Черные шахматы

У хороших астролябий была не только разметка по наружному ободу, но и примерная карта звездного неба, отчеканенная или вырезанная на вкладном диске. И набор таких дисков для разных обстоятельств. При некотором опыте это позволяло довольно точно измерять географическую широту места. Чтобы плавать за драгоценными пряностями с Мадагаскара в Индию или там на Филиппины не вдоль берегов Аравии-Пакистана, собирая на себя всех окрестных пиратов — а шпарить через Индийский океан прямиком, вне видимости берегов, по расчетной широте. Так оно получалось и дешевле по расходу жратвы на команду, и безопаснее от пиратов. От ураганов не безопаснее, но морское дело не тема данной работы, о штормах говорить не будем.

Итак, подвесив астролябию, наблюдатель смотрел на цель через прорези визира. Для самосветящихся звезд или для небольших расстояний это работало безо всякой оптики. Наведясь на цель, наблюдатель снимал отсчет по шкале. Вот схема, показаны два измерения: до низа и до верха крепостной стены.

Дальше чистая геометрия. Если известно расстояние до крепостной стены, то можно вычислить высоту. А если знать высоту — скажем, прикинуть по росту стражника на стене — то получается дальность до стены. И выкатывай катапульты, или там подкоп делай, теперь известно, сколько надо копать.

Чуть позже люди поняли, что для вычисления угла чаще всего достаточно четверти круга — так появился квадрант. Квадранты уже делились на астрономические и общего назначения. Астрономические смотрели на звезды. Угловые высоты звезд измерялись и описывались в каталогах, чтобы потом, при помощи этих каталогов и маленькой астролябии можно было определиться по месту.

Для повышения точности астрономические квадранты делали как можно большего размера — про квадрант Улугбека все, наверное, слышали. Кто не слышал, посмотрите в гугле, потому что к артиллерии эта тема не относится.

Квадрант астрономический

Квадрант артиллерийский

В артиллерии увеличивать размеры квадранта до бесконечности было невозможно, инструмент должен был оставаться переносным. Поэтому с изобретением подзорной трубы вместо визира на шкалу стали прикручивать именно ее. А потом и систему зеркал поправили, чтобы горизонт и наблюдаемый объект видеть в одном поле зрения, даже на качающейся палубе корабля. К тому времени уже набралось достаточно статистики, чтобы обходиться шестой частью измерительного круга. А карты звездного неба стали печатными и можно было уже не лепить их на саму астролябию.

Так астролябия мутировала в морской секстан. Им до сих пор пользуются морские и даже авиационные штурмана в полярных областях, где магнитный компас врет. Если бы шторм не помешал "пятнадцатилетнему капитану" Жюля Верна воспользоваться секстаном, (и если бы дорогой прибор вообще был на той микрошхуне) никакой испорченный компас не завел бы кораблик вместо Южной Америки в Африку.

С помощью секстана можно точно так же мерить вертикальные углы и высоты, как с помощью астролябии или теодолита, и точно так же вычислять расстояния по измеренным углам. Геодезическая съемка незнакомых берегов чаще всего делалась моряками именно с помощью секстана, потому что теодолиты не приспособлены к работе с качающейся палубы.

Теодолит — это мега-астролябия с подзорной трубой, и все это поставлено на горизонтальный круг, чтобы еще и горизонтальные углы измерять.

Первое, что делается при установке теодолита: спускается отвес и теодолит устанавливается как можно точнее над забитым колышком. Чтобы вертикальная ось теодолита совпадала с точкой на рисуемой карте как можно лучше. Ошибка два сантиметра в установке прибора уже через тысячу метров даст отклонение более десяти метров. Дом поместится. А ведь теодолит не идеальный прибор, у него и свои погрешности есть, и они тоже снижают качество геодезической съемки.

Теодолиту недостаточно одной отвесной линии, ему необходимо выставить горизонтальную плоскость. Поэтому второе, что делается при установке теодолита: выравнивание по пузырьковому уровню. Если нет пузырькового уровня, попаданец может воспользоваться самодельным ватерпасом в форме блюдечка, только чтобы непременно с голубой каемочкой. Как вода выровняется четко под каемочку, так прибор и в горизонте. Холодильник или шкаф так тоже можно выровнять, если кому интересно.

Секстан, квадрант и мать их астролябия меряют вертикальные углы. Но горизонтальные углы тоже надо откуда-то брать.

Моряки получали горизонтальные углы, пристроив линейку с прицелами поверх компаса (называется: "пеленгатор") — компас имелся на любом корабле дальнего плавания, причем по тем временам он был самым точным прибором корабля. Померяли азимут (называется "взяли пеленг") на береговую сосну, выступ, скалу, устье речки — записали. Прошли (под парусом или на веслах, а не пешком по пляжу — это ж моряки! #онижеходят) сколько-то вдоль берега, посчитали расстояние через скорость и время, еще раз азимут померили на те самые точки — вот она и береговая линия.