Ориентировка по звездам - Николай Кондратьев

Автору этой книги приходилось выполнять полеты над арктическими просторами нашей Родины в качестве штурмана. И можно с уверенностью сказать, что без астрокомпаса и секстанта — основных астрономических приборов на самолете — успешное выполнение этих полетов было бы невозможно даже при совершенных радиотехнических самолетных и наземных средствах самолетовождения. В Арктике, особенно в ее центральном бассейне, а также в районах Антарктиды, где горизонтальная составляющая силы земного магнетизма мала, а распространение радиоволн подвержено сильным помехам, необходимо самое широкое использование астрономической ориентировки в полетах.

За последние годы астрономические средства самолетовождения значительно автоматизированы. Это повышает точность измерений и упрощает работу. Однако для грамотного применения астрономических средств необходимо хорошо знать эти средства и законы движения небесных светил.

Успешный запуск искусственных спутников Земли, которые тоже становятся небесными телами, дает возможность и их использовать для целей ориентировки. Искусственные спутники Земли даже имеют преимущества перед небесными светилами, так как на их борту имеются радиопередатчики. Спутники можно пеленговать в любое время суток и в любую, самую ненастную погоду.

В наше время, когда успешно изучается Вселенная, каждый грамотный человек должен уметь отыскивать на небе наиболее яркие созвездия и звезды, понимать сущность видимых движений звезд, Солнца, Луны и планет, уметь ориентироваться относительно стран света и определять время по небесным светилам. Основное пособие — звездное небо — всегда перед глазами человека, оно представляет собой великолепное зрелище. Почаще наблюдайте его, это не только полезно, но и очень интересно! Как правило, увидев всего несколько раз фигуры созвездий, их расположение на .небе, человек запоминает это на всю жизнь.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ГАЛАКТИКЕ, СОЛНЦЕ, ПЛАНЕТАХ И ЛУНЕ

Голубое дневное небо и темный ночной небосвод, усыпанный множеством мерцающих звезд, — интересное зрелище для наблюдателя. Один из философов прошлого сказал, что если бы звездное небо было видно только в каком-нибудь одном месте Земли, то к этому месту непрерывно двигались бы толпы людей, чтобы полюбоваться редкостным зрелищем. И действительно, трудно не залюбоваться своеобразными и яркими красками на небе при восходе и заходе Солнца или золотистой россыпью звезд в ясную безлунную ночь.

Окружающее нас пространство представляется нам в виде небесного свода — огромного купола, опрокинутого над нами, на котором днем мы видим Солнце, а иногда и Луну, а ночью — звезды, Луну, планеты.

Особенно много звезд видно в той части небосвода, где находится светлая, туманная полоса, как бы опоясывающая небо. Если рассматривать ее в телескоп, то можно различить здесь множество расположенных близко одна к другой слабых звездочек. Это гигантское звездное скопление образует звездную систему, называемую Галактикой, куда входит и Солнце как одна из рядовых, ничем особенно не Примечательных звезд (рис. 1).

Рис. 1. Схема строения Галактики

Галактика довольно хорошо изучена. Установлено, что она имеет сложный состав и структуру. Ее составляют приблизительно 150 миллиардов звезд. Значительная часть из них образует дискообразную (в форме чечевицы) систему, отдельные члены которой обращаются по почти круговым орбитам вокруг центра Галактики. Эти звезды из-за своей удаленности не различаются раздельно невооруженным глазом и создают хорошо видимую в ясные безлунные ночи картину Млечного Пути. Не менее значительное количество звезд, по-видимому, обращается вокруг центра Галактики по вытянутым орбитам, сильно наклоненным к главной плоскости Млечного Пути. Эти звезды образуют ядро Галактики, вокруг которого обращаются все остальные звезды, в том числе и Солнце.

 Кроме отдельных звезд, Галактика содержит звездные скопления и звездные ассоциации, планетарные и диффузные туманности, а также межзвездное вещество, состоящее из газов (главным образом водорода) и мелких частиц (космической пыли). Межзвездный газ заполняет, как предполагают, всю сферическую и плоскую составляющие Галактики, а твердые частицы располагаются лишь в плоской составляющей, для которой характерна спиральная структура, наблюдаемая и у множества других спиральных галактик (рис. 2).

Рис. 2. Туманность (галактика) в созвездии Андромеды

Размеры Галактики огромны. Ее наибольший поперечник равен примерно 85 000 световых лет. Это значит, что расстояние от одного до другого края Галактики можно преодолеть со скоростью света (300 000 км/сек) за 85 000 лет.

Солнце расположено ближе к краю Галактики, чем к центру, который виден нам в направлении созвездия Стрельца, одного из наиболее ярких участков Млечного Пути. На этом расстоянии от центра (23 000 световых лет) скорость обращения составляет примерно 250 км/сек, а один оборот вокруг центра Галактики Солнце завершает примерно в 185 млн. лет. И хотя оно обращается с колоссальной скоростью, во много раз превышающей скорость полета пули, снаряда и ракеты, за полтора часа Солнце успевает пройти лишь расстояние, равное своему поперечнику. На других расстояниях от центра Галактики скорости обращения звезд иные. Возраст звезд Галактики, как установлено, неодинаковый. Но и самые «молодые» насчитывают сотни тысяч и миллионы лет.

Галактика не единственная звездная система Вселенной. За пределами нашей Галактики астрономы обнаружили множество подобных по своему строению звездных систем. Это другие галактики, или, как их еще называют, внегалактические туманности.

Ближайшая к нам спиральная туманность видна в созвездии Андромеды (рис. 2). Она находится от нас на расстоянии более миллиона световых лет и по своим размерам больше нашей Галактики.

Сейчас ученым известны миллионы галактик, целые скопления и облака галактик. Предполагают, что все видимые в настоящее время галактики составляют лишь небольшую часть более грандиозной космической системы — Метагалактики. До ее границ пока не могут проникнуть даже самые мощные телескопы.

Взаимное положение звезд на небе не является неизменным. Все звезды, в том числе и наше Солнце, перемещаются в различных направлениях со скоростями в десятки и сотни километров в секунду. Угловое перемещение звезды на небесной сфере за один год называется собственным движением звезды. Правда, изменение видимых с Земли положений звезд происходит очень медленно, так как расстояния до звезд чрезвычайно большие, и перемещение становится заметным через многие тысячелетия (рис. 3).

Рис. 3. Собственное движение ярких звезд созвездия Большой Медведицы:

а — вид ковша несколько десятков тысяч лет назад; б — в настоящее время; в — через несколько десятков тысяч лет

Рис. 4. Движение Земли и других планет вокруг Солнца

Собственное движение звезд в течение одного года обычно измеряется дугой в доли секунды. Однако за длительное время это перемещение увеличивается,  поэтому координаты звезд со временем уточняют.  

Солнце вместе со всей солнечной системой движется относительно окружающих звезд по направлению к точке, находящейся  на границе созвездий Лиры и Геркулеса,  со скоростью около 20 км/сек. Увлекаемая движением Солнца Земля описывает в пространстве винтовую линию.

Движение солнечной системы впервые было установлено В. Гершелем в 1783 г.

Вокруг Солнца на различных от него расстояниях под действием силы притяжения обращаются девять планет, девять больших темных шарообразных тел, одним из которых является наша Земля (рис. 4).

Каждая планета имеет свое название: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон. Предполагают, что далеко за орбитой Плутона вокруг Солнца обращается еще одна планета — Трансплутон, но пока ее еще никто не видел.

Земля находится от Солнца на расстоянии в среднем 150 млн. км. Меркурий и Венера ближе к Солнцу, чем Земля, а остальные планеты дальше. Самая дальняя планета — Плутон, она примерно в 40 раз дальше от Солнца, чем Земля. Некоторые планеты имеют свои спутники.

Между орбитами Марса и Юпитера вокруг Солнца обращается множество малых планет, называемых астероидами. К настоящему времени известно более 1800 таких астероидов. Диаметр большинства астероидов 15—75 км. Самый крупный из них — Церера имеет диаметр до 770 км.

Самые мелкие — неправильной формы глыбы диаметром около 1 км.

Космическая ракета, запущенная в Советском Союзе в январе 1959 г. на орбиту вокруг Солнца, стала первой искусственной планетой солнечной системы. Ее иногда называют «десятой планетой», хотя по размерам она несравненно меньше естественных планет. Орбита космической ракеты проходит между орбитой Земли и орбитой Марса.