Метод лунных дистанций

Как известно, в определении широты нет ничего сложного — уважающий себя попаданец в безлюдный мир часто делает это при помощи нескольких палок. Определение же долготы намного сложнее. В конечном счете все сводится к проблеме точного определения времени. Мы уже упоминали в темах про радио, что одним из его перспективных применений была бы трансляция сигналов точного времени. Радиостанция на сотни киловатт, обсерватория и часы точного времени, сотни приемников(задание на дом — придумайте как можно было бы брать оплату за пользование такой системой) — для хроноаборигенов проект будет сравним со сложностью развертывания навигационной спутниковой системы сегодня.

Какие же у нас есть альтернативы?

В популярных книгах по истории технологии эта тема излагается просто — все очень сильно мучались с определением долготы, пока не пришел Гаррисон и не сделал первый хронометр в 1731 году. Ну а после этого все стали пользоваться хронометрами.

Реальность несколько сложнее. Первые хронометры стоили огромные деньги — порядка 400 фунтов стерлингов. Три хронометра стоили примерно столько же сколько среднее торговое судно(линкор первого ранга обходился примерно в 50 тысяч). Первые хронометры часто ломались — в третьем плаванье Кука он ломался дважды, в первый раз его удалось починить в полевых условиях, во второй раз нет. Взять два? При наличии двух хронометров трудно определить какой из них начал врать, как говорят моряки «никогда не выходи в море с двумя хронометрами: бери один или три»(в научных экспедициях середины 19 века эту проблему решали просто — на Бигле во время путешествия Дарвина их было 22). На большинстве боевых кораблей времен наполеоновских войн не было хронометров, только начиная с 1818, через 87 лет после изобретения хронометра, английское Адмиралтейство делает их обязательными. А торговцы массово переходят на хронометры лишь в середине 19 века.

Хронометр определенно не попаданческая технология. Он сможет ускорить их развитие, подсказав несколько ключевых идей, но в любом случае это десятилетия развития отрасли — слишком много тут зависит от мастерства часовщиков.

Для определения времени очень удобны спутники Юпитера — они глубоко сидят в его огромном гравитационном колодце, до Солнца и Сатурна далеко, так что их орбиты меняются слабо. Этот способ предложил еще Галилей и к нему регулярно возвращались в 17 и 18 веках. Мешала маленькая проблема — спутники не видны невооруженным глазом, да и в телескоп наблюдать их при качке, мягко говоря трудновато. Галилей предложил соединить телескоп со шлемом(вторая иллюстрация) — не помогло. Многочисленные проекты кресел на кардановом подвесе также оказались безуспешны. Этот способ прекрасно работал на суше, но для моря требовалось что-то другое.

Определять время по планетам не получится — слишком медленно они движутся относительно звезд. Остается Луна. Измеряем высоту Луны и Солнца или яркой звезды над горизонтом, определяем угловое расстояние от второго тела до края диска Луны, добавим текущий угловой радиус Луны(орбита эллиптическая так что радиус меняется), добавим поправку на преломление в атмосфере и параллакс(до Луны недалеко, так что параллакс вносит искажения) и получим числа из которых за 10-15 минут рассчитывается текущее абсолютное время.

Большую часть истории метод страдал от сложности расчета движения Луны — слишком сильные возмущения дает Солнце и Юпитер. Только в конце 18 века, в основном благодаря работам Эйлера удалось повысить точность до приемлемой. И метод был весьма популярен до середины 19 века, пока дешевизна хронометров не перевесила недостатки метода — прежде всего трудность наблюдения Луны во время, близкое к новолунию, при том что и в остальное время она доступна для наблюдения в лучшем случае половину суток.

Таким образом попаданцу надо «всего лишь» разобраться с расчетом движения Луны. Не самая простая задача, но посильная многим. В конце концов можно просто прихватить с собой книгу с описанием метода. Интересен вариант с наличием компьютера — в таком случае для прямого численного расчета достаточно минимальных навыков программирования. Возможно, человек хорошо знакомый с численными методами даже сможет организовать такой расчет на своеобразном конвейере силами людей-счетчиков, по аналогии с тем, как это делалось при проектировании атомной бомбы.

Точность метода с хорошим сектантом и расчетными данными — порядка минуты. Это соответствует ошибке в 15 миль на экваторе. Ранние хронометры часто набирали намного большую ошибку за переход. Потребовалась большая работа по определению точных координат гаваней(если известны точные координаты места то можно проделать обратную операцию и, узнав точное время по положению звезд, поправить хронометр) и расчету времен покрытий звезд Луной для того чтобы регулярные сверки хронометра повысили точность и позволили обойти метод лунных дистанций.

Метод лунных дистанций проиграл эту битву лишь потому, что Луна движется по небосклону достаточно медленно — целый месяц на один оборот. Из-за этого ошибка в определении положения луны на одну угловую минуту приводит к ошибке определения времени в две минуты, да и наблюдать ее удается не часто. Интересно, на сколько бы задержало развитие хронометров наличие у Земли спутника на относительно низкой орбите?

Источник: Попаданцев.Нет