Даже сейчас, в XXI веке прогулка по лесу без средств навигации может завести туриста в топкое болото или глухую чащу. Что уж говорить про средние века, когда и “деревья были большими”, и леса гуще и болота топче. Так что неудивительно, что человечество с древнейших времен озаботилось поиском различных способов или даже приборов, которые могли бы помочь в ориентировании на местности.
Светит путеводная звезда
Нет ничего проще и точнее, чем путеводная звезда, сказал бы любой моряк древности. И был бы он несомненно прав. Только не стоит искать в атласах звездного неба звезду с таким названием. Во все времена моряки называли путеводной Полярную звезду – главное небесное тело Северного полушария. Даже сейчас школьники знают, что там, где Полярная звезда – там север. В древности же это знание мореходы впитывали с молоком матери.
Кстати, а как быть с Южным полушарием? Там путеводной звездой служит не один объект, а целое созвездие, которое называется Южный Крест. Правда, определить по нему направление на юг сложнее, чем в случае с Полярной звездой (само это созвездие без должной сноровки отыскать на небе довольно проблематично).
Астролябия – компьютер древности
Этот прибор с непонятным названием применяли в античности не столько для определения направления, сколько для вычисления широты и долготы благодаря измерению горизонтальных углов. Кроме красивого названия прибор этот выглядел очень необычно и даже роскошно – бронзовый круг, вращающийся барабан, кованые стрелки, фигурные засечки и знаки зодиака по окружности.
Астролябия умела не только определять углы, а и еще много чего – исчислять время, астрономические расстояния и даже находить тригонометрические функции. Неслучайно в эпоху инквизиции церковь считала ученых, владевших искусством расчетов при помощи астролябии, учениками дьявола и нещадно сжигала их на костре.
Секстант – координаты по таблице
Одним из прикладных “сынов” астролябии стал секстант – главный навигационный прибор мореплавателей Нового времени. С его помощью, ориентируясь на высоту солнца и других небесных тел, можно было определить координаты – широту и долготу. Похож был секстант на причудливый и навороченный современный транспортир, только с подвижными частями.
Для определения координат верхнюю планку прибора наводили на Солнце, нижнюю на горизонт и по образовавшемуся углу, используя специальные астрономические таблицы, определяли координаты нахождения.
Компас – по указанию иглы
Вообще-то компас придумали еще в древние века. И его изобретателями стали китайцы. Первые их компасы представляли собой особый сосуд, наполненный маслом или водой, внутри которого был магнит в виде тонкой иглы на стебле камыша. Она-то и указывала направление на север.
Но в другие страны компас проникал медленно – средневековые моряки больше привыкли доверять приметам, всё той же путеводной звезде, а позднее секстантам. Бурдюк со стрелкой, которая вертелась сама собой в разные стороны, казался им происками нечистой силы. Но постепенно суеверный страх отступил, и сейчас трудно представить себе более простое и надежное средство навигации.
Первый навигатор – крути, Лола, крути!
Первые навигаторы можно уверенно отнести больше к экспериментам, чем к реально работающим средствам навигации, но все же они тоже достойны отдельного упоминания.
В 1920 году на рынке появился первый навигационный прибор. Это изобретение выглядело как наручные часы, только вместо циферблата в нем красовалось окошко с картами. Принцип действия был прост – заранее свернутую в рулон карту необходимо было вставить в “часы”, а потом прокручивать их вручную. Набор карт прилагался в комплекте. На любой развилке или перекрестке нужно было останавливаться и менять карту на соответствующую.
В 1930 году этот навигатор эволюционировал до механического. Крутить вручную больше ничего не надо было. Карта крутилась пропорционально скорости движения авто, потому как навигатор соединялся со спидометром специальным тросиком.
Второе поколение навигаторов – магниты под дорогой
В 1966 году свет увидел амбициозный проект американской компании “General Motors” — система DAIR (с англ. “помощь, информация и навигация для водителей”). В ее основу были положены специальные магниты, которые закладывались под дорожное полотно через каждые 5–8 километров. Приемный узел системы располагался в автомобилях и по сути это был прототип компьютера, работавшего на перфокартах. Проезжая над магнитами, устройство выдавало на экран различную информацию – приближение к поворотам, наличие ограничений на дороге, возможные опасности. В качестве средств вывода использовалась световая индикация и зуммеры разной тональности.
Стоит ли говорить, что система ввиду ее дороговизны и плохого масштабирования так и не стала массовой. Хотя принцип взаимодействия – позиционирование при помощи маяков – лег в основу современных навигаторов.
GPS и ГЛОНАСС – электроника рулит
Переломным моментом в истории навигации стал запуск искусственного спутника Земли. Изучая сигналы “Спутника–1” американские ученые выявили закономерность в их частоте, которая позволяла определять положение и скорость тела, зная свои координаты. И самое главное – собственное местоположение, зная координаты спутника.
Это и было положено в основу спутниковой навигации в 70-е годы. Сначала, как водится, первыми опробовали новинку военные. Именно Пентагон в 1967 году запустил первый из 24 спутников системы GPS (англ. Global Positioning System — система глобального позиционирования). В настоящее время таких спутников на орбите уже 32 и система GPS вместо сугубо военной стала всеобщей.
Параллельно с американцами работали и наши ученые. Разрабатывать систему ГЛОНАСС (глобальная навигационная спутниковая система) стали еще в 1967 году, однако первый спутник запустили только в 1982. У нас сейчас на орбите вращается 24 спутника и благодаря некоторым технологическим отличиям они более стабильны, чем американские.
Американцы хоть и “расшарили” свою систему GPS для всего населения, но до 2000 года специально ставили искусственный барьер для гражданских приемников, который намеренно снижал точность определения координат. А у нас же до 2000 года о системе ГЛОНАСС вообще знал только узкий круг лиц. Все переменилось в начале века XXI. Американцы сняли свои барьеры, а в России приняли многоцелевую программу “Глобальная навигационная система”, направленную на полное покрытие территории России.
С этого момента в истории человечества началась новая эра навигационных устройств – персональных, мобильных и транспортных. И теперь попадание из точки А в точку Б стало простым делом, а глухие леса и топкие болота вообще превратились в популярные маршруты для прогулок. Прощай путеводная звезда, прощай астролябии и сектанты, да здравствует навигаторы будущего, заключенные даже в утюги и пылесосы.
