Загадки долготы

Рассмотрим проблему измерения долготы, которая, по определению, представляет собой расстояние в градусах к востоку или западу от нулевого меридиана. По международному соглашению за нулевой меридиан принята воображаемая линия, соединяющая Северный и Южный полюса и проходящая через Гринвичскую королевскую обсерваторию в Лондоне. Поэтому Гринвич находится на долготе 0, а Нью‑Йорк, например, на 74° западной долготы, Канберра — на 150° восточной долготы и т.д…

Можно было бы дать подробное описание процедуры точного измерения долготы для любой заданной точки земной поверхности, однако в данном случае нас интересуют не столько технические подробности, сколько исторические факты, позволяющие нам судить о том, как человечество постепенно двигалось к решению задачи определения долготы. И среди этих фактов самым важным является следующий: до революционного изобретения, сделанного в XVIII веке, картографы и штурманы были не в состоянии определить долготу со сколько‑нибудь серьезной точностью. Они могли производить лишь весьма приблизительные вычисления с погрешностью в сотни миль, и их возможности принципиально ограничивались уровнем тогдашней техники.

Определение широты (углового расстояния к северу и югу от экватора) не ставит такой проблемы; для него достаточно определить угловые координаты солнца и звезд, что можно выполнить с помощью сравнительно простых приборов. Но для определения долготы требуются приборы и другого типа, и другого класса точности, позволяющие одновременно определять положение и время. На протяжении известных исторических эпох создание таких приборов находилось за пределами возможностей ученых, однако к концу XVIII века отсутствие их стало ощутимо сдерживать развитие судоходства. Как отмечал один из авторитетных специалистов того времени, «определение долготы омрачало существование каждого моряка, судна и груза. Точное определение долготы казалось несбыточным сном, по достоверности сравнимым с утверждением типа „свиньи летают“».

Для решения этой задачи требовался прибор, который мог бы с высокой точностью фиксировать продолжительность плавания, невзирая на движение судна, колебания температуры и влажности. Как заявил Исаак Ньютон в 1714 году членам специального Бюро долготы, сформированного британским правительством: «Подобные часы пока не созданы».

И действительно, часы XVII и начала XVIII столетий были сравнительно грубыми устройствами, которые вполне могли бы отстать или уйти вперед на четверть часа в сутки. Для хорошего морского хронометра это не допустимо.

Только в конце 20‑х годов талантливый английский часовщик Джон Гаррисон приступил к работе, которая привела в конце концов к созданию такого хронометра. Он поставил себе цель выиграть премию в 20 000 фунтов, назначенную Бюро долготы «за изобретение прибора для определения долготы, на которой находится судно, с допустимой погрешностью не более 30 морских миль в шестинедельном плавании». Для выполнения этого условия хронометр должен иметь погрешность не более 3‑х секунд в сутки. Прошло почти сорок лет, в течение которых Гаррисон изготовил и испытал несколько опытных образцов, прежде чем создал хронометр, который удовлетворял указанным требованиям. Наконец в 1761 году его элегантный хронометр № 4 отплыл из Британии на Ямайку на борту корабля королевского флота «Дептфорд» в сопровождении сына Гаррисона, Вильяма. Через девять дней плавания, измерив с помощью хронометра долготу, Вильям сообщил капитану, что на следующее утро они увидят остров Мадейра. Капитан поставил пять против одного, что тот ошибается, но согласился держать курс. Вильям выиграл пари. Через два месяца, уже на Ямайке, выяснилось, что хронометр отстал на 5 секунд.

Гаррисон, таким образом, превзошел требования, сформулированные Бюро долготы. Однако из‑за бюрократической волокиты Британского правительства он получил завоеванную им награду в 20 000 фунтов лишь в 1776 году, за три года до кончины. Естественно, секрет своей конструкции он раскрыл только после получения премии. В результате такой задержки капитан Джеймс Кук не смог воспользоваться хронометром во время своего первого путешествия 1768 года. Только в третьем путешествии (1778‑1779 годы) ему удалось составить карту Тихого океана с впечатляющей точностью широты и долготы каждого острова и берега. С этого момента «благодаря попечению Господа и хронометру Гаррисона… ни один штурман не мог уже сослаться на то, что он прошел мимо острова в Тихом океане… или врезался в неизвестно откуда взявшийся берег».

И действительно, благодаря верному определению долготы карты Тихого океана, составленные Куком, должны быть отнесены к первым образцам точной современной картографии. Более того, они напоминают нам, что для создания действительно хороших карт требуются как минимум три составляющих: дальние путешествия, первоклассное математическое и картографическое обеспечение и высококлассные хронометры.

Только после того, как в 70‑е годы XVIII века хронометр Гаррисона стал общедоступным, можно было считать третье условие выполненным. Именно это блестящее изобретение позволило картографам точно определять долготу — то, чего не могли делать ни шумеры, ни древние египтяне, ни греки с римлянами — вообще ни одна из известных цивилизаций до XVIII века. И именно поэтому вызывают удивление и восхищение более древние карты, на которых очертания материков указаны с современной точностью.

Дата добавления: 2015-07-20