Як мореплавці визначають своє місце розташування зараз і як було тисячі років тому

1. Древнє стародавнього: як перші мореплавці знаходили дорогу?
2. Битва за довготу
3. А що сьогодні?
4. Що буде, якщо раптом все зламається?

Визначення свого місця розташування у відкритому морі - непросте завдання, а без необхідних знань і інструментів - так майже неможлива. морський індустрії відомі випадки, коли корабельні комп'ютерні системи виходили з ладу на тиждень і більше з-за вірусів. У деяких випадках суду були змушені дрейфувати в морі тижнями, так як на борту не було ІТ-фахівців, які могли б впоратися з проблемою.

Проте задовго до приходу ери навігації і винаходи комп'ютерів перші мореплавці - вікінги і полінезійці - відправлялися в далекі подорожі, під час яких зробили безліч відкриттів. Та й Колумб відкрив Америку без комп'ютерів. Як же їм вдавалося знайти шлях в океані?

Древнє стародавнього: як перші мореплавці знаходили дорогу?

Полінезійці були прекрасними навігаторами. За сотні років до того, як Христофор Колумб перетнув Атлантику, вони вже борознили Тихий океан на своїх дерев'яних каное, долаючи відстані в тисячі кілометрів між островами Полінезійського трикутника. Сонце, зірки, місяць, вітри і течії - ось все, що полінезійці використовували в якості орієнтирів. Ще вони створювали своєрідні карти з паличок і черепашок .

Вікінги також долали тисячі кілометрів, подорожуючи межу Північною Європою, Британськими островами, Ісландією, Гренландією і навіть Північною Америкою. Допомагали їм у цьому розрахунки і незвичайна спостережливість. Стародавні мореплавці пливли за течією, стежили за китами, брали на борт спеціально навчених воронів, щоб ті літали на розвідку і підказували, в якій стороні берег.

За різними версіями, вони визначали своє місце розташування в океані за допомогою сонячного годинника, вели облік дням, проведеним в море, приблизно розраховували швидкість корабля, орієнтувалися по сонцю і зіркам. імовірно вікінги навіть використовували поляризацію світла, щоб знайти дорогу в погану погоду, коли не видно ні сонця, ні зірок. Багато в чому все їх способи були інтуїтивними і неточними. У легендах вікінгів часто говориться про походи, під час яких мореплавці губилися в море через погану погоду, відсутність вітру і туманів.

Битва за довготу

перші уявлення про координатах, принаймні ті, про яких відомо зараз, з'явилися в Стародавній Греції за 200 років до нашої ери. Через півстоліття, в 90-160 роках нашої ери, Клавдій Птолемей першим запропонував математично точну концепцію географічної широти і довготи.

За допомогою координат і докладної карти землі і неба моряки могли приблизно визначити своє місце розташування. Однак обчислити свої координати було непросто. Якщо широту ще можна було знайти по сонцю, місяцю і зіркам (і то приблизно), то з довготою справи йшли значно складніше.

Визначити довготу можна лише як різницю між часом в точці, де ви знаходитеся, і часом в якійсь референсной точці в той же момент. Проблема полягала в тому, щоб, по-перше, як-то дізнатися точний місцевий час, а по-друге, точно знати час в іншій фіксованій точці (наприклад, в пункті відправлення або на Грінвічському меридіані). Точність вимірювань була критичним фактором: на екваторі відхилення в один градус довготи одно 109,5 кілометра, або 68 миль.

Час на борту судна можна було вирахувати за сонцем і зірками, але завдання визначення часу в порту відправлення довго здавалася важкою. Ця проблема стояла так гостро, що Людовик XVI одного разу заявив , Ніби з-за поганої роботи астрономів Франція втратила більше земель, ніж через невдалі військових кампаній.

У XVI-XVIII століттях Іспанія, Голландія, Португалія, Венеція і Англія - ​​всі провідні морські держави - пропонували величезні премії за розробку методу надійного визначення довготи. Приз Англії в XVIII столітті становив 20 тисяч фунтів стерлінгів - цілий статок. Більшу частину нагороди в результаті отримав винахідник хронометра - лондонський годинникар Джон Гаррісон, творіння якого надійшло на службу мореплавцям в 1760 році.

Трохи раніше, в 1757 році, людство отримало секстант (над ним одночасно працювали кілька вчених: Ісаак Ньютон, Джон Хедлі, Томас Годфрі і інші), і разом з хронометром він дозволив вирішити проблему визначення довготи.

Як працювали ці два інструменти? Штурман вимірював висоту сонця над горизонтом за допомогою секстанта, щоб обчислити точний місцевий час, і порівнював його з часом по Грінвічу, яке показував хронометр. Так визначалася довгота - то, наскільки захід або на схід відносно нульового меридіана знаходиться судно.

А що сьогодні?

Зараз все більше судів покладаються виключно на електронну картографічну навігаційну систему ( ECDIS ) І систему глобального позиціонування (GPS).

GPS використовує мережу більш ніж з 30 супутників, щоб допомогти нам з вами визначити наше точне місце розташування. Спочатку систему GPS розробляли для військових цілей, але тепер нею користуються практично всі: від моряків і пілотів літаків до туристів.

Також суду масово переходять на електронні карти, які значно полегшують прокладку і коригування курсу. Електронна картографія дозволяє витрачати хвилини на операції, які раніше вимагали декількох годин. Наприклад, внесення поправок курсу вручну - це довгий і копітка справа. У ECDIS все простіше - потрібно лише завантажити з носія потрібний розділ, ввести необхідні поправки і прокласти курс.

В результаті офіцер на вахті може приділити максимум часу спостереження за навколишнім оточенням (погодою, швидкістю ходу судна і іншими речами) і прийняти правильні рішення. Автоматизація роботи штурмана робить судноплавство безпечніше, а це один з найважливіших факторів для судновласників, замовників, які довіряють їм свої вантажі, і страхових компаній, які розраховують ставки по страховці.

Як і в авіації , В морській індустрії навігаційна система ECDIS повинна дублюватися. Якщо судно хоче повністю відмовитися від паперових карток і перейти на електронні, то на ньому має бути встановлено мінімум два незалежних один від одного ECDIS-комп'ютера, кожен з окремим дисплеєм і своєю базою даних.

Що буде, якщо раптом все зламається?

Існує ймовірність, що обидві системи ECDIS відмовлять: через програмних помилок або спрямованої атаки хакера. Крім того, будь-якої комп'ютерної системи доводиться робити перерву в роботі, щоб встановити оновлення. періодично дослідники виявляють уразливості в критично важливих для судноплавства технологіях: GPS, ECDIS, AIS (системі автоматичної ідентифікації). Їх латають, але з'являються нові.

Збій навігаційних систем десь в протоці або біля берега не такий страшний, так як необхідні орієнтири видно неозброєним оком, до того ж у моряків працюють Інтернет і мобільний зв'язок. Якби сталося таке на небезпечному ділянці, судно може зв'язатися з відповідальною особою на березі і отримати від нього карту в форматі PDF, на якій будуть вказані всі мілини, течії та інші небезпеки. А ось якщо таке трапиться далеко від берегів, то команді доведеться несолодко.

Система GPS теж недосконала. супутники страждають від спалахів електромагнітного випромінювання, викликаних сонячною активністю. Крім того, зловмисники (скажімо, пірати або терористи) можуть заблокувати сигнал простим пристроєм, який можна досить дешево придбати в Інтернеті.

Спрямована атака на GPS легко може збити судно зі шляху, а всі прилади при цьому будуть показувати правильний курс. У кращому випадку така подія приведе до затримок, в гіршому - до зіткнень або посадки на мілину. Щоб уникнути подібних ситуацій, на морських академіях США курсантів вчать визначати місцезнаходження судна не тільки по GPS, але і за сонцем і зірками.

Втрата зв'язку із супутником або блокування GPS посеред океану - це, мабуть, найочевидніша загроза, яка здатна змусити сучасних штурманів освіжити навички класичної астронавігації.

Втім, у моряків є свої «народні» методи визначення власного місця розташування: наприклад, вони можуть завантажити GPS-координати на свій смартфон. Так надходять сучасні мореплавці, коли їм потрібно визначити своє місце розташування, а з каюти виходити лінь.

Сучасному судну з робочими двигуном і електрогенератором складно загубитися в океані. Два роки тому стався випадок, який доводить, що людство далеко просунулася в мистецтві мореплавства і навігації в останні кілька сотень років.

У 2014 році американський ентузіаст Реза балучі спробував добігти від Флориди до Бермудських островів в гідропонних (гідропонна - це таке надувне плавзасіб, схоже на бігове колесо для дрібних гризунів; воно приводиться в рух біжить всередині нього людиною), потрапив в Гольфстрім і збився зі шляху. В результаті бідолаха три дні поневірявся по морю і був змушений пригальмувати проходить повз катер, щоб запитати дорогу до Бермудських островів.