Что тут сложного? Бежит по улице малыш, крутит над головой веревку с булдыганом под названием «земля». Крутит не параллельно земле, по которой бежит, а с наклоном вращения вперед. Даже продемонстрировал.
Добавим чуток фантазии — булдыган на веревке также вращается, но уже вокруг своей оси — успевая сделать 365 оборотов пока парень один раз веревку с булдыганом вокруг себя проворачивает. Представили? Нус, тогда немножко усложним — вокруг булдыгана вьется маленькая круглая бусина Луны — вызывая на булдыгане приливы, отливы и портя жизнь навигаторам.
Малышу-солнцу скучно крутить один камень, он уже миллиарды лет этим занимается — вот малыш крутит несколько булыжников разом, да еще и с разной скоростью. И все это происходит под россыпью небесных огней. Которые видятся микробам, обитающим на булдыгане, вращающимся калейдоскопом.
Представили? А теперь самое неприятное — вам, господа курсанты, предстоит быть поводырями этих самых микробов, пытающихся перебороть приливы и шторма. Вам выпала честь научиться одним взглядом на небесный калейдоскоп указывать место на поверхности булдыгана, куда занесли вас превратности путешествия. А в идеале — довести наши корабли, куда будет надо по оптимальному маршруту и без видимости берегов.
Впечатлились? По глазам вижу, что проняло. Тогда добавлю, что ошибка навигатора на десяток километров — это опасно, на полсотни — уже смертельно опасно, особенно рядом с берегами. А полсотни километров это ошибка астрономических замеров всего в половину градуса. Дрогнувшая при замерах рука может и большую погрешность дать.
Ну что? Кто теперь хочет уйти из навигаторов в простые матросы? Размечтались! Тут и так самых сметливых собрали! Либо из вас получатся навигаторы — либо из нас утопленники. Третьего, увы, не дано.
Вот так и начинались наши навигационные курсы. Давно. Особенно если мне считать год за три и еще плюс северные коэффициенты.
Навигация этого времени еще шаманила вокруг астролябий и ошибалась порой на сотни километров — в результате чего ходить корабли предпочитали каботажно — вдоль берега. Вот только у меня планы были гораздо шире. И навигаторов натаскивал жестко. Они мне не только на море нужны, но и на земле, для картографирования, в том числе прокладки Суэца.
Несколько месяцев готовили навигационные приборы. Вот, например секстант — его еще не изобрели, хотя Ньютон уже озвучил принцип. Обошелся, кстати, без моих подсказок. На самом деле принцип прост как циркуль — надо замерить угол между горизонтом и солнцем или звездой. Можно, конечно и циркулем — нацелив одну ножку на горизонт, а вторую на солнце. Более того — так иногда и делали. Вот только ошибка в один градус равна ошибке в сотню километров. Надо прибор поточнее. Вот и выкрутились двумя зеркалами — сквозь первое, неподвижное, смотрят на горизонт, а второе, подвижное, поворачивают так, чтоб солнце или звезда отразилась в первом зеркале и совместилась с видимым горизонтом. Угол, на который повернуто подвижное зеркало, чтоб отражение светила наложилось на горизонт — и будет искомым углом.
На секстант идеально подошли детали от нашего дальномера совмещения — оба зеркала и окуляр. А вот дальше был долгий процесс юстировки и градуировки. И все равно секстанты получились слегка разные и на каждый делали таблички инструментальных поправок.
Секстант это еще полбеды — измерения, полученные с него, надо правильно пересчитать. Например — замеряем угол между видимым горизонтом и солнцем. Но земля то круглая, и мы видим тот горизонт, который на самом деле ниже уровня истинного горизонта. Разница в доли градуса — но каждая такая доля может дать ошибку несколько километров. И чем выше поднимается наблюдатель над поверхностью — тем больше ошибка. Замеры с уровня воды и с верхушки мачты дадут существенную ошибку в определении координат, если не вносить поправки.
И это еще не все. Если палку опустить наполовину в воду увидим, как погруженная часть палки изогнулась — это результат преломления лучей света водой. Вот и с атмосферой та же история. Солнце, как и звезды, находиться не там, где мы их видим, а рядышком, преломленные атмосферой. И в зависимости от угла видимости это преломление различается. Да и само солнце не точка на небе, а кружочек, и нам нужен строго его центр.
Все? Неа. До самого сложного не дошли. Проекция солнца по поверхности земли чертит не ровную линию, а сложную синусоиду, что неудивительно, вспоминая, про разные наклоны осей планет, осей орбит, да еще и вращения.