Ориентирование по Полярной звезде
Ориентирование по Полярной звезде является наиболее известным способом ориентирования в северном полушарии Земли. Сама Полярная звезда является поляриссимой, то есть из всех видимых невооруженным глазом звезд располагается ближе всего к оси вращения Земли, а ее видимое положение в течение ночи меняется незначительно по сравнению с другими небесными телами.
За счет расположения возле оси вращения Земли Полярная звезда всегда находится в направлении на север и достаточно точно «указывает» на него, поэтому ориентирование по ней остается одним из лучших способов, когда под рукой нет специальных приборов, таких, как компас или GPS.
Кроме того, в отличие от магнитного компаса, работа которого связана с магнитными полюсами Земли, по Полярной звезде можно определить направление именно на северный географический полюс. Магнитный компас указывает на магнитный полюс, находящийся примерно в 500 км от полюса географического, и потому его показания менее точны, чем направление на север, определяемое по Полярной звезде.
Кроме того, Полярная звезда в течение суток «отклоняется» от направления на географический север примерно на ±45 угловых минут. Такая погрешность вполне приемлема для выполнения задач, связанных с ориентированием.
Тем не менее, ориентирование по звездам (в том числе и по Полярной) чаще всего рассматривается в качестве аварийного варианта, когда приборы навигации вышли из строя или были утеряны.
Как определить стороны горизонта по Полярной звезде?
Если стать лицом к Полярной звезде, то впереди будет север, за спиной — юг, справа — восток, а слева — запад. Таким способом получается определить стороны горизонта с точностью, достаточной для большинства целей туристов и путешественников.
На картинке показана схема такого ориентирования:
Для движения в нужном направлении нет необходимости постоянно сверяться с Полярной звездой. В лунную светлую ночь для этого достаточно один раз сориентироваться по ней, определить нужное направление движения, найти заметный ориентир (высокое дерево, вершину горы) в этом направлении, и впоследствии двигаться на него. Достигнув ориентира, нужно стать за ним, снова сориентироваться по Полярной звезде, выбрать новый ориентир, соответствующий заданному направлению, и двигаться на него. Чем дальше от путешественника будут находиться ориентиры, тем точнее будет выдержано направление движения.
Преимущество такого способа заключается в том, что ориентир поможет двигаться в нужном направлении, даже если Полярная звезда на небе закрывается облаками и ветвями деревьев, либо теряется в тумане.
Кроме сторон света по Полярной звезде можно определить широту той местности, в которой находится наблюдатель. Для этого достаточно вычислить угловую высоту Полярной звезды над уровнем горизонта — количество градусов будет соответствовать северной широте.
Обычно для определения широты местности по высоте Полярной звезды используют секстант, однако с этим справляются и некоторые компасы. Тем не менее, если под рукой не оказалось, ни того, ни другого, можно воспользоваться транспортиром с отвесом. Кратко этот способ можно описать так: к центру транспортира привязывается нитка или леска, на другом конце которой висит небольшой груз. Транспортир подносится к глазу, переворачивается шкалой вниз и наклоняется до тех пор, пока Полярная звезда не окажется на прямой, проходящей через линейку транспортира и глаз. В этот момент нитка указывает на шкале транспортира угол α. Высота Полярной звезды над горизонтом будет равна 90°–α.
Нужно понимать, что определение широты, проведенное таким образом, будет менее точным по сравнению с измерениями, проведенными секстантом.
Наиболее точно данный метод работает в океане или море, но и здесь ошибка составит чуть более 80 км, что связано с некоторым удалением Полярной звезды от точки северного полюса. Такой способ малопригоден для пеших туристов, но полезен для моряков или летчиков, потерпевших аварию: вместе с определением долготы он поможет вычислить квадрат своего местонахождения.
Как найти Полярную звезду на небе?
Для нахождения Полярной звезды чаще всего пользуются двумя созвездиями — Большой Медведицы и Кассиопеи — хорошо заметными на ночном небе. Однако бывают ситуации, когда ни одно из них не видно на небосводе (например, закрывают деревья в лесу или облака). В этом случае можно воспользоваться созвездиями Лебедя и Ориона, который появляется над горизонтом в южной части неба в холодное время года. Кратко схемы поиска звезды можно описать так:
Необходимость использования этих созвездий связана с тем, что сама по себе Полярная звезда не сильно отличается по яркости от большинства других небесных тел и найти ее без вспомогательных созвездий бывает проблематично.
Ориентирование по Полярной звезде и карте
Когда Полярная звезда была найдена, по ней можно сориентировать карту. Для этого карта располагается на горизонтальной поверхности так, чтобы ее верхняя рамка (северная часть карты) была направлена строго на Полярную звезду. После этого по карте производятся все необходимые расчеты и ориентирование на местности.
Так, например, можно по силуэтам вершин гор или направлению зарева от далеких городов приблизительно определить свое положение на карте, а значит и на местности.
Если точно определить свое местоположение не получается и местность бедна на ориентиры, тогда находят так называемый аварийный азимут. Другими словами, с помощью транспортира находят по карте азимут на какой-нибудь линейный (например, трасса, железная дорога, река) или площадной (например, большое озеро, водохранилище, лесная поляна) ориентир, мимо которого невозможно было бы промахнуться при движении по этому азимуту. Добравшись до этого ориентира, снова сверяются с картой, пытаются по окружающим ориентирам более точно определить свое местоположение и принимают решение о дальнейшем направлении движения. Обычно этого достаточно, чтобы точно найти свое местоположение и выбраться к людям (по трассе, железной дороге и реке чаще всего можно выйти к населенным пунктам или встретить людей по пути), если в этом есть необходимость.
Описанные методы ориентирования по Полярной звезде хорошо работают в средних и низких северных широтах, но в высоких широтах северного полушария, где Полярная звезда находится почти строго над головой в центре небесной сферы, определение сторон света представляет некоторую сложность. На Северном полюсе звезда всегда находится практически в зените и практически не показывает никакого направления.
В литературе не удалось найти способа, которым можно было бы сориентироваться по Полярной звезде далеко на Севере, поэтому пришлось придумывать свой. Для его реализации через иголку продевается нитка, конец которой зажимается большим и указательным пальцами — получается отвес. Глаза защищаются очками. Рука с ниткой поднимается над головой так, чтобы глаз, нитка и иголка были на одной прямой. С какой стороны от нитки с иголкой в этот момент будет находится Полярная звезда, с той стороны и будет север.
Если дует ветер, отвес нужно укрыть от него рукой или другим ветрозаслоном.
Ошибка данного метода будет тем выше, чем ближе к северному полюсу будет находиться наблюдатель, и при прочих идеальных условиях (отсутствие ветра, точное нахождение глаза, нитки и иголки на одной прямой) метод перестанет работать на широте 89°16′.
Важно также помнить, что чаще всего ориентироваться приходится путешественникам и туристам, которые в высоких широтах бывают в основном в период полярного лета. В это время практически всегда светло и звезды (в том числе Полярная) на небе не видны. В этот сезон здесь практичнее использовать другие способы ориентирования.
Несколько полезных моментов
По Полярной звезде можно определить поправку магнитного компаса, необходимую для точности выбора направления движения и решения других задач. Для этого определяют, насколько направление северного конца магнитной стрелки компаса отличается от направления на Полярную звезду, а затем эту поправку учитывают при ориентировании карты.
Также важно отметить, что Полярной звездой именуется именно поляриссима (видимая звезда, находящаяся ближе всего к оси вращения Земли) в северном полушарии. В южном полушарии также имеется поляриссима, которую изредка называют Южной звездой, но она не такая яркая, как Полярная, и слабо видна на ночном небе, из-за чего намного реже используется для ориентирования.
Интересно и то, что в роли Полярной звезды не всегда выступала нынешняя альфа созвездия Малой Медведицы. Дело в том, что из-за прецессии земной оси звезды постепенно меняют свое положение относительно северного полюса. Так, например, в период с 1500 года до н.э. по 1 год н.э. Полярной звездой была β этого созвездия, а после 4100 года поляриссимой в северном полушарии будет гамма Цефея в то время, как альфа Малой Медведицы сместится на угол более 11 градусов от северного полюса Земли. Как видим, процесс смены Полярной звезды происходит очень медленно и для человека в течение его жизни практически не играет никакого значения.
Как найти Полярную звезду на небе
Полярная звезда указывает на северный полюс мира и находится в созвездии Малая Медведица, в её хвосте, она самая крайняя. Найти Полярную звезду на небе можно по созвездию Большой Медведицы, которое гораздо заметнее и известно многим.
Знать, как найти Полярную звезду на небе, всегда полезно, ведь это одна из основ ориентирования на местности. Найдя её, можно точно узнать, где находится север, следовательно, и другие стороны света. В астрономии полярная звезда используется для настройки монтировки экваториального типа, ведь она остаётся неподвижной на небе при суточном вращении Земли.
Кроме того, Полярная звезда – одна из самых известных, просто в силу своего особого положения. Про неё полезно рассказать своим детям, найти и показать её на небе. Многие дети слышали про неё, но не знают, где она находится, так что это будет полезным для расширения знаний.
Как найти Полярную звезду на небе
Проще всего найти Полярную звезду с помощью Большой Медведицы. Её заметный ковш хорошо заметен на небе в северном полушарии в любое время года. Но учтите, что в течении года созвездия меняют положение, ведь небесная сфера вращается против часовой стрелки. Поэтому Большая Медведица зимой находится около горизонта, весной стоит «на хвосте» к востоку, поздней весной находится практически в зените, а летом начинает опускаться вниз на западе.
Малая Медведица, хотя и тоже выглядит в виде ковша, но эта фигура не такая заметная, да и звёзды в ней не такие яркие. Именно поэтому всегда проще отыскать сначала Большую Медведицу.
Полярную звезду после этого найти очень просто – достаточно провести воображаемую линию через две крайние звезды ковша Большой Медведицы и продолжить её дальше. Примерно на пятикратном расстоянии этой линии как раз и будет находиться Полярная звезда.
Как найти Полярную звезду на небе с помощью Большой Медведицы.
Неподалёку находится еще одно очень заметное созвездие – Кассиопея, в виде большой буквы W. Иногда именно это созвездие, благодаря своей интересной форме, первым попадается на глаза, а затем уже легко найти и Большую Медведицу.
Почему Полярная звезда так известна
Найдя Полярную звезду на небе впервые, вы наверняка будете разочарованы – она ничем не отличается от сотен и тысяч других. Многие почему-то думают, что она выглядит как-то по-особенному – ярче других или имеет другой цвет. Нет, это вполне заурядная звезда с яркостью +1.97m, по этому параметру занимающая скромное 50-е место в списке ярких звёзд.
Знаменита она совсем из-за другого. Она находится вблизи полюса мира, то есть практически точно указывает направление на север – отклонение составляет менее 1 градуса. Именно благодаря Полярной звезде веками люди находили путь по суше и по морю, прокладывая свои маршруты.
Ориентирование по Полярной звезде.
По этой звезде можно не только точно выяснить, где находится север, но и определить свою широту. Для этого достаточно измерить высоту полярной звезды над горизонтом – этот угол в градусах и будет широтой места наблюдения. Этим веками пользовались мореплаватели и путешественники всего мира. Поэтому Полярную звезду называли еще и путеводной – она указывает правильный путь, не даёт заблудиться.
Полярная звезда находится в направлении Северного полюса мира.
При суточном вращении Земли все звёзды за сутки совершают на небе полный оборот. И только Полярная звезда остаётся на месте. Потому что она находится точно в том месте, через которое проходит ось север-юг, вокруг которой и происходит вращение небесной сферы.
Такой снимок можно сделать с большой выдержкой. На нём каждая звезда оставляет след — трек, при движении по небу. А Полярная звезда — в центре, она не перемещается.
Поэтому Полярная звезда, несмотря на свою невзрачность, занимает особое положение и имеет особую важность. Кстати, в южном полушарии нет ни одной более-менее яркой звезды, близкой к южному полюсу мира. Так что жителям северного полушария в этом плане повезло – у них есть надёжный ориентир на небе.
Всегда ли Полярная звезда будет полярной
Со временем полярная ось Земли совершает прецессию, то есть она перемещается по кругу с радиусом в 23 градуса и смещается на 1.397 градуса за 100 лет. Поэтому в направлении Северного полюса периодически оказываются разные звёзды. Сейчас к нему ближе всего Полярная звезда, но так было и будет не всегда.
Даже сейчас Полярная звезда не находится точно в точке полюса – отклонение небольшое, меньше градуса, но всё-таки есть. В 2102 году это отклонение сократится всего до 27 угловых минут – это будет самое близкое к полюсу положение Полярной звезды. Затем она начнёт постепенно от него удаляться.
Прецессия земной оси. Иллюстрация из Википедии.
5000 лет назад полярной звездой была альфа Драконе – Тубан. А через 12000 лет полярной звездой станет Вега – одна из самых ярких звёзд на небе.
Что собой представляет Полярная звезда
Теперь, когда вы знаете, как найти Полярную звезду на небе, вам, наверное, интересно, что же представляет из себя эта невзрачная, но очень полезная звёздочка. На самом деле это очень интересный и необычный мир. Если бы вы туда попали, то поразились бы происходящему в системе Полярной звезды.
Начнём с того, что расстояние до неё составляет 447 световых лет. Свет, который вы видите, смотря на Полярную звезду, покинул её во второй половине XVI века. Напомним, что в то время турецкие войска захватывали остров Кипр, Христофор Колумб только недавно открыл Америку, и первые колонизаторы начали покорять её побережье. Ермак лишь через несколько лет отправится покорять Сибирь, Русь воюет вовсю на разных фронтах, а во Франции как раз случилась известная резня под названием Варфоломеевская ночь. Вы видите свет, который родился в недрах Полярной звезды именно в те смутные времена.
Полярная звезда – тройная система. Главный компонент – сверхгигант, в 2000 раз ярче Солнца и примерно в 6.5 раз тяжелее, а по размеру больше его в 50 раз! Это молодая звезда, возрастом всего в 55-65 миллионов лет. Она называется Полярная А.
Всего лишь в 18.5 астрономических единицах от этого сверхгиганта находится еще одна звезда, которая тяжелее Солнца всего в 1.26 раз. Она вращается около главной звезды за 30 лет. Из-за их близости сделать снимок этой пары звёзд удалось лишь с помощью космического телескопа «Хаббл».
Еще дальше – на расстоянии в 2400 а.е. от главной звезды, находится еще одна – Полярная B, которая массивнее Солнца в 1.39 раз. Она делает оборот по орбите за 100000 лет. Её можно увидеть в любительский телескоп.
Система Полярной звезды.
Но и это еще не всё. Полярная звезда, а точнее, её главный компонент – сверхгигант, относится к переменным звёздам типа цефеид, то есть пульсирующим. Но и цефеида эта особенная, не похожая на другие – иногда её пульсации затихают, а потом снова возобновляются. Она становится то ярче, то слабее, в течении нескольких десятков лет. Причём это самая близкая к нам цефеида.
Так что Полярная звезда весьма странная. Это система из трёх физически связанных звёзд, каждая из которых больше Солнца, а одна и вовсе пульсирующий сверхгигант.
Теперь вы знаете не только как найти Полярную звезду на небе, но и что она из себя представляет. Обязательно найдите её и вспомните всё, что прочли здесь об этом любопытном объекте космоса. И обязательно покажите её своим детям.
Полярная звезда
Полярная звезда, вероятно, самая известная звезда на небе. Полярная звезда является самой яркой звездой в созвездии Малая Медведица, ее также называют иногда путеводной, из-за того, что всегда указывает север. Она расположена очень близко к северному небесному полюсу мира, что делает его нынешней северной Полярной звездой. В настоящую эпоху Полярная находится менее чем в 1° от Северного полюса мира, и поэтому почти неподвижна при суточном вращении звёздного неба. Она очень удобна для ориентирования: направление на неё практически совпадает с направлением на север, а высота над горизонтом равна географической широте места наблюдения.
Как найти Полярную звезду?
Необходимо отыскать семь практически одинаковых по яркости звезд Большой Медведицы, образующих фигуру Большого Ковша, хорошо известную даже людям, далеким от астрономии. Широкую часть Большого Ковша, противоположную «хвосту», образуют две звезды — Мерак «внизу» и более яркая Дубхе «сверху». Между этими двумя звездами проводим прямую от менее яркой Мерак в сторону яркой — Дубхе. На расстоянии, равном 5 расстояниям от Мерака к Дубхе, вы найдете кончик «хвоста» Малой Медведицы и Полярную звезду. Она ярчайшая в том районе, так что ошибиться трудно. В большинстве мест Северного полушария Земли эти звезды не заходят за горизонт, а значит видны всю ночь. Правда, из-за большого поглощения света их трудно различить там, где вечерами они расположены низко над горизонтом.
Полярная звезда неподвижна
Уникальность Полярной звезды в том, что она находится ближе других звезд, видимых невооруженным глазом, к северному полюсу мира. Из-за этого она все время находится фактически на одном и том же месте, вне зависимости от времени суток и года. Большая и Малая Медведицы, как и другие созвездия, постоянно кружат по небу вокруг Полярной звезды — Ковш Малой Медведицы может быть и перевернут, и стоять «на ребре». Ясно, что особое положение Полярная звезда имеет только на небе Земли. На небе других планет роль полярной играют другие звезды, так как оси вращения этих планет по-другому наклонены по отношению к плоскостям их орбит. Неподвижность Полярной звезды вот уже полторы тысячи лет делает ее верным ориентиром для мореплавателей, скотоводов и путешественников.
Полярная — самая яркая звезда в созвездии Малой Медведицы
Утверждение, что Полярная звезда является очень яркой звездой, представляет собой одно из самых распространенных астрономических заблуждений. Многие люди, не слишком знакомые со звездным небом, полагают, что Полярная звезда очень яркая, если не ярчайшая звезда на нем.
Полярная — самая яркая звезда в созвездии Малой Медведицы. Полярная звезда имеет видимый блеск +1,97, то есть она является звездой второй величины, которых на небе можно видеть несколько десятков. А мнение о том, что Полярная звезда является едва ли не самой яркой на небе Северного полушария, связано с тем, что она имеет особенное положение. Эта звезда находится почти в точке Северного полюса мира, что определило ее важность для навигации.
Ориентация на местности по Полярной звезде
Если вдруг вас застала ночь посреди дикой природы, место для ночлега не подходящее, а компас вы оставили дома или разбили, тут-то вам и пригодится умение ориентироваться по звездам.Направление на Полярную звезду совпадает с направлением на север, а её высота над горизонтом совпадает с широтой наблюдателя. Для северного полушария, самым главным ориентиром на ночном небе является Полярная звезда. Она единственная не «путешествует» по небосводу, всегда расположена в полярном секторе небосвода и указывает строго на север. Именно в этой особенности ее ценность для тех, кто хочет сориентироваться на незнакомой местности. Итак, Полярную звезду мы научились определять по созвездиям Малой и Большой Медведицы и теперь знаем где север. Как же определить остальные стороны света? Ну, это вообще просто. Мы становимся лицом на север – за спиной у нас будет юг, по правую руку восток, по левую – запад.
Еще одна важная и интересная особенность Полярной это ее высота над горизонтом. Из-за близости к полюсу мира наша героиня практически неподвижна для данного места. Но ее высота над горизонтом может варьировать в зависимости от места вашего пребывания! Так, вот, если вы находитесь точно на Северном полюсе, вы увидите ее почти точно в зените, а если на экваторе (фактически на воображаемом «боку» нашей планеты), то Полярная почти точно находится на горизонте. Поэтому, высота ее над горизонтом помогает определять широту вашего местоположения. Мореплаватели прошлого, чтобы узнать, как далеко они проплыли к северу или югу измеряли каждую ночь угол между Полярной и горизонтом по направлению на север.
Полярная звезда в астрономии
Полярная звезда на самом деле представляет собой тройную звёздную систему. В центре системы располагается сверхгигант Полярная А (α UMi A), превосходящий наше Солнце по яркости в 2000 раз и по массе в 4,5 раза. Как и подавляющее большинство звезд, видимых на небе невооруженным глазом, Полярная звезда А гораздо ярче Солнца. Спектральные исследования показали, что звезда принадлежит к классу звезд-сверхгигантов. Ее радиус в 46 раз больше радиуса Солнца. Полярная B (α UMi B) массой 1,39 массы Солнца расположена на приличном удалении от Полярной А, поэтому разглядеть её в телескопы нетрудно даже с поверхности Земли. В 1929 году при изучении спектра Полярной было выявлено, что Альфа Малой Медведицы является близкой двойной звездой, что было предсказано более ранними наблюдениями в 1924 году (Moore, J.H and Kholodovsky, E. A.). Компаньон Полярной A находится в 18,5 а. е. Полярная P (α UMi P или α UMi a, или α UMi Ab) обладает массой 1,26 массы Солнца и располагается к сверхгиганту настолько близко, что сфотографировать его удалось лишь телескопу «Хаббл», и то лишь после перенастройки оборудования. Приблизительный период обращения Полярной P вокруг α UMi A составляет около 30 лет. Полярная B обращается вокруг двойной системы α UMi A/P прибл. за 100 000 лет. Есть ещё также два далёких компонента, получивших обозначение α UMi C и α UMi D, но это гораздо более старые звёзды и физически они не связаны с Полярной звездой.
Полярная звезда (Альфа Малой Медведицы (α UMi), также — Киносура) — звезда +2,0 m звёздной величины в созвездии Малой Медведицы, расположенная вблизи Северного полюса мира. Это сверхгигант спектрального класса F7Ib. Расстояние до Земли — 434 световых года.
В 1990 году европейский космический телескоп Hipparcos оценил расстояние до Полярной звезды в 434 световых года. Измерения 2012 года с высоким разрешением, выполненные группой астрономов под руководством Дэвида Тёрнера из канадского университета Сент-Мэри, использовавших данные российского шестиметрового телескопа БТА, дают оценку расстояния до Полярной звезды в 99 парсек (323 световых года).
Расстояние до Полярной звезды, как до типовой цефеиды, используется для оценки расстояний до других галактик. Уточнение этого расстояния может привести и к уточнению шкалы расстояний, и к ограничению значения массы тёмной материи.
Множество имён Полярной звезды
Пожалуй, никакая другая звезда не имеет столько имен, сколько имеет Полярная. Почти все множество имен указывает на главные её признаки: нахождение в созвездии Медведицы, нахождение на полюсе и, как следствие, на ее неподвижность.
Многие народы считали Полярную звезду своеобразным колом, вбитым в небо, вокруг которого кружатся все остальные звезды. Отсюда происходят такие ее названия, как «Небесный Кол», «Северный гвоздь», «Прикол-звезда», «Железный кол» — названия, которые можно найдти в тюркских и финно-угорских языках. В Россию имя Полярная звезда пришло из немецкого языка во время правления Петра I. До этого у Полярной звезды было другое имя, имеющее, впрочем, тот же смысл — «Северная звезда». Более поэтично называли Полярную хакасы — «Привязанный конь». А для эвенков Полярная звезда виделась как «Дыра в небе». Самым известным из таких имен является, пожалуй, имя Киносура, которое происходит от греческого слова и переводится как — «хвост собаки». Так называли Полярную звезду древние греки и римляне. Интересно, что на древних картах Полярная звезда действительно отмечает собой хвост, но не собачий, а длинный, не существующий в природе, хвост Медведицы.
