3. ПРАВИЛА ОТЫСКАНИЯ НАВИГАЦИОННЫХ ЗВЕЗД И ПЛАНЕТ

Для применения астрономических приборов необходимо уметь безошибочно находить на небесной сфере нужные звезды и планеты.

Наблюдая звездное небо, нельзя не заметить большого разнообразия звезд. Многие звезды выделяются своей яркостью или цветом. Среди большого множества звезд выделяются отдельные группы звезд, имеющие характерные очертания и называемые созвездиями.

Созвездия, участвуя в суточном вращении небесной сферы, сохраняют свое взаимное расположение друг относительно друга и очертания характерных фигур. Наличие таких особенностей позволяет легко ориентироваться среди тысяч звезд, несмотря на кажущуюся хаотичность в их расположении. Наиболее характерными признаками, по которым отыскиваются навигационные звезды, являются конфигурации созвездий, взаимное расположение и видимая яркость звезд.

Для того чтобы найти на небе нужную звезду, сначала находят созвездие, которому она принадлежит, а затем, зная расположение нужной звезды в данном созвездии и ее видимую яркость, отыскивают звезду. Наиболее яркие звезды в созвездиях служат надежными ориентирами для нахождения более слабых звезд.

По решению Международного астрономического союза все небо разделено на 88 участков-созвездий, из которых более 60 могут быть видимы с территории СССР. Каждое из созвездий имеет название. Большинство созвездий получили названия в глубокой древности и связаны с легендами и мифами.

Яркие звезды каждого созвездия обозначаются буквами греческого алфавита, как правило, в порядке уменьшения их видимой яркости. Самая яркая звезда в созвездии обозначается буквой а, следующая за ней по яркости — буквой (3 и т. д. В некоторых созвездиях такой порядок обозначения звезд нарушается. Наиболее яркие звезды созвездий, кроме буквенных обозначений, имеют собственные названия. Так, например, звезда а созвездия Лиры называется Вега, звезда созвездия Ориона называется Ригель.

В Северном и Южном полушариях используются определенные навигационные звезды, для которых составлены таблицы высот и азимутов.

Навигационные звезды, используемые в Северном полушарии, приведены в табл. 2.1.

Отыскание нужных для наблюдений звезд проще всего производить от опорных созвездий, имеющих знакомые всем очертания. Наиболее выразительные созвездия служат отправными пунктами, позволяющими переходить от них к соседним созвездиям и звездам.

Таблица 2.1. Навигационные звезды, используемые в Северном полушарии

Отыскание навигационных звезд, видимых в Северном полушарии, производится по следующим правилам. Звездное небо условно делится на три участка (рис. 2.1).

На первом участке неба расположены созвездия Большой Медведицы, Малой Медведицы, Волопаса, Девы, Скорпиона и Льва.

Общеизвестным созвездием на этом участке является созвездие Большой Медведицы. От него начинают отыскание других созвездий. Семь наиболее ярких звезд этого созвездия образуют характерную фигуру ковша с ручкой, самую запоминающуюся фигуру на звездном небе. Третья звезда от конца ручки является навигационной звездой Алиот. Следует иметь в виду, что ручка ковша вследствие вращения звездного неба в разное время имеет различное направление к линии горизонта.

Для отыскания Полярной звезды нужно мысленно провести прямую через две крайние звезды ковша созвездия Большой Медведицы в направлении внешней части ковша, а затем на этой линии отложить пять расстояний между указанными звездами. В конце отложенного расстояния обнаружится Полярная, наиболее яркая звезда, входящая в созвездие Малой Медведицы. Семь звезд этого созвездия образуют малый ковш с ручкой, на конце которой располагается Полярная звезда. Эта звезда очень важная из-за своего особого положения на небе. Она почти точно совпадает с полюсом мира, и поэтому по ней всегда можно указать направление на север и определить широту места наблюдателя. Большинство звезд малого ковша слабые.

Рис. 2. 1. Правила отыскания навигационных звезд в Северном полушарии

Среди них выделяются только две крайние звезды ковша. Их называют «стражами» полюса, так как они ходят вокруг полюса, как часовые.

Для отыскания навигационных звезд Арктур и Спика необходимо продолжить взглядом дугообразную линию ручки ковша Большой Медведицы. Сначала эта линия пройдет через созвездие Волопаса, имеющее форму парашютного значка, в которое входит звезда Арктур, самая яркая не только в этом созвездии, но и на всем первом участке неба. Арктур очень заметная звезда с оранжевым оттенком. Дальше на продолжении дугообразной линии находится единственная яркая звезда Спика, входящая в большое созвездие Девы, которое состоит преимущественно из слабых звезд.

Чтобы найти звезду Антарес созвездия Скорпиона, нужно провести прямую линию через звезды ручки ковша Большой Медведицы. Эта линия пройдет мимо хорошо видимого серпообразного созвездия Северной Короны.

На расстоянии примерно в два раза большем, чем расстояние от ковша Большой Медведицы до Северной Короны, расположена звезда Антарес.

Для отыскания звезды Регул нужно провести прямую линию через две звезды ковша Большой Медведицы, ближайшие к ручке, в направлении, противоположном Полярной звезде. Отложив на этой линии расстояние, примерно в 1,5 раза больше, чем расстояние от Большой Медведицы до Полярной звезды, отыскивают звезду Регул созвездия Льва, имеющего фигуру трапеции.

На втором участке неба находятся созвездия Ориона, Тельца, Возничего, Близнецов, Малого Пса и Большого Пса. На этом участке опорным созвездием является созвездие Ориона, которое почти также общеизвестно, как и созвездие Большой Медведицы. Это созвездие очень богато яркими звездами. Столько ярких звезд нет ни в одном другом созвездии: пять звезд второй звездной величины и две первой. Четыре его яркие звезды образуют трапецию, внутри которой расположены рядом три тоже яркие звезды, носящие название пояса Ориона. Две самые яркие звезды этого созвездия, находящиеся в противоположных углах трапеции, являются навигационными.

Звезда, которая находится ближе к Полярной, называется Бетельгейзе, а противоположная ей — Ригель. Бетельгейзе красная звезда, а Ригель белая.

На продолжении спиральной линии, начатой в поясе Ориона, в направлении против хода часовой стрелки последовательно расположены звезды Альдебаран (а Тельца), Капелла (а Возничего), Поллукс ( Близнецов), Процион (а Малого Пса) и Сириус (а Большого Пса) — самая яркая звезда всего неба.

На третьем участке неба расположены созвездия Лиры, Кассиопеи, Лебедя, Орла, Пегаса, Андромеды, Овна и Южной Рыбы. На этом участке выделяется созвездие Кассиопеи и блестящая звезда Вега созвездия Лиры. Звезда Вега является самой яркой звездой третьего участка неба.

Созвездие Кассиопеи, имеющее очертание латинской буквы W, хотя и не содержит навигационной звезды, но зато является характерным ориентиром.

Вега находится на продолжении прямой линии, проведенной через две звезды у основания ручки ковша Большой Медведицы в сторону, противоположную Регулу. Рядом с Вегой четыре слабые звезды маленького созвездия Лиры образуют характерную фигуру параллелограмма.

Вблизи созвездия Лиры расположены созвездия Лебедя и Орла. Наиболее яркие звезды созвездия Лебедя образуют фигуру креста, известную под названием Северный Крест, в вершине которого выделяется яркая звезда Денеб.

Созвездие Орла напоминает фигуру самолета. Его самая яркая звезда является навигационной звездой Альтаиром. Альта-ир, Вега и Денеб образуют большой летний треугольник, известный всем штурманам.

Если провести прямую линию через две крайные звезды ковша Большой Медведицы и Полярную, то она пройдет через созвездие Пегаса. Группа звезд созвездий Пегаса и Андромеды образуют ковш, который значительно больше ковша Большой Медведицы. У основания ручки этого ковша расположена звезда Альферац (а Андромеды). В ясную и безлунную ночь недалеко от звезды Альферац в сторону созвездия Кассиопеи можно увидеть туманность Андромеды — ближайшую к нам галактику.

Чтобы найти звезду Фомальгаут созвездия Южной Рыбы, нужно продолжить прямую линию, идущую от Полярной через созвездие Пегаса.

Для отыскания звезды Хамаль, входящей в созвездие Овна, нужно провести прямую линию от Полярной звезды мимо легко опознаваемого созвездия Кассиопеи в сторону созвездия Андромеды, вблизи которого и расположена звезда Хамаль.

При полетах в Южном полушарии используется 24 навигационные звезды, из которых 16 те же, что применяются в Северном полушарии и 8 дополнительных: Хамаль (а Овна), Канопус (а Арго), Ахернар (а Эридана), Пикок (а Павлина), Южного Креста, а Центавра, а Южного Треугольника и 8 Стрельца.

В Южном полушарии из общего количества навигационных звезд не используются только две — Полярная и Бетельгейзе.

Навигационные звезды, расположенные в Южном полушарии, начинают обычно отыскивать от легко опознаваемой группы созвездий Киль, Корма, Компас и Паруса, которые раньше входили в одно большое созвездие Корабль Аргонавтов (рис. 2.2).

В созвездии Киля выделяется желтая звезда Канопус, которая по яркости уступает лишь только Сириусу. Яркие звезды Сириус, Канопус и Ригель образуют треугольник, который выделяется при первом взгляде на небо.

Известным созвездием Южного полушария является также знаменитое созвездие Южного Креста. Его более длинная перекладина почти точно указывает на Южный полюс мира, который в отличие от Северного полюса мира не отмечен никакой звездой. Созвездие Южного Креста небольшое, но состоит из ярких звезд. Наиболее яркая звезда является навигационной.

В этой же части неба расположена большая и выразительная группа звезд, входящих в созвездие Центавра. В этом созвездии выделяются две звезды, расположенные на небольшом удалении друг от друга. Навигационной является а Центавра, которая более яркая. Недалеко от этой звезды расположено приметное созвездие Южный Треугольник с навигационной звездой а.

К числу созвездий, имеющих хорошо заметные конфигурации и содержащих яркие звезды, относятся Павлин и Стрелец. В созвездии Павлина находится навигационная звезда Пикок, а в созвездии Стрельца — звезда . Эти звезды с навигационной звездой а Южного Треугольника образуют легко различимый треугольник. Эти три звезды имеют примерно одинаковую яркость и выделяются в этой части неба среди более слабых звезд.

Рис. 2.2. Правила отыскания навигационных звезд в Южном полушарии

Очень большую часть неба Южного полушария занимает большое, но слабое и бесформенное созвездие Эридан. Оно простирается по одной из самых пустынных областей неба. Его единственная яркая звезда Ахернар является навигационной. В связи с тем, что в данной части неба, кроме звезды Ахернар, нет других ярких звезд, приходится использовать звезду Хамаль, расположенную в Северном полушарии вблизи экватора, хотя она и не очень яркая.

Почти все перечисленные навигационные звезды расположены на одной дугообразной линии, идущей вокруг Южного полюса мира.

Чтобы овладеть рассмотренными правилами отыскания навигационных звезд, необходимо не только изучать их, но и провести ряд тренировок по применению этих правил непосредственно на звездном небе.

Наиболее рациональным способом изучения звездного неба является изучение его в планетарии, где можно имитировать вид звездного неба для любого времени суток и разных широт. Каждый штурман должен натренировать себя так, чтобы находить нужные созвездия и звезды не только при видимости всего неба, но и отдельных его участков. Для безошибочного отыскания и опознавания навигационных звезд, кроме особенностей конфигураций созвездий и взаимного расположения их, нужно учитывать цвет и звездные величины отыскиваемых звезд и звезд, расположенных рядом.

Все рассмотренные навигационные звезды могут быть использованы для самолетовождения. Однако следует иметь в виду, что возможность их видимости на небе зависит от широты места наблюдения, времени года и суток.

В середине ночи доступны наблюдению те созвездия, которые находятся в части неба, противоположной Солнцу. Зная даты нахождения Солнца в основных точках эклиптики, можно по картам звездного неба, прилагаемым к ААЕ, легко определить созвездия, расположенные на ночной стороне звездного неба, видимые в данное время года.

Отыскание планет производится по другим правилам, чем отыскание звезд, так как у них нет постоянного места на небе. Они непрерывно блуждают среди звезд. Из четырех планет, используемых для самолетовождения, обычно бывает видна одна, часто — две, иногда — три, а случается, что и все четыре одновременно. Планеты всегда наблюдаются вблизи эклиптики, которую легче всего найти на небе по навигационным звездам Антаресу, Сгшке, Регулу и Альдебарану (см. рис. 2.1). Эти звезды расположены почти на эклиптике и часто две или даже три бывают видны одновременно. Недалеко от линии, проходящей через указанные звезды, наблюдается одна или две планеты.

Положение планет, применяемых для самолетовождения, на дату наблюдения определяют по специальным схемам, прилагаемым к ААЕ. Зная, в какой части неба расположены планеты, их всегда легко узнать по ровному немерцающему свету и яркости. Этим они отличаются от звезд.

Венера по яркости намного превосходит все звезды. Она светит серебристо-белым светом. Наблюдается после захода Солнца или перед его восходом. При максимальном удалении от Солнца она заходит не позднее чем через 3—4 часа после заката Солнца или восходит не ранее чем за 3—4 часа до восхода Солнца.

Марс легко узнать по красноватому оттенку. Яркость Марса сильно меняется в зависимости от его расстояния до Земли. Иногда он значительно ярче Сириуса, а иногда его яркость ослабевает до второй звездной величины и он наблюдается как Полярная.

Юпитер имеет желтоватый цвет. Он менее ярок, чем Венера, но тоже светит ярче всех звезд.

Сатурн по яркости слабее Юпитера. Его видимая яркость примерно равна яркости звезд первой величины. Он, как и Юпитер, имеет желтоватый цвет. Возможность видимости планет зависит от их положения относительно Солнца. Если планета находится поблизости или в том же созвездии, что и Солнце, то дневной свет не позволит наблюдать ее. Поэтому при выборе планет для самолетовождения всегда необходимо учитывать взаимное положение планет и Солнца.

Рассмотрим на примере, как узнать, какие созвездия и планеты будут наблюдаться в данную ночь, как отыскать и опознать нужную звезду. Дата полета 5 января 1975 г. Время использования астрономических средств с 22 до 24 ч. Географическая широта наблюдателя 50° с.

Известно, что видимая картина звездного неба зависит от положения Солнца на эклиптике. По ежедневным таблицам ААЕ находим, что 5 января прямое восхождение Солнца равно 286°. Используя приложение 3, определяем, что Солнце в указанную дату находится в созвездии Стрельца. Поэтому это созвездие и созвездия соседние с ним будут находиться на небе днем. В обычных условиях увидеть их нельзя. Ночью будут видны те созвездия, которые расположены в диаметрально противоположной Солнцу части неба, т. е. созвездия, прямое восхождение которых отличается на 180° от прямого восхождения Солнца. Это будут созвездия Близнецов, Возничего, Тельца, М. Пса и Ориона.

Пусть требуется отыскать навигационную звезду Поллукс. Эта звезда входит в созвездие Близнецов, характерное своими двумя яркими звездами — Поллуксом и Кастором. Чтобы не перепутать их, нужно посмотреть в таблицу, приведенную в ААЕ, и узнать, какие звездные величины имеют данные звезды. Звездная величина Поллукса 1,21, а Кастора 1,99-2,85. По этим данным видим, что звезда Поллукс ярче звезды Кастор. Кроме того, известно, что Поллукс желтая звезда, а Кастор белая. И, наконец, звезда Поллукс находится ближе к созвездию М. Пса, чем звезда Кастор. Все указанные выше особенности помогают отыскать и безошибочно опознать звезду Поллукс.

По схемам, приведенным в ААЕ, узнаем, что 5 января в созвездии Близнецов находится планета Сатурн. Зная склонение этой планеты и звезды Поллукс, а также широту места наблюдателя, находим, что высота указанных светил в момент их кульминации не превышает 70°. Следовательно, они удобны для наблюдения для данных в примере условий.