Астронавигация на пальцах

[halx]

Хочется поразмыслить на предмет надёжного и простого способа определения географического положения наблюдателя в сложной ситуации 

ДАНО:
Вариант 1. Ваш самолёт упал в бескрайней тайге и сгорел напрочь. Вы единственный выживший. В наличии нет НИЧЕГО подходящего или работающего, что могло бы помочь в навигации, кроме исправных часов с календарём на руке. На наблюдения отводится максимум трое суток ясной погоды, но это не дни равноденствия.

Вариант 2. Та же беда, но часы скорее всего врут (после купания в болоте и просушки). А то их и вовсе нет. Но текущая дата известна.

НАЙТИ:
Широту и долготу наблюдателя с максимальной точностью (хотя бы 30км).

Во втором варианте вроде бы тупик с долготой, но всё же?
Что тогда стоит иметь при себе чтобы задача решалась?
ОГРАНИЧЕНИЕ: это что-то должно быть без собственного невозобновимого источника энергии, независимо от конкретного географического положения (антарктида, к примеру), достаточно надёжно, чтобы не сломаться и негромоздко так, что оно всегда может носиться при себе (кроме собственного мозга, конечно).
Пример: карта звёздного неба (с каталогом ярких звёзд), таблица тангенсов углов, шпаргалки с формулами эфемирид Солнца...

По поводу синхронизации или отсутствия часов, можно конечно таскать с собой набор для изготовления детекторного приёмника. А как насчёт мелкого монокуляра, но с достаточным увеличением для наблюдения транзитов спутников Юпитера с целью привязки часов к их эфемеридам (это ещё г-н Г.Галлилей предлагал)?

[Денис Никитин]

Не проще ли вместо монокуляра GPS приемник с собой таскать, какой-нибудь противоударный.

[halx]

Проще конечно, но галлилеву трубу можно сымпровизировать из подножных материалов (очки парочки пенсионеров). И она энергонезависима. Опять же "а если ваш самолёт сбили?" В военное время ГПСы над российской тайгой работать перестанут.

Можно поменять условия задачи.  После многочасового перелёта самолёт выгрузил вас в лагере военнопленных  в неизвестном месте планеты.  Чтобы знать куда бежать, надо узнать - откуда?

[Штрель > 1]

Если вы выжили, то часы на вашей руке, скорее всего, тоже выживут. Более того, если не выжили вы, то часы на вас вполне вероятно выживут. Но не будем о печальном.

При наличии часов проблемы определить местоположение нет. С широтой, понятное дело, все ясно, а долгота определится по разности моментов кульминации Солнца и полудня на ваших часах, с учетом всяких декретных и летних времен, естесственно.
Вообще, напомню, проблема определения долготы корабля в море исчезла с появлением первых хронометров.

Ну а вот если часов нет, тогда надо сильно подумать. Все, пошел думать...

[AstroNick]

По-моему, всё гораздо сложнее. При наличии одних только часов, пусть даже и исправных, мало что получится. Долготу, конечно, можно определить по Солнцу, но с точностью до уравнения времени, которое составляет +/-15 минут, что в пересчёте на географические координаты составит +/-200 км (на широте 60 градусов!). Т.е. нужно всюду таскать с собой график уравнения времени, либо хотя бы представлять себе, как его получить с достаточной точностью (чтобы в случае надобности хотя бы палочкой на песке нарисовать). Со спутниками Юпитера - хорошая идея, но нужны эфемериды этих спутников. И сильно сомневаюсь, что в небольшой монокуляр, а тем более - самоделку из очковых стёкол, удастся зафиксировать моменты явлений с нужной точностью.

И даже с широтой предвижу проблемы. Если по высоте Полярной - то чем мерить? Без готового угломерного инструмента (секстант, теодолит) достичь точности хотя бы 15' будет весьма непросто. Если по склонению звёзд в зените, то нужен звёздный каталог с координатами...

[Денис Никитин]

Проще  конечно, но галлилеву трубу можно сымпровизировать из подножных материалов (очки парочки пенсионеров).

Let me guess. Вы вчера разгребали кладовку и случайно наткнулись на запылившийся "Таинственный остров" Жюля Верна, где описано как из подножных материалов сделать ведро динамита для стоительства гидротехнического туннеля? 

[Forger]

Вообще в такой ситуации стоит заняться собственным выживанием:) а не любимой астрономией. Можно, конечно, темными бузлунными ночами понаблюдать скопления в монокуляр

У Ж.Верна симпатично описано в "Таинственном Острове", как инженер Смит с минимумом подручных средств координаты определял. Он, правда, равноденствия вроде ждал.

[Ёж]

При отсутствии средств связи  точное определение местоположения, особенно в в бескрайней тайге мало что даст.  Если есть карта, то другое дело, а так  цифры Вам ничего не дадут.  В этом случае нужно сидеть рядом с обломками и ждать спасателей. Самолет рано или поздно найдут (  правда, есть крайние случаи, например гибель  в Андах  самолета с уругвайской сборной , когда выжившие порядка трех месяцев ждали помощи). А на крайний случай, если идти все-таки придется, лучше спускаться  вниз по речной долине, рано или поздно выйдете к охотничьему зимовью или поселку...  Ну а  вечерами можно и астронавигацией заняться, для общего развития

[halx]

Спасибо всем заинтересовавшимся.
Подытоживая первый этап размышлений.

• Без часов - труба (пока a243 думает).
• Труба для определения поправки часов по спутникам Юпитера - малореально (хотя мы астрономы как раз можем оказаться при неплохой трубе в разбившемся самолёте).
• Гномон с Солнцем - доп. погрешность из уравнения времени (даже если с собой график - каждая погрешность увеличивает общую погрешность => Желательно привязываться по звёздам (что-то не соображу, уравнение времени на время их кульминации распространяется или нет?)? => таблица навигационных звёзд очень пригодится. Но и шпаргалку для уравнения времени можно с собой прихватить для более быстрого определения примерной локации.
• В общем случае, с собой должен быть хотя бы глобус  (карта мира). Но, конечно, лучше карта предполагаемого маршрута самолёта с населёнными пунктами.
• Необходимо продумать вариант изготовления точного высотомера (видится нечто вроде мега квадранта Улугбека - чем больше квадрант, тем точнее отсчёт, хотя понятно, что точнее минуты дуги высоту на глаз не определить наверное). К примеру, можно использовать большое дерево свесив с него отвес из лески. Определить линию меридиана (есть идеи как, кстати? Может леску горизонтально натянуть сначала?), а ночью накопить прохождения нав.звёзд. Но желателен второй человек - делать отметки высот на верёвке/леске по команде наблюдателя (выше-ниже). Подсветка лески - костром, или фонариком - если есть.

[halx]

Let me guess. Вы вчера разгребали кладовку и случайно наткнулись на запылившийся "Таинственный остров" Жюля Верна, где описано как из подножных материалов сделать ведро динамита для стоительства гидротехнического туннеля? 

Не угадали, ув.Денис  Сериал LOST насмотрелся (все прошлые сезоны + нынешний по средам). А "Таинственный остров" - да, - любимая книжка далёкого детства 

[AstroNick]

• Гномон с Солнцем - доп. погрешность из уравнения времени (даже если с собой график - каждая погрешность увеличивает общую погрешность => Желательно привязываться по звёздам (что-то не соображу, уравнение времени на время их кульминации распространяется или нет?)? => таблица навигационных звёзд очень пригодится. Но и шпаргалку для уравнения времени можно с собой прихватить для более быстрого определения примерной локации.

Уравнение времени на звёзды никак не распространяется. Но со звёздами другой косяк - чтобы вытащить местное время из кульминации звезды, надо знать её прямое восхождение (опять-таки, требуется каталог опорных звёзд), из которого сразу получится местное звёздное время. А вот перевести звёздное время в среднее солнечное - тоже задачка. Хотя, пожалуй, это будет проще, чем с уравнением времени - нужно знать момент равноденствия и текущую дату, зато рисовать ничего не надо, только считать.

• Необходимо продумать вариант изготовления точного высотомера (видится нечто вроде мега квадранта Улугбека - чем больше квадрант, тем точнее отсчёт, хотя понятно, что точнее минуты дуги высоту на глаз не определить наверное). К примеру, можно использовать большое дерево свесив с него отвес из лески. Определить линию меридиана (есть идеи как, кстати? Может леску горизонтально натянуть сначала?), а ночью накопить прохождения нав.звёзд. Но желателен второй человек - делать отметки высот на верёвке/леске по команде наблюдателя (выше-ниже). Подсветка лески - костром, или фонариком - если есть.

Меридиан, наверное, проще по Полярной выставить, даже с поправкой на несовпадение Полярной с полюсом мира. С высокого дерева свесить верёвку/леску с грузом, и найти место, с которого Полярная (или "правильная" точка рядом с ней) попадает точно на верёвку, и на этом месте вбить вертикальный колышек.

Насчёт квадранта не возражаю  Но трудность вот в чём - в точном измерении либо самих углов, либо сторон треугольника между планками этого квадранта. Чем мерить, если нет ни линейки, ни большого транспортира? В случае измерения сторон нужна какая-то размеченная эталонная "линейка", пусть там деления будут произвольного размера (нам же только их отношение нужно), главное - чтобы деления были строго одинаковыми. Пожалуй, можно что-то придумать, но точность в любом случае будет ограниченной. 

[halx]

Спасибо за пояснения и дополнения, AstroNick! Таким образом, видится некий навигационно-выживальный блокнотик на водоустойчивой бумаге с набором референсных материалов (таблиц, формул, карт). Естественно, и линейку и транспортир туда можно напечатать, а леску аккуратно промерить по частям несколько раз. Так же понадобится уровень, чтобы выставить точку отсчёта от горизонта (для полярной).

Похоже, классным инструментом в этом деле может оказаться маленькая строительная рулетка с пузырьковым уровнем. Ну и моток лески. Вкупе с крючками, леска и так обычно входит в комплекты выживания.

Остаётся вопрос с привязкой часов... Спутники Юпитера - конечно, трудная цель. А может быть поможет наблюдение ИСЗ? Вот было бы классно иметь над экватором четвёрку стационаров, как нибудь мигающих каждый час по Гринвичу А как насчёт обратной задачи с уравнением времени? Скажем, выставив часы по звёздному времени, определить по Солнцу солнечное, найти поправку и прикинуть время хотя бы до минуты?

[anddor]

Вместе с часами ещё кольцо Глазенапа можно с собой прихватить

[halx]

Задача минимизировать необходимое. Так можно и секстант прихватить. А уж такой примитив как кольцо Глазенапа, можно на месте сымпровизировать из подножного материала (отрезав кусок от трубы газопровода  ). Хотя, спасибо за идею. Ведь в отличие от гномона, этот незамысловатый прибор выполняет ещё и функцию уровня (горизонта) и определённо точнее гномона, поскольку позволяет найти момент кульминации усреднением по множеству пар равных высот. Ну, и действительно оно более чем устойчиво к грубому обращению  (что соответствует условиям задачи).

• Включаю в навигационный мега-блокнот миллиметровку на липкой бумаге (для облегчения импровизации кольца Глазенапа из консервной банки).

А случайно никаких идей как обойтись без часов у Вас нет?