Програма для розрахунку сонячних затемнень EmapWin

Програма для розрахунку сонячних затемнень EmapWin

Серед численних астрономічних комп'ютерних програм і вбудованих в програми модулів, призначених для розрахунку сонячних затемнень, виділяється програма японця Синобу Такесако EmapWin. Остання версія 3.20 від 21 березня 2015 року. Завантажити програму (zip-архів) можна за адресою http://www.kotenmon.com/cal/emapwin_eng.htm . Архів займає близько 50 мегабайт, в розпакованому вигляді обсяг файлів становить 102 мегабайта. Програма не вимагає установки. Як видно з назви програми, вона призначена для операційної системи Windows. І, між іншим, абсолютно безкоштовна.

У цій статті ми розповімо, як працювати з програмою.

Перше, на що звертає увагу користувач, відвідавши сайт програми або прочитавши коротку текстову інструкцію до неї, це гігантський часовий інтервал розрахунку. Якщо в ранніх версіях програми він становив 6 тисяч років (з 3000 р до н.е. до 3000 р н.е.), то тепер він розширений до 30 тисяч років (з 13000 до н.е. до 17000 м н.е.). Практичного сенсу в такому діапазоні немає ні для істориків астрономії і Археоастрономія, ні для будь-яких інших застосувань. Радість буде тільки любителям екстремальних розрахунків ( "а що там було / буде на небі мільярд років назад / вперед?"). Розширити діапазон допомогло включення ефемерид DE431 і скориговані Беселевих елементи. Однак при цьому програма надзвичайно точна. Так, наприклад, параметри затемнень п'ять тисяч років назад і через тисячу років від теперішнього часу практично збігаються з даними NASA ( http://eclipse.gsfc.nasa.gov/SEcat5/SE2901-3000.html ), А багато фахівців стверджують, що програма набагато точніше таблиць NASA для сучасних затемнень.

Давайте запустимо програму. Управління інтуїтивно зрозуміло. Спочатку подивимося на основний екран. Зліва в червоній рамці видно параметри найближчого сонячного затемнення: його дата, тип, номери юліанського дня і Сарос, дельта Т, а також час і географічні координати початку, максимуму і кінця затемнення, включаючи ширину центральної смуги в км. Праворуч - кольорова рельєфна карта Землі з смугою і лініями фаз затемнення. На повільних машинах отрисовка карти може гальмуватися. Центр карти визначається точкою максимуму затемнення.

Блакитні стрілки вліво або вправо на верхній панелі переводять на попереднє або наступне затемнення. Листок з загнутим куточком дозволяє встановити вихідний рік для розрахунку затемнення і розмір тимчасового інтервалу в роках. Слід врахувати, що в програмі прийнято астрономічний рахунок років до н.е .: 1 рік до н.е. відповідає нульовому році, 2 рік до н.е. відповідає мінус першому році і т.д. До того ж програма враховує юліанський і григоріанський стилі. Після завдання начального року та інтервалу слід натиснути Search (Пошук) і, вибравши необхідне затемнення, натиснути Draw (Малювати) для відображення затемнення на карті. Не забудьте підтвердити вибір натисканням ОК.

Плюс і мінус на панелі дозволяють збільшувати або зменшувати масштаб карти з кратністю 1,41. Але вони спрацьовують тільки після подвійного клацання лівої кнопки миші по вибраному місцю на Землі. Тоді червона рамка пропадає, і на екрані видно тільки сама карта, точніше, обраний фрагмент, що знаходиться в центрі екрану. Справа внизу видно рожева масштабна лінійка. У правому верхньому кутку при одноразовому натисканні лівої кнопки миші з'являються географічні координати "клікнути" точки. Клацаючи по карті, можна переміщатися по поверхні Землі. Натискання значка блакитний Землі на панелі повертає нас до вихідної карті, куди вміщається вся зона затемнення.

Значок повного затемнення на панелі показує параметри затемнення в точці максимальної фази: географічні координати, час початку, максимуму і кінця, Гринвічем і місцевий час, азимут і висоту Сонця над горизонтом, величину фази і т.д. На схемі відображається положення Місяця і Сонця в трьох основних моментах затемнення в проекції на небо по азимуту і висоті. Якщо ж ми натиснемо цей значок в той час, коли в центрі екрану знаходиться обрана нами точка місцевості, то схема покаже параметри і вид затемнення саме в цій точці. Також можна подивитися ці параметри і вид при подвійному натисканні правої кнопки миші в потрібному нам місці по карті. Блакитний квадратик на панелі повертає нас до фрагментарному увазі Землі.

Якщо ж ми виберемо подвійним клацанням правої кнопки миші точку на лінії повного або кільцеподібного затемнення, перейшовши до схеми затемнення, і натиснемо потім на панелі значок з сузір'ям Оріона на зеленому колі, то перед нами з'явиться вид неба в даній точці і в зазначений час: положення сонця, Місяця, що знаходяться над горизонтом яскравих планет, а також деяких зірок, які можуть бути видні в момент повного або кільцеподібного затемнення.

Жовте колечко на панелі показує параметри місячного лімба в центральній смузі затемнення за даними LRO.

Натискання знаку повідомляє про версії програми, автора і його електронній пошті.

Тепер перейдемо до текстової панелі.

Перша опція - Set Date (Встановити дату). У з'являється віконці можна ввести рік і місяць і отримати в результаті найближчим у наступні місяці затемнення. Хоча пропонований діапазон і обмежений -3000 і 4000 роками, вводити можна будь-який рік з 30 тисяч можливих років.

Друга опція - Display (D) (Показати). Тут можна встановити необхідний фрагмент карти Землі із запропонованих: всю земну кулю, Азія, Європа, або вибрати безпосередньо точку на Землі з потрібними координатами і величиною збільшення масштабу. Західна довгота і південна широта мають негативні числові значення. Крім того, можна замість важкої рельєфною карти вибрати контурну (CIA MAP), де рожевим промальовувалися кордону країн, а синіми - основні річкові артерії, а також застосувати Меркаторову проекцію замість сферичного зображення нашої планети. Є віконечка для включення координатної сітки з кроком 10 градусів по широті і 15 градусів по довготі з виділенням Гринвічем меридіана і екватора, швидкості малювання ліній затемнення, зміни дельти Т в ручному режимі і, найцікавіше, для виведення файлу затемнення у вигляді гугловський карти в кореневу папку програми (ім'я - рік і місяць затемнення, розширення - klm). Потім ми можемо обмежити величини довготи центральної лінії і крок за нею (програма розраховує 13 точок від початкової величини довготи із зазначеним кроком) або вибрати місцеві умови затемнення, вказавши в осередку Local (Місцеве) один з попередньо встановлених міст Японії або який-небудь історичний місто Стародавнього миру (Вавилон, Ніневія, Єрусалим, Мемфіс і т.д.). Але можна ввести свої необхідні координати, наприклад, для міста Іваново довгота 41, широта 57 і висота 126. Між іншим, додати нові населені пункти і точки спостереження можна і вручну, акуратно внісши доповнення в файл Location.new в текстовому редакторі (Блокнот або FAR ) з дотриманням всієї пунктуації та прогалин. Тоді він буде з'являтися в випадаючому списку міст.

Тепер перейдемо до опції Search (Пошук). За допомогою неї ми можемо знайти всі необхідні нам типи затемнень, вказавши всі або вибравши зі списку, із заданою фазою (Mag.) Для необхідного місця спостережень. Так, якщо ми вручну встановимо координати і висоту Іванова, величину фази 0.9 і в Date Set вкажемо вихідний рік 1000 місяць 1 (січень), попередньо поставивши прапорець в Site / Mag, то програма почне показувати все затемнення в Іванові з фазою, більшою встановленої. Блакитними стрілками рухаємося вперед або назад по часу, починаючи з затемнення 31 серпня 1030 року переходячи до затемнення 19 квітня 1064 року і т.д. Подібним чином можна перевіряти дати історичних хронік, де описуються затемнення в певних містах, наприклад, у Римі чи Вавилоні. А можна скласти свій, місцевий "канон затемнень" на багато років в минуле і майбутнє. До речі, при великому збільшенні на карті з'являються міста, позначені рожевими крапками. Історичні поселення з заздалегідь визначеного списку позначаються червоними крапками. Центральна Росія, на відміну, наприклад, від Великобританії, бідна містами, Але зате Пітер позначений двічі і несе обидві назви: Ленінград і Санкт-Петербург, а Нижній Новгород досі називається Горьким. Але такі дрібниці можна пробачити автору-японцеві.

Опцією Display (V) можна прибирати з екрану панелі інструментів. Ну а опція Help (Допомога) знову покаже нам номер версії і автора, або закриє програму.

Всі опції мають гарячі клавіші, позначені на панелі латинськими літерами в дужках.

Отже, програма проста в обігу і може використовуватися на уроках астрономії та історії. Її цілком можна і потрібно рекомендувати для історико-астрономічних досліджень і визначення параметрів затемнень для майбутніх спостережень. Вона стане вашим надійним помічником і другом.

І тепер, докладно вивчивши програму і дізнавшись її можливості, спробуємо вирішити кілька завдань.

1. У знаменитій середньовічній "Хроніці" Ідація згадано сонячне затемнення в п'ятницю 14-х календ серпня на другий рік 299-ї Олімпіади. Необхідно з'ясувати тип затемнення і фазу, яку могли спостерігати жителі Риму.

Рішення. Рахунок років по Олімпіад (чотирирічку) вівся з 776 року до н.е. Перерахунок років для років нашої ери проводиться за формулою А = ((Ol-1) х4 + (t-1)) - 775, де А - шуканий рік, Ol - номер Олімпіади, t - номер року в Олімпіаді. Отже, А = ((299-1) х4 + (2-1)) - 775 = 418 рік н.е. 14-е календи серпня - це 19 липня (п'ятниця). Запускаємо програму, натискаємо опцію Set Date і вводимо рік 418 і місяць 7. Дійсно, в цей день, 19 липня 418 року, відбулося повне сонячне затемнення, смуга якого пройшла через Південну Європу, Туреччину, Іран та Індію. Двічі натискаємо лівої кнопки миші по центральній Італії, а потім кілька разів натискаємо плюс на панелі доти, поки на карті Італії не з'явиться місто Рим (Rome). Ми бачимо, що смуга затемнення пройшла через столицю імперії. Двічі клацаємо правою кнопкою миші по точці Риму і в вікні видимості затемнення для обраного географічного пункту відзначаємо, що затемнення мало фазу 1,013 (повне) і сталося за півгодини до місцевого полудня.

2. Визначити, чи була видна планета Юпітер в Новгороді в момент знаменитого повного сонячного затемнення 1 травня 1185 року.

Рішення. У віконці Set Date встановлюємо 1185 рік і місяць 5. За отриманою мапі повного затемнення двічі клацаємо лівою кнопкою миші в районі Великого Новгорода. Потім збільшуємо карту до тих пір (при необхідності зрушуючи її), поки не з'являться контури озера Ільмень і точка Ленінграда-Петербурга. Новгород знаходиться на північній частині Ільменю. Ми бачимо, що смуга затемнення пройшла якраз через нього. Переходимо до схеми затемнення подвійним клацанням правої кнопки миші по північному березі Ільменя. Затемнення було повним з фазою 1,021 і сталося о п'ятій годині дня. Натискання на значок зеленого кола з Оріоном на панелі покаже нам вид зоряного неба в той момент. Видно, що при ясній погоді новгородці могли спостерігати Юпітер високо над горизонтом на південно-східній частині неба.

3. Визначити, коли відбудеться наступне повне затемнення в місті Москва, починаючи з поточного року.

Рішення. Після запуску програми натискаємо на верхній панелі Search і ставимо прапорці в Set / Mag та Set. Вводимо координати Москви (довгота 37,55 градусів, широта 55,75 градусів - не забуваємо ставити крапку замість десяткової коми) і висоту 150 м. Величину затемнення (Mag) ставимо 1. Натискаємо ОК і отримуємо карту повного сонячного затемнення, центральна смуга якого пройде через Москву. Воно трапиться 16 жовтня 2126 року. Збільшуючи карту до появи рожевого точки Москви, ми визначимо по схемі і параметрах затемнення для столиці Росії, що його фаза складе 1,024, спостерігатися воно буде за годину до полудня, а на небі в цей момент можна буде розгледіти близьку до Сонця Венеру і ледве помітні Сатурн і Марс.

4. Знайти в ручному режимі, простим перебором, все повні і кільцеподібні затемнення для міста Вавилон за 6 століття до н.е.

Рішення. Через кнопку списку затемнень (лист із загнутим куточком) встановлюємо початковий рік -599. Натискаємо Search для пошуку всіх затемнень, вибираємо одноразовим клацанням миші верхнє затемнення 16 березня -599 року, натискаємо Draw і ОК. Клацаючи по глобусу, повертаємо його до карти Месопотамії. Далі, стрілкою вправо, починаємо переходити до наступних затемнень до тих пір, поки через Месопотамію не піде центральна смуга затемнення. При попаданні можна збільшити карту до появи червоної точки Вавилона (Babylon), щоб уточнити, чи проходила смуга затемнення через місто. Таким чином, рухаючись вперед до -500 року, ми виявимо лише одне затемнення, кільцеподібне, видиме в Вавилоні. Воно відбулося рано вранці 14 січня 559 (-558) року до н.е. і мало фазу 0,974. Ще три затемнення, чиї смуги проходили в 6 столітті до н.е. через Месопотамію, в Вавилоні спостерігалися лише в приватній, хоча і дуже великий, фазі.

Сергій Бєляков (2016 г.)

(Стаття в дещо скороченому вигляді опублікована також в журналі "Небо" №2 / 2016 )