5

Астролябия. Инструкция по эксплуатации, часть 1

Астролябия. Инструкция по эксплуатации, часть 1 Астролябия, Инструкция, Астрономия, Длиннопост, Рукоделие без процесса

Астролябия — древнее астрономическое устройство для определения времени, математических, астрономических и геодезических вычислений и измерений. Иногда её называют первым аналоговым компьютером. Если хотите узнать подробнее о том, что такое астролябия и как называются ее составные части - читайте предыдущую статью.


В данной статье я расскажу про базовые операции с астролябией - определение времени и использование зодиакальной шкалы.

Описание операций с астролябией я буду давать с использованием фотографий моих астролябий. Во-первых, надписи на них на английском или латинском языках, не многие из читателей, я думаю, поймут надписи на персидском или арабском на музейных астролябиях. А во-вторых для иллюстрации различных ситуаций я могу вращать их составные части без магии фотошопа.

Астролябия. Инструкция по эксплуатации, часть 1 Астролябия, Инструкция, Астрономия, Длиннопост, Рукоделие без процесса

Еще одна важная ремарка - это дизайн и материал рете. Я предпочитаю использовать прозрачное рете, на котором отмечены не отдельные звезды, а целые созвездия. В отличие от классического рете, с таким можно избежать неприятного эффекта оптического параллакса при чтении его линий на фоне тимпана (и наоборот - линий тимпана сквозь рете), да и сами линии тоньше и с ними проще производить точные измерения. К тому же, видя знакомые очертания созвездий, на таком рете гораздо проще ориентироваться.

Астролябия. Инструкция по эксплуатации, часть 1 Астролябия, Инструкция, Астрономия, Длиннопост, Рукоделие без процесса

Стоит особо отметить круг эклиптики (1) с расположенными вдоль него Зодиакальными созвездиями - именно эта линия отмечает положение Солнца среди звезд в каждый конкретный день в году.

Астролябия. Инструкция по эксплуатации, часть 1 Астролябия, Инструкция, Астрономия, Длиннопост, Рукоделие без процесса

А вот так выглядит астролябия в сборе.

Астролябия. Инструкция по эксплуатации, часть 1 Астролябия, Инструкция, Астрономия, Длиннопост, Рукоделие без процесса

Что касается содержания статьи, я мог бы написать сухие инструкции по каждому из типов операций с астролябией ( в классическом трактате об астролябии великого персидского ученого Абу Рейхан Муххамед ибн Ахмед аль-Бируни, жившего в конце 10 века нашей эры “О том, что переводит потенцию астролябии в действительность” (Гусары, молчать!!) приводится 68 типов таких операций), однако широкому кругу читателей они могут показаться скучноватыми, поэтому я лучше смоделирую ситуации, в которых требуются те или иные действия с астролябией.


Операция 1. Определение положения Солнца на эклиптике для заданной даты.


Вы не знаете знак зодиака вашего друга, но вам известна дата его рождения? Вы смутно припоминаете, что после Весов идут Рыбы, а Скорпион - первый весенний знак, но сомневаетесь, что правы - тогда астролябия как раз тот инструмент, что вам необходим!


Это базовая операция, без которой любые операции по определению времени невозможны. Как в физике - в любой непонятной ситуации записывай второй закон Ньютона, так и с астролябией - для определения времени вы всегда должны знать, где находится Солнце на эклиптике в интересующий вас момент времени.


Немного теории. “Положение Солнца на эклиптике в таком-то знаке Зодиака” - означает, что виртуальная линия, проведенная от Земли к Солнцу и далее к “заднему плану” из звезд “указывает” на какое-то созвездие (одно из Зодиакальных).

Астролябия. Инструкция по эксплуатации, часть 1 Астролябия, Инструкция, Астрономия, Длиннопост, Рукоделие без процесса

Следует понимать, что применяемое в астролябиях деление года на 12 знаков Зодиака с началом отсчета в Овне, в день весеннего равноденствия - наследие далекого прошлого. На данный момент в связи с прецессией земной оси временные рамки зодиакальных созвездий сдвинулись, и, более того, теперь Солнце с 30 ноября по 17 декабря находится в Змееносце, до сих пор официально не признанном любителями гороскопов тринадцатым знаком Зодиака.


А теперь взглянем на оборотную сторону астролябии:

Астролябия. Инструкция по эксплуатации, часть 1 Астролябия, Инструкция, Астрономия, Длиннопост, Рукоделие без процесса

Центральная часть нас пока не интересует. Обратим внимание на кольца календаря (1) и Зодиакальную шкалу (2). И рассмотрим их поближе:

Астролябия. Инструкция по эксплуатации, часть 1 Астролябия, Инструкция, Астрономия, Длиннопост, Рукоделие без процесса

Находим нужную нам дату на кольце календаря. Вращая алидаду, подводим ее к этой дате и читаем на зодиакальном кольце в каком созвездии и на каком положении в градусах находится Солнце в этот день.


Следует отметить, что на моих астролябиях не учитывается эксцентриситет орбиты Земли - календарь и кольцо эклиптики концентричны. Это вносит незначительную погрешность в вычисления, но внешний вид такой астролябии мне нравится гораздо больше. Отмечу также, что подавляющее большинство астролябий изготавливалось именно так, с концентрически расположенными календарем и кольцом эклиптики.


Из примера на фото: 14-му января соответствует положение Солнца на эклиптике на 24 градусе созвездия Козерога. Отмечены на картинке красными кружками.


Существуют и обратные задачи, когда по данным наблюдений за Солнцем или звездами мы можем вычислить положение Солнца на эклиптике, однако такие задачи немного сложнее и их я опишу в будущих статьях.


Операция 2. Определение высоты Солнца/звезды над горизонтом.


Необходимо подвесить астролябию за кольцо, так чтобы она ни за что не цеплялась. Теперь обращаем внимание на оборотную сторону астролябии и вращаем алидаду так, чтобы искомый объект был виден в щель между визирами.


ОСТОРОЖНО! Ни в коем случае не смотрите прямо сквозь визиры на Солнце! При самом неблагоприятном исходе вы сможете это сделать только два раза в жизни!) Для определения высоты Солнца лучше смотреть на то, как изменяется луч света при прохождении между визирами.


Вращаем алидаду так, чтобы луч света, проходящий между визирами, превратился в тонкую щелочку. Также можно наблюдать за тенью визиров, как на фото ниже. Если вы смотрите на звезду - то щель между визирами, в которую видно звезду, должна быть минимальна. Читаем показания на угломерной шкале (3), куда указывает алидада.

Астролябия. Инструкция по эксплуатации, часть 1 Астролябия, Инструкция, Астрономия, Длиннопост, Рукоделие без процесса

Из примера на фото: высота Солнца составляет 22 градуса.

Астролябия. Инструкция по эксплуатации, часть 1 Астролябия, Инструкция, Астрономия, Длиннопост, Рукоделие без процесса

Постарайтесь не глядеть через визиры на яркие или быстро приближающиеся объекты.


Какие еще задачи связаны с определением высоты, я расскажу в будущих статьях.



Операция 3. Определение времени восхода Солнца и точки на горизонте, в которой Солнце пересечет линию горизонта


Первое упражнение с астролябией для тех, кто еще не совсем разобрался с устройством тимпана, но совершенно уверенно определяет положение Солнца на эклиптике.


Представим, что вы хотите устроить романтический момент и встретить рассвет вдвоем на берегу местного водоема. У водоема - чтобы была видна линия горизонта. Также подойдет возвышенность посреди равнины. Чтобы успеть выспаться и проснуться незадолго до рассвета, воспользуйтесь этим способом.

Астролябия. Инструкция по эксплуатации, часть 1 Астролябия, Инструкция, Астрономия, Длиннопост, Рукоделие без процесса

Для данной операции нам необходимо найти линию горизонта на тимпане и кольцо эклиптики на рете. Линия горизонта это жирная линия (1) в которую упираются азимутальные дуги. Нас будет интересовать восточная половина неба (2).


Итак, допустим, что интересующая вас дата - 17 июня, и Солнце в этот день находится на 27 градусе созвездия Близнецов (смотри инструкцию к операции 1). Теперь смоделируем с помощью астролябии момент восхода Солнца - момент, когда наше светило пересекает линию горизонта.

Астролябия. Инструкция по эксплуатации, часть 1 Астролябия, Инструкция, Астрономия, Длиннопост, Рукоделие без процесса

Крупный план: вращением рете мы совмещаем точку на эклиптике, соответствующую выбранной нами дате - 27 градусов в Близнецах с линией горизонта на восточной стороне тимпана. Кольцо эклиптики на прозрачном рете не имеет цифровых отметок и размечено с шагом в два градуса. Отсчет углов на кольце эклиптики рете идет против часовой стрелки.

Астролябия. Инструкция по эксплуатации, часть 1 Астролябия, Инструкция, Астрономия, Длиннопост, Рукоделие без процесса

Далее поворачиваем линейку таким образом, чтобы ее край проходил через точку пересечения кольца эклиптики с горизонтом и читаем значение времени на лимбе, куда указывает линейка: 3 часа 44 минуты.

Астролябия. Инструкция по эксплуатации, часть 1 Астролябия, Инструкция, Астрономия, Длиннопост, Рукоделие без процесса

Также вы можете определить азимут точки восхода Солнца. Отсчет азимута в азимутальной или иначе горизонтальной системе координат происходит от точки севера по часовой стрелке. Направление на север N - 0 градусов, строго на восток E - 90 градусов, на юг S -180 градусов и т.д.. Азимутальные линии на тимпане нанесены на манер розы ветров с шагом 11.25 градуса. Видно, что Солнце взойдет на азимуте приблизительно 50 градусов. Если вы захотите найти эту точку на горизонте с помощью компаса, не забудьте взять поправку на магнитное склонение для вашей местности. Да, даже смартфоны не имеют в приложениях поправки на магнитное склонение, так что ищите его самостоятельно.


Следует помнить, что полученное значение времени - истинное солнечное время. В современном мире мы используем поясное время, которое связано со средним солнечным временем. Чтобы перевести полученное с помощью астролябии значение в привычное для нас местное солнечное время (читаем статью в Википедии), необходимо учесть три поправки:


- поправка на зимнее/летнее время. К примеру в Саратове, для которого сделана эта астролябия и который географически лежит в часовом поясе UTC+3, круглогодично используется зимнее время. Для зимнего времени (“на час позже вставать, ура...”) поправка составляет +1 час.


- поправка на долготу. Рассчитывается для каждой астролябии отдельно при изготовлении и связана с удаленность по долготе от границы часового пояса города, в котором вы планируете использовать астролябию.

Часовые пояса расположены с шагом в 15 градусов. Удаленность места наблюдения от границы пояса дает поправку в 4 минуты на каждый градус долготы. Для того же Саратова (46 градусов восточный долготы) поправка составляет +4 минуты. Для Москвы (37 градусов восточной долготы) и окрестностей поправка составит уже +28 минут.


- поправка на уравнение времени. Вследствие орбитального движения Земли и наличия эксцентриситета наблюдается следующая зависимость данной поправки от времени года:

Астролябия. Инструкция по эксплуатации, часть 1 Астролябия, Инструкция, Астрономия, Длиннопост, Рукоделие без процесса

Таким образом, для Саратова, для которого изготовлена астролябия, получим:


3 часа 44 мин. (намерили астролябией) + 1 час (поправка на зимнее время) + 4мин. (поправка на долготу) – 2мин (поправка на уравнение времени) = 4 часа 46 минут.


Аналогично можно посчитать время заката и азимут точки на горизонте, в котором он произойдет, - для этого нужную точку на эклиптике совместить с линией горизонта на западной стороне тимпана.


Операция 4. Определение времени по высоте Солнца над горизонтом.


Если искоренять ересь Хаоса вы устали, мономолекуляная заточка на вашем пиломече покрылась ржавчиной, но День космических войск России вы все еще считаете своим профессиональным праздником - значит самое время попробовать определить местное время и направление на Золотой Трон Императора по положению Солнца в этот день!


С помощью планисферной астролябии это можно сделать как минимум двумя способами - в системе неравных часов (данный способ мы рассмотрим в следующих статьях) и в системе привычных нам равных часов (современных! Не итальянских или вавилонских - см. вводную статью).


Итак, 4-го октября (День космических войск России) вы измерили высоту Солнца над горизонтом - 22 градуса (см. операцию 2). Данная дата соответствует положению Солнца на эклиптике на 12 градусах в созвездии Весов (см. операцию 1).


А теперь самый главный нюанс этого измерения - занимаетесь ли вы им до или после истинного солнечного полудня. Тут стоит оговорить, что это такое. В ходе своего дневного движения по небу Солнце описывает дугу, начинающуюся на восточной стороне горизонта и заканчивающуюся на западном.

Астролябия. Инструкция по эксплуатации, часть 1 Астролябия, Инструкция, Астрономия, Длиннопост, Рукоделие без процесса

Точно посередине этой дуги оно проходит над точкой направления на юг (если мы говорим про северное полушарие). Это случается, когда Солнце пересекает локальный меридиан. То есть меридиан, который проходит точно над вами через зенит. В этот момент Солнце кульминирует, т.е. имеет максимальную высоту над горизонтом для данного дня. В связи с тем, что мы используем поясную систему времени, момент наступления истинного солнечного полдня не совпадает с 12 часами дня по местному времени и зависит от времени года.


Чтобы определить наступление истинного солнечного полудня можно использовать очень доступный и простой в использовании инструмент - лопату. Строго вертикально воткнутая в землю лопата превращается в самый древний астрономический инструмент - гномон, используемый со времен древней Месопотамии (4000 лет до н.э.). Так вот, если следить за тенью от гномона в течение дня, то в момент пересечения Солнцем локального меридиана, в момент кульминации тень гномона будет короче всего. Это и будет момент истинного солнечного полудня. На этом принципе основан солнечный компас, использовавшийся вплоть до середины 20 века.

Астролябия. Инструкция по эксплуатации, часть 1 Астролябия, Инструкция, Астрономия, Длиннопост, Рукоделие без процесса

Вернемся к нашим упражнениям с астролябией. Если у вас есть обычный компас, то вы можете оценить время наблюдений - до или после истинного солнечного полудня, просто измерив азимут направления на Солнце. Если он составит менее 180 градусов ( с учетом магнитного склонения), то вы, как бывалый космодесантник, встали спозаранок и проводите наблюдения до полудня. Озаботьтесь необходимым вспомогательным оборудованием (компасом) или наблюдениями (в случае использования гномона - рисунком его тени на земле, наглядно показывающим направление на юг) заранее.

Астролябия. Инструкция по эксплуатации, часть 1 Астролябия, Инструкция, Астрономия, Длиннопост, Рукоделие без процесса

Данное фото иллюстрирует, как изменяется тень от гномона в течение дня.


В нашем случае азимут Солнца, определялся с помощью компаса, входящего в стандартный набор снаряжения космодесантника и составил 130 градусов, стало быть Солнце не пересекало меридиан в ходе суточного движения и дело происходит до полудня. Вращать рете необходимо так, чтобы точка на эклиптике 12 градусов в созвездии Весов была на восточной стороне неба.

Астролябия. Инструкция по эксплуатации, часть 1 Астролябия, Инструкция, Астрономия, Длиннопост, Рукоделие без процесса

Находим альмукантарат (один из кругов равной высоты), соответствующий высоте над горизонтом 20 градусов (выделен зеленым). Ориентируясь на него, устанавливаем точку на кольце эклиптики рете 12 градусов в созвездии Весов на 22 градуса высоты. Поворачиваем линейку в эту точку и читаем показания на лимбе - 9 часов 4 минуты.

Астролябия. Инструкция по эксплуатации, часть 1 Астролябия, Инструкция, Астрономия, Длиннопост, Рукоделие без процесса

Поздравляю, вы определили время по положению Солнца. Во славу Императора!


Применяем поправки на зимнее/летнее время, поправку на долготу и поправку на уравнение времени и получаем (для Саратова):


9 часов 4 мин.+ 1 час. + 4 мин. + 11мин. = 10 часов 19 минут.


Что касается определения направления на Золотой Трон - если вы не чувствуете связи с флотом Империума при включенном Астрономиконе, то астролябия в поиске направления на Золотой Трон также не поможет.


Внимание! Упоминание Императора из вселенной Warhammer 40000 и праздников, отмечаемых в России, не имеет политического подтекста и использованы лишь для создания атмосферы, связанной с космическим пространством и астрономией.


Запрещается прямое наблюдение Солнца и заходящих на посадку линкоров класса «Апокалипсис» в визиры астролябии - это может привести к повреждению ваших глазонек.



Операция 5. Определение времени по звездам.


Самая сложная операция в этой статье. Но оно того стоит!


Представьте, февраль месяц, за окном - темно, жутко холодно, безлунно и безоблачно. А у вас закончились творожные сырки “Глаша”из Магнита, который работает до 22.00. Как же быть? Стоит ли бежать за любимым лакомством или страдать без него до утра? В разрешении этой дилеммы вам поможет астролябия!


Вам повезло - окна выходят на юг и вам отлично видна жемчужина зимне-весеннего неба - созвездие Ориона. Ура! Хватаем наш универсальный прибор и быстренько определяем, что для 11 февраля (наша воображаемая ситуация происходит именно в этот вечер) Солнце находится на 27 градусах в Водолее. Запоминаем это число. Теперь нам необходимо найти две самые яркие звезды в созвездии Ориона. Одна из них находится в правом плече фигуры Ориона, она имеет красноватый цвет, видимый даже невооруженным взглядом - это Бетельгейзе, α Ориона. Вторая нужная нам звезда находится по диагонали от первой в трапециевидном каркасе созвездия - это β Ориона, Ригель.

Астролябия. Инструкция по эксплуатации, часть 1 Астролябия, Инструкция, Астрономия, Длиннопост, Рукоделие без процесса

Измерим высоту этих двух звезд над горизонтом уже известным нам способом (см. операцию 2) и получим для Ригеля 26 градусов и 43 градуса для Бетельгейзе.


Находим на рете эти две звезды, а на тимпане - ближайшие к измеренным величинам высоты альмукантараты (круги равной высоты) - это будут круги 25 градусов и 40 градусов (отмечены зеленым). Альмукантараты размечены на тимпане с шагом 5 градусов. Теперь вращением рете подводим Ригель к альмукантарату 25 градусов и видим, что Бетельгейзе - при таком положении находится далеко от измеренных нами 43 градусов (далеко от альмукантарата 45 градусов).

Астролябия. Инструкция по эксплуатации, часть 1 Астролябия, Инструкция, Астрономия, Длиннопост, Рукоделие без процесса

Стало быть это неверное положение рете, вращаем его дальше. Дополнительным ориентиром правильности положения рете может служить знание направления на стороны света. К примеру тут при неправильном положении - Орион находится на восточной половине неба. Итак, вращаем рете дальше.

Астролябия. Инструкция по эксплуатации, часть 1 Астролябия, Инструкция, Астрономия, Длиннопост, Рукоделие без процесса

Ну вот, совсем другое дело. Ригель и Бетельгейзе лежат на правильных альмукантаратах. Теперь рете и тимпан представляют собой изображение неба в момент наблюдения - мы видим какие созвездия сейчас видны и в какой части неба находятся. Существуют современные модели ночного неба, называемые планисферами.

Астролябия. Инструкция по эксплуатации, часть 1 Астролябия, Инструкция, Астрономия, Длиннопост, Рукоделие без процесса

Однако эти устройства предназначены лишь для иллюстрации расположения объектов на небе для известной даты и времени и не позволяют решать обратную задачу. А нам нужен сырок “Глаша”!


Осталось лишь повернуть линейку на отметку 27 градусов в Водолее и мы наконец получим интересующее нас значение времени - 21 час 24 минуты.

Астролябия. Инструкция по эксплуатации, часть 1 Астролябия, Инструкция, Астрономия, Длиннопост, Рукоделие без процесса

Применяем поправки (для Саратова, см. операцию 3):


21 час 24 мин.+ 1 час + 4 мин. - 14 мин. = 22 часа 14 минут.


Увы, магазин уже закрыт. Но это даже к лучшему, потому как есть такие калорийные штуки на ночь не стоит.


Вот так выглядит определение времени по звездам. Я использовал ситуацию с Орионом, потому как его действительно можно увидеть на небе даже в условиях городской засветки. Также отмечу, что ориентация рете по одной звезде - плохая затея, возможны серьезные ошибки в вычислениях - я это проиллюстрировал. На практике можно было бы проверить себя еще раз по положению Сириуса (из той же области неба) или другой яркой звезды.



После многолетнего использования Stellarium и подобных программ - очень необычные ощущения от использования такого инструмента, когда кручением дисков и визиров ты можешь получить весьма точные астрономические данные.


Еще раз спасибо за внимание, надеюсь вам понравилось.


В следующей статье мы продолжим погружаться в мир античной астрономии и рассмотрим продвинутые операции с астролябией: измерение времени в системе неравных часов и операции с тригонометрическими функциями.


Если вам нравится тематика древней и не очень астрономии — вы можете присоединяйтесь к моему сообществу в ВК. Будет много интересного!

Найдены дубликаты

0

Крутая штука!

Вопрос. Поправки на летнее/зимнее время и на долготу всегда одинаковые (если не путешествовать). Может есть смысл шкалу часов на лимбе делать довёрнутой на нужный угол, чтобы сразу поясное время показывалось (без учета уравнения времени)? Или там для чего-то важно чтобы было именно истинное солнечное?

раскрыть ветку 1
0

Делать так нельзя по причине важности солнечного времени для некоторых операций, вроде домификации. Но даже если было бы можно, я вижу как минимум три причины как раз этого не далать. Первая - историческая - необходимость сохранить аутентичность инструмента, а хотите иметь дело с современным счетом времени, будьте добры пересчитать; вторая и, наверное, главная причина - эстетическая - от вида повернутой на 7 градусов шкалы на лимбе (для Москвы) при полностью симметричном тимпане и корпусе поплохеет не только перфекционистам, третья - всегда полезно упражняться в математических операциях в уме :)

0

Класс! Теперь буду искать ближайший винный магазин по астролябии!

0

@SupportTech, @moderator При публикации поста вылетала ошибка. В итоге опубликовал 3 дублирующих. Просьба удалить дубли, если это возможно

раскрыть ветку 1
0

Приветствую, к сожалению, такое случается, о проблеме дублей постов нам известно, спасибо.

0

Увы , уже четыре:)

0

@SupportTech, @editors При публикации поста вылетала ошибка. В итоге опубликовал 3 дублирующих. Просьба удалить дубли, если это возможно

раскрыть ветку 1
+1

Эдиторс занимаются только тегами. По вопросу удаления постов нужно звать @moderator.

Похожие посты
Похожие посты закончились. Возможно, вас заинтересуют другие посты по тегам: