг («Ю» или «S» - south).

Ориентироваться можно по компасу, звездам, Солнцу, Луне и часам.

Самый известный и наиболее простой из них – определение сторон света по компасу. Простейший компас состоит из корпуса, магнитной стрелки и предохранителя. Предохранитель нужен для блокировки движения магнитной стрелки в состоянии покоя. Стрелка компаса указывает на Север (N). При работе компаса надо избегать присутствия рядом магнитов и металлических предметов. Они искажают работу компаса, что приводит к ошибкам определения сторон горизонта.

Как использовать компас?

1. Положить компас на горизонтальную поверхность.
2. Снять с предохранителя.
3. Поворачивать его до тех пор, пока синий конец стрелки не совпадет с направлением на север, а красный с направлением на юг.
4. Определить восток и запад.

После использования компаса, его опять надо поставить на предохранитель.
Выходя на прогулку в лес или горы, редко кто из нас берет с собой компас. Поэтому умение определять стороны света по природным объектам, является очень полезным и важным для сохранения жизни в экстремальных ситуациях (заблудился, потерялся), умением.

Как ориентироваться по звездам?

Мы знаем, что вследствие вращения Земли вокруг своей оси вид звездного неба меняется в течение суток. Еще мы знаем, что Земля вращается вокруг Солнца, и ночное небо тоже как будто бы вращается вокруг полюса в течение года. Поэтому если мы будем наблюдать за парой Полярная звезда – созвездие Большой Медведицы, то увидим следующую картинку. Ковш Большой Медведицы поворачивается и изменяет своё положение на небе. Так, осенью и зимой созвездие появляется с наступлением темноты невысоко над горизонтом в северной части неба. Весной и летом его следует искать ближе к зениту, причём в перевёрнутом виде. А Полярная звезда всегда укажет направление на СЕВЕР.

Если вы вдруг заблудились в лесу, то найдя Полярную звезду (как находить Полярную звезду смотри в разделе «экваториальные координаты» ), вы будете знать направление на север, а ручка ковша Большой медведицы покажет еще одну сторону света. Причем в парах лето-зима и осень-весна эти направления будут противоположны.

Определение времени по Солнцу и Луне

Как определить время по звездам?

Ночью время можно достаточно легко определить по взаимному положению относительно горизонта созвездий Большой и Малой Медведиц. Созвездие Большой Медведицы, как мы знаем, вместе со всеми звездами неба, совершает суточный оборот вокруг полюса мира против часовой стрелки за 24 часа.

Представьте себе огромные часы с центром в северном полюсе мира. Рядом с полюсом мира находится замечательная Полярная звезда. Стрелка наших гигантских звездных часов проходит через Полярную звезду две крайние звезды ковша Большой Медведицы. Перемещение стрелки небесного циферблата на одно деление происходит примерно за 2 часа.

Чтобы вычислить время надо выполнить 3 действия

1. Найти дату месяца от начала года с десятичными долями. Каждые 3 дня считаются за одну десятую долю месяца. Например, 18 августа соответствует числу 8,6.
2. К показаниям звездных часов прибавить число, полученное в первом действии. Умножить сумму на 2. Например, 6 (показания часов) + 8,6 = 14.6;
14,6∙2= 29,2
3. Из числа 55,3 вычесть полученное произведение: 55,3 – 29,2 = 24,1 получившееся число и есть время наблюдения. В нашем примере 24 ч 6 мин.

Формулу для вычисления времени по звездным часам придется выучить на всякий случай.

Как ориентироваться по Солнцу?

Обычно говорят, что Солнце восходит на востоке и заходит на западе. Но это не совсем точное высказывание. Так бывает только в дни равноденствий, когда день равен ночи: весеннего 21 марта и осеннего 23 сентября. В остальное время точки восхода и заката Солнца немного смещаются: летом в сторону севера, зимой к югу.

Среди лета в средних широтах Солнце восходит между севером и востоком, заходит между севером и западом. Зимой Солнце восходит между югом и востоком, заходит между югом и западом.

Так как же можно использовать Солнце для определения своего местонахождения? Ответ очевиден: Солнце является таким же надежным ориентиром, как и звезды. И ориентироваться по нему можно несколькими способами, определяя не только место, но и время, с помощью простейших устройств и приспособлений.

Определение сторон света и времени по тени

Все очень просто, в полдень надо встать спиной к югу и лицом к северу. Тогда по левую руку будет запад, по правую руку – восток.

Как узнать, что наступил полдень? Очень просто: тень от Солнца должна быть самой короткой. Можно воткнуть в землю палочку и наблюдать за тенью от палочки, отмечая каким-нибудь образом ее концы (в лесу можно использовать маленькие колышки или шишки). Заметить самую короткую тень и провести линию, соединяющую основание палочки и отметку самой короткой тени. Такая линия имеет собственное название – полуденная линия. Направление падения тени укажет на север, противоположный конец на юг.

Кстати, палочка, воткнутая вертикально – является простейшим и древнейшим астрономическим инструментом. И называется этот инструмент – гномон. С помощью гномона определяли время и стороны света, примерно так же как мы с вами.

Самая короткая тень показывает, что наступил полдень и на часах должно быть 12 часов. Но на территории России стрелки покажут 13 часов, т.к. в 1930 году в Советском Союзе было введено поясное время, и все часы были переведены на час вперёд.

Определение примерного времени по сторонам света и Солнцу

Если у вас нет с собой часов, но вы определили стороны света, то можно определить по солнцу и примерное время. Обязательно нужно учитывать и время года. К примеру, летом солнце находится на востоке – примерно в 6 - 7 часов утра, в 9 - 10 часов – на юго-востоке, около 13 часов – на юге, в 15 - 16 часов – на юго-западе, а в 20 - 21 час – на северо-западе.

Определение времени по угловым расстояниям

За сутки Солнце делает полный оборот по небу, а за час продвигается на одну двадцать четвёртую часть оборота. Полная окружность составляет 360 градусов. 1/24 часть окружности составляет 15°. Значит, каждый час Солнце продвигается на 15°. Угол в 15° приблизительно получается, если мы вытянем руку и сделаем «козу», расставим указательный палец и мизинец. Зная направление на юг, измеряем от него с помощью пальцев угол между направлением на юг и солнцем. Если угол укладывается между указательным пальцем и мизинцем 1 раз, то прошел 1 час после полудня, и время примерно 1 час дня, если солнце находится справа от направления на юг. Если солнце находится слева от направления на юг, и можно отложить два угла по 15 градусов, то до полудня остается примерно 2 часа и время 10 часов утра (если полдень наступает в 12 часов).

Определение сторон горизонта по Солнцу и часам

Циферблат часов разделён на 12 часов, и часовая стрелка делает на нём два полных оборота в сутки. Значит, в то время как конец часовой стрелки сделает два круга, Солнце сделает один круг, то есть оно оборачивается вдвое медленнее, чем часовая стрелка.

Для ориентирования по сторонам света часы необходимо установить в горизонтально, так что бы часовая стрелка была направлена на Солнце.

Затем, удерживая часы в этом положении, мысленно разделить угол между часовой стрелкой и цифрой 1 пополам (можно сказать провести биссектрису). Полученная прямая укажет приближенно направление на юг. До полудня надо делить пополам дугу (угол) на циферблате, которую часовая стрелка должна пройти до 13 часов, а после полудня - дугу, которую она прошла после 13 часов.

Иногда бывает очень полезно знать, сколько времени осталось до момента, когда солнце скроется за горизонтом и начнёт темнеть. Например, если вы в походе и у вас с собой нет палатки, и надо успеть приготовиться к ночлегу. По высоте Солнца над горизонтом ближе к закату, существует простой способ определения времени наступления ночи.

Расположите пальцы вытянутой руки между нижним краем Солнца и линией горизонта. Каждый палец будет равен приблизительно 15 минутам до заката.

Затем умножьте количество пальцев на 15. В данном примере 3 умножаем на 15, получаем 45 минут до наступления темноты.

Ориентирование по Луне

Луна, как и звезды, может служить надежным ориентиром для определения сторон горизонта. Вы, наверное, замечали, как ярко светит Луна в полнолуние? При полнолунии Луна находится на максимальной высоте над горизонтом в полночь над точкой юга. И светит настолько ярко, что предметы отбрасывают тень.

В полночь тень Луны от предметов самая короткая и направлена на север. До полуночи тень направлена на северо-запад, после полуночи – на северо-восток.

Если у вас есть часы и вы знаете фазы Луны, то вы сможете определить стороны горизонта. Для приблизительного ориентирования на местности достаточно знать, что летом в первую четверть Луна в 19 часов находится на юге, в час ночи - на западе, в последнюю четверть в час ночи - на востоке, в 7 часов утра - на юге.

Молодая (растущая) Луна наблюдается в западной части неба, сразу после захода Солнца. В течение ночи, Луна описывает дугу в южной части неба, и через точку юга, над которой бывает в полночь, спускается к востоку. Можно запомнить, что в средних широтах северного полушария горбик растущей Луны во всех фазах обращен на запад.

Проверь себя

Упражнение: Ориентирование на местности и по времени
Выберите правильный ответ

Спутники и их использование (связь, навигация)

Астрономическая навигация – астронавигация, ориентирование по звёздам в авиации, мореплавании, космических полетах и сухопутных экспедициях, сохранила свое значение и до настоящего времени. До сих пор штурманов морских кораблей и летчиков-штурманов учат ориентироваться по звездам.

Штурман (в переводе с голландского stuur – руль, man - человек) – это член экипажа какого-либо воздушного, морского или наземного транспортного средства, отвечающий за навигацию. Штурман прокладывает курс, обеспечивает навигационное ориентирование и отвечает за соблюдение заданного маршрута.

Мы знаем, что невооруженным глазом на небе видно около 6000 звезд. Для навигации используют всего 58 самых ярких звезд Северного и Южного полушарий, называемых навигационными звездами.

19 звезд первой звездной величины, 38 второй звездной величины и Полярная звезда. Многие из навигационных звёзд получили собственные названия у разных народов в глубокой древности, затем эти собственные названия стали общепринятыми.

Все звезды различаются по яркости, или как говорят астрономы по блеску. Еще во II века до н.э. древнегреческий ученый Гиппарх Никейский предложил делить все звезды по яркости на шесть величин - самые яркие и лучше всего видимые он назвал звездами первой величины, а самые тусклые - шестой.

В наше время шкалу яркости звезд уточнили и усовершенствовали, расширив границы. К звездам 1-й величины относятся те, которые в 100 раз ярче самых слабых по яркости звезд, видимых при нормальном зрении невооруженным глазом. Звезды, яркость которых примерно в 2,5 раза меньше, чем звезд 1 величины, считаются звездами 2 величины. Те звезды, которые по яркости примерно в 2,5 раза слабее звезд 2 величины, относятся к звездам 3 величины и т. д., то есть каждая следующая группа звезд слабее предыдущей по яркости в 2,5 раза. Самые слабые звезды, видимые при нормальном зрении невооруженным глазом, являются звездами 6-й величины. Звездную величину обозначают буквой «m». Некоторые небесные объекты имеют отрицательные звездные величины. Например, самые яркие звезды на небе: Сириус имеет -1^m,3 звездную величину, Канопус -0^m,9, Луна примерно -12^m,,7 звездную величину, а Солнце -26^m,73.

Навигационные звезды

Для целей навигации в России используются 13 звёзд Северного полушария и 5 звезд Южного полушария неба.

Список навигационных звезд

1; Альферац/Alpheratz; α Андромеды; пуп Пегаса; 358°; С 29°; 45079 2; Анкаа / Ankaa; α Феникса; «птица Феникс» на арабском языке; 354°; Ю 42°; 13547 3; Шедар / Schedar; α Кассиопеи; грудь Кассиопеи; 350°; С 56°; 45689 4; Дифда / Diphda; β Кита; вторая лягушка (Фомальгаут был когда-то первой); 349°; Ю 18°; 45018 5; Ахернар / Achernar; α Эридана; конец реки Эридан; 336°; Ю 57°; 0.46 6; Хамаль / Hamal; α Овна; взрослый ягненок; 328°; С 23°; 2.00 7; Акамар / Acamar; θ Эридана; конец реки Эридан (другая форма Ахернара); 316°; Ю 40°; 45171 8; Менкар / Menkar; α Кита; нос (Кита); 315°; С 04°; 45048 9; Мирфак / Mirfak; α Персея; локоть Плеяд; 309°; С 50°; 28856 10; Альдебаран / Aldebaran; α Тельца; последователь (за Плеядами); 291°; С 16°; 0.85 перем 11; Ригель / Rigel; β Ориона; [левая] нога Ориона); 282°; Ю 08°; 0.12 12; Капелла / Capella; α Возничего; Козочка; 281°; С 46°; 0.08 13; Беллатрикс / Bellatrix; γ Ориона; воительница; 279°; С 06°; 23377 14; Эль-Нат / Elnath; β Тельца; бодающий рог Тельца; 279°; С 29°; 24838 15; Альнилам / Alnilam; ε Ориона; нитка жемчуга; 276°; Ю 01°; 25569 16; Бетельгейзе / Betelgeuse; α Ориона; подмышка (Ориона); 271°; С 07°; 0.50 перем 17; Канопус / Canopus; α Киля; город в Древнем Египте; 264°; Ю 53°; −0.72 18; Сириус / Sirius; α Большого Пса; яркий, блестящий; 259°; Ю 17°; −1.46 19; Адара / Adhara; ε Большого Пса; девственница; 256°; Ю 29°; 18629 20; Процион / Procyon; α Малого Пса; перед собакой (т.к. восходит перед «Собачьей звёздой», т.е. Сириусом); 245°; С 05°; 0.38 21; Поллукс / Pollux; β Близнецов; один из близнецов-Диоскуров, (второй близнец Кастор, α Близнецов); 244°; C 28°; 42005 22; Авиор / Avior; ε Киля; придуманное в 1930-х годах имя; 234°; Ю 59°; 31413 23; Сухайль / Suhail; λ Парусов; сокращенная форма Аль- Сухайль, мужское арабское имя; 223°; Ю 43°; 44958 24; Миаплацидус / Miaplacidus; β Киля; тихие воды; 222°; Ю 70°; 25569 25; Альфард / Alphard; α Гидры; одинокая звезда; 218°; Ю 09°; 2.00 26; Регул / Regulus; α Льва; принц; 208°; С 12°; 12785 27; Дубхе / Dubhe; α Большой Медведицы; спина Большой Медведицы; 194°; С 62°; 45139 28; Денебола / Denebola; β Льва; хвост Льва; 183°; С 15°; 41671 29; Гиенах / Gienah; γ Ворона; правое крыло Ворона; 176°; Ю 17°; 21582 30; Акрукс / Acrux; α Южного Креста; составлено из обозначения Байера α и латинского названия созвездия Crux; 174°; Ю 63°; 0.79 31; Гакрукс / Gacrux; γ Южного Креста; составлено из обозначения Байера γ и латинского названия созвездия Crux; 172°; Ю 57°; 23012 32; Алиот / Alioth; ε Большой Медведицы; курдюк; 167°; C 56°; 27760 33; Спика / Spica; α Девы; колос пшеницы в руках Деметры; 159°; Ю 11°; 45017 34; Алькаид / Alkaid; η Большой Медведицы; от (ар.) القايد القائد «ал-каид банат наш» — «предводитель плакальщиц»; 153°; С 49°; 31048 35; Хадар / Hadar; β Центавра; нога кентавра; 149°; Ю 60°; 0.60 36; Менкент / Menkent; θ Центавра; плечо Центавра; 149°; Ю 36°; 45079 37; Арктур / Arcturus; α Волопаса; Страж Медведицы; 146°; C 19°; −0.05 перем[Прим. 3] 38; Ригель Кентаурус / Rigil Kentaurus; α Центавра; нога Центавра; 140°; Ю 61°; −0.27 39; Зубен Эльгенуби / Zubenelgenubi; α Весов; южная клешня (Скорпиона); 138°; Ю 16°; 27426 40; Кохаб / Kochab; β Малой Медведицы; сокращённая форма от «Полярной звезды», названа так в эпоху, когда она была поляриссимой, т.е. около 1500 г. до н.э. – 300 г. н. э.; 137°; С 74°; 45140 41; Альфекка / Alphecca; α Северной Короны; яркая [звезда] разорванного [ круга ]; 127°; С 27°; 45323 42; Антарес / Antares; α Скорпиона; соперник Марса (в цвете); 113°; Ю 26°; 0.96 43; Атрия / Atria; α Южного Треугольника; составлено из обозначения Байера α и латинского названия созвездия [Tri]angulum [A]ustrale; 108°; Ю 69°; 33604 44; Сабик / Sabik; η Змееносца; второй победитель или завоеватель; 103°; Ю 16°; 15738 45; Шаула / Shaula; λ Скорпиона; поднятый [хвост] Скорпиона; 097°; Ю 37°; 22647 46; Рас Альхаге / Rasalhague; α Змееносца; голова заклинателя змеи; 096°; С 13°; 45201 47; Этамин / Eltanin; γ Дракона; голова дракона; 091°; С 51°; 44958 48; Каус Аустралис / Kaus Australis; ε Стрельца; южная часть лука (Стрельца); 084°; Ю 34°; 29221 49; Вега / Vega; α Лиры; атакующий орёл или атакующий гриф; 081°; С 39°; 0.03 50; Нунки / Nunki; σ Стрельца; созвездие святого города (Эриду); 076°; Ю 26°; 45079 51; Альтаир / Altair; α Орла; парящий орёл; 063°; С 09°; 0.77 52; Пеакок / Peacock; α Павлина; транслитерация английского названия созвездия; 054°; Ю 57°; 33239 53; Денеб / Deneb; α Лебедя; хвост курицы; 050°; С 45°; 45658 54; Эниф / Enif; ε Пегаса; нос лошади; 034°; С 10°; 14642 55; Альнаир / Al Na'ir; α Журавля; яркий (хвост южной рыбы); 028°; Ю 47°; 27030 56; Фомальгаут / Fomalhaut; α Южной Рыбы; рот южной рыбы; 016°; Ю 30°; 42370 57; Маркаб / Markab; α Пегаса; седло (Пегаса); 014°; С 15°; 17930 58; Полярная звезда / Polaris[8]; α Малой Медведицы; Полярная звезда; 319°; С 89°; 2.01 перем

Для того, чтобы быстро и безошибочно найти навигационную звезду, нужно знать не только в каком созвездии она находится, но расположение других созвездий, а так же цвет звезды и ее блеск. Ведь звездное небо может быть частично закрыто облаками, или например, при космических полётах в иллюминатор видно только достаточно небольшой участок неба.

Существует несколько способов поиска навигационных звезд. Штурманы могут работать со специальными справочниками – альманахами, в которых приведены звездные карты в виде схем различных областей неба: экваториальной части, северного и южного неба.

Другой способ заключается в условном разбиении звездного неба на участки с характерным рисунком созвездий и опорными звездами. Например, Северное полушарие условно делится на три участка.

Первый участок – начальное созвездие Большой Медведицы

На этом участке, используя созвездие Большой Медведицы можно найти следующие навигационные звезды:
Регул – мысленно соединим две звезды (Мегрец и Фекда) стенки ковша, к которой крепится ручка, линией. Продолжим эту линию и отложим на ней примерно 1,5 расстояния до Полярной звезды. На конце линии будет яркая голубая звезда, входящая в созвездие Льва.

Антарес – соединяем линией последнюю (Бенетнаш) и первую (Алиот) от ковша звезды в ручке Большой Медведицы. Продолжаем линию мимо созвездия Северной короны. Северная корона – небольшое, хорошо видимое серпообразное созвездие с яркой звездой Геммой в центре. На этой прямой надо отложить примерно 2 расстояния как от звезды Алиот до созвездия Северной короны. На конце будет виден Антарес (в переводе с греческого – соперник Марса), имеющий красноватый цвет.

Арктур и Спика – если звезды, образующие ручку ковша Большой медведицы поместить на одну окружность и продолжить ее не изменяя радиуса, то на линии окружности будут находиться оранжевый Арктур из созвездия Волопаса, и ярко голубая Спика из созвездия Девы.

Второй участок – начальное созвездие Орион, вспомогательное Большая Медведица

Схема отыскания навигационных звезд Сириус, Ригель, Процион, Поллукс, Альдебаран, Капелла, Бетельгейзе. По спиральной линии, начинающейся на поясе Ориона в направлении против часовой стрелки.

Третий участок – начальное созвездие Кассиопея, вспомогательные созвездия Пегас и Андромеда

Схема отыскания навигационных звезд Вега, Денеб, Альтаир, Фомальгаут, Альферац, Хамаль.
Более подробно познакомиться со способами поиска навигационных звезд и ориентированию по ним можно в книге Н.Я. Кондратьева «Ориентировка по звездам».

Спутниковая навигация

В современном мире трудно представить себе человека без средств мобильной связи. И у малышей детсадовского возраста, и у почтенных пенсионеров обязательно есть мобильный телефон, почти у каждого дома есть стационарный компьютер или ноутбук. А если так, то каждый из нас всегда знает, где он находится, всегда может посмотреть, как пройти или проехать в любое место и даже найти потерявшегося человека или домашнее животное. А еще мы можем связаться с любой точкой мира по телефону или видеосвязи, посмотреть соревнования и спектакли, послушать концерты, проходящие в любой стране. Почему? Потому что в любом современном средстве связи имеется встроенная система спутниковой навигации и позиционирования.

Так что же это такое, спутниковая навигация и связь?

Спутниковая навигационная система — это сложный комплекс, включающий наземное и космическое оборудование, которая позволяет определять местоположение объектов в пространстве через прием и передачу спутникового сигнала.

Что входит в состав спутниковой навигационной системы? Три сегмента: космический, наземный (управляющий) и пользовательский.

Космический сегмент — это множество спутников, которые находятся на околоземной орбите и посылают специальные сигналы с определенной частотой. Например, сигналы точного времени, используя точно синхронизированные с системным временем атомные часы, координаты своего месторасположения.

Наземный (управляющий) сегмент — это сеть следящих станций и антенн, которые отслеживают и корректируют положение навигационных спутников на орбите.

Пользовательский сегмент — это все наши устройства смартфоны, планшеты, ноутбуки, GPS-трекеры, навигаторы, которые могут принимать сигналы со спутников и определять свое местоположение.

Как работает спутниковая навигационная система? Принцип определения местоположения объекта основан на измерении расстояния от объекта-пользователя до спутников навигационной системы. Уже при трех видимых спутниках можно определить местоположение объекта с точностью до нескольких десятков метров.

Для более точного определения местонахождения объекта, необходимо измерить расстояние как минимум до 4 спутников. Чем больше задействовано спутников, тем точнее устройство сможет определить свое местоположение. Поэтому все навигационные спутниковые системы имеют от 5 спутников на орбите, а глобальные системы, такие как GPS и ГЛОНАСС больше 20.

4 самых больших спутниковых систем навигации

США

Россия

Евросоюз

Китай

На сегодняшний день в морской и воздушной навигации астрономическая навигация практически полностью вытеснена спутниковыми навигационными системами, но из-за высокой степени автономности остается резервной. Астрономическая навигация по-прежнему используется яхтсменами, как спортсменами, так и любителями, экипажами небольших крейсерских лодок. Хотя технология спутниковой навигации надёжна, яхтсмены используют небесную навигацию либо в качестве основного навигационного инструмента, либо в качестве резервного. Владение бумажной картой, обычным компасом и приемами навигации является хорошей техникой безопасности. Помните, что спутниковый навигатор является только составляющей частью навигации и не должен быть единственным используемым вами навигационным инструментом.

Проверь себя

Упражнение: Спутниковые системы навигации
Выберите правильный ответ

Часовые пояса

Все мы каждый день употребляем слова «время», «час», «часы». В течение дня мы неоднократно смотрим на часы, узнаем время, когда нам надо пойти на работу или в школу, посетить врача, сходить с друзьями в кино, погулять с собакой и т.д.

Путешествуя на машине, поезде или самолете вы наверняка сталкивались с ситуацией, когда часы надо было переводить либо вперед, либо назад, подстраиваясь под местное время. Так почему это время разное? Почему нам приходится переводить часы?

Все связано с вращением Земли вокруг своей оси. Из-за вращения Земли Солнце встает и заходит в разных местах планеты в разное время. Но есть такие условные линии на поверхности Земли, где Солнце восходит и заходит в одно и то же время, и называются эти линии - меридианы (от латинского meridianus «полуденный» или meridies «полдень»). Такое время называют «местным солнечным временем». Из-за того что местное солнечное время свое на каждом меридиане, им очень неудобно пользоваться в быту, как договариваться о встрече, например, друзьям из разных городов, из Казани и Новосибирска?

Чтобы не вводить местное солнечное время для каждого меридиана, поверхность Земли условно поделена на 24 часовых пояса, местное время на границах которых изменяется ровно на 1 час. Ширина каждого пояса составляет 15°.

Гринвичский 0-й меридиан

Если мы движемся на восток, то при переходе из одного часового пояса в другой добавляется 1 час. Если мы движемся на запад, то количество часов уменьшается на 1 час. Значения минут и секунд остаются теми же в обоих случаях.

Современный отсчет часовых поясов начинается с нулевого меридиана, проходящего через Гринвичскую королевскую обсерваторию, находящуюся в предместье Лондона в Великобритании.

Меридиан, отстоящий от Гринвичского на 180°, имеет собственное название – «линия перемены дат». Линия перемены дат – условная линия на поверхности Земли, по разные стороны которой местное время отличается ровно на 24 часа или на одни сутки. Каждый пересекающий эту линию с востока на запад должен перевести календарь на 1 день вперед, а пересекающий с запада на восток – вернуться на один день назад. Вот такое путешествие во времени!

Эту интереснейшую линию перемены дат, не везде она проходит ровно по 180 меридиану, выбрали не случайно — этот меридиан проходит по океану, где земля почти не встречается. Иначе, не очень понятно какой датой пользоваться.

Если вы бывали в аэропорту, сами летали куда-нибудь или встречали кого-нибудь, то могли видеть на информационном табло такие надписи +5UTC или -3UTC, что и обозначает 5 часовой пояс к востоку от нулевого или 3 часовой пояс к западу от Гринвичского меридиана.

Сокращение UTC – обозначает всемирное координированное время.