Долгота

Когда моряки поднимали глаза к небу, прося помощи в навигации, они видели сочетание компаса и часов. Созвездия, особенно Малая Медведица с Полярной звездой в рукоятке ковша, направляли путников ночью (конечно, если не было туч). Днём Солнце не только определяло стороны света, но и указывало время. Оранжевый диск вставал из океана на востоке, поднимался, становясь сперва жёлтым, затем — ослепительно белым, и в полдень зависал над головой, словно подброшенный вверх мяч, на мгновение между подъёмом и спуском — полуденный сигнальный шар, по которому мореходы каждый ясный день ставили песочные часы. Теперь им требовалось, чтобы какое-нибудь астрономическое событие сообщило время в другом месте. Если, скажем, предсказано, что полное лунное затмение будет в Мадриде в полночь, а на корабле, идущем в Вест-Индию, его наблюдали в одиннадцать часов ночи, значит, их время на час отстает от мадридского, и, следовательно, они отошли от долготы этого города на пятнадцать градусов к западу.

Впрочем, солнечные и лунные затмения слишком редки, чтобы стать серьёзной подмогой штурману. При большом везении по ним можно определить свою долготу раз в год. Морякам требовалось что-то происходящее каждый день.

Ещё в 1514 году немецкий астроном Иоганн Вернер нашёл способ вычислять координаты по движению Луны. Каждый час она проходит по небу расстояние, примерно равное видимому диаметру своего диска. Ночью она плывёт с этой величавой скоростью по полю неподвижных звёзд. Днём (а Луна примерно половину каждого месяца встаёт в светлое время суток) приближается к Солнцу или отдаляется от него.

Вернер предложил составить альманах, в котором будут отмечены звёзды на пути Луны и точное время, когда она их коснётся — в каждую лунную ночь, на месяцы и годы вперёд. Точно так же можно предсказать относительные позиции Солнца и Луны для светлого времени суток. Тогда астрономы смогут публиковать таблицы с расчётным временем встречи Луны и опорных звёзд для конкретного места — Берлина или, скажем, Нюрнберга, — от которого отсчитывается долгота. Штурман, вооружённый этими таблицами, сможет сравнить, когда Луна коснулась определённой звезды по корабельным часам и когда это, по утверждению астрономов, должно произойти на нулевом меридиане. Дальше ему останется лишь вычесть одно из другого и умножить результат на пятнадцать градусов.

У «метода лунных расстояний» было несколько существенных изъянов. Положение звёзд, на котором он строился, люди в то время знали не слишком хорошо.

Ни один астроном не мог точно предсказать, в какой точке неба будет Луна в определённый момент, потому что законы её движения только предстояло открыть. У моряков не было точного инструмента для измерения расстояния Луна — звезда с палубы качающегося корабля. Идея Вернера опередила своё время. Поиски космических часов продолжались.

В 1610 году, почти через сто лет после того, как Вернер сделал своё нескромное предложение, Галилео Галилей с балкона в Падуе увидел то, что, по его мнению, могло стать искомым механизмом. Одним из первых направив телескоп в небо, он обнаружил там богатства на любой вкус: горы на Луне, пятна на Солнце, фазы Венеры, кольцо Сатурна (принятое им за два близкорасположенных спутника) и семейку из четырёх лун, которые вращаются вокруг Юпитера, как планеты вокруг Солнца. Галилей назвал их медичейскими звёздами. Польстив своему флорентийскому покровителю, Козимо Медичи, учёный вскорости сообразил, что новооткрытые луны могут принести пользу не только ему, но и мореходам.

Галилей не был моряком, но, как всякий естествоиспытатель своего времени, знал о проблеме долготы. Весь следующий год он терпеливо наблюдал за лунами Юпитера, вычислял период их обращения, примечал, сколько раз каждый спутник исчезает в тени планеты-исполина. В танце медичейских светил Галилею открылось решение задачи о долготе. Затмения лун Юпитера происходят тысячу раз в год — настолько предсказуемо, что по ним можно сверять часы. Учёный на несколько месяцев вперёд рассчитал время исчезновения и появления каждого спутника и предался сладким мечтам о славе, уже воображая день, когда целые флоты будут прокладывать курс по его таблицам астрономических событий — так называемым эфемеридам.

Галилей написал о своём плане испанскому королю Филиппу III, обещавшему щедрый пенсион в дукатах за «открытие долготы». Увы, с 1598 года, когда была объявлена награда, прошло двадцать лет, и бедного Филиппа замучили письмами горе-изобретатели, якобы решившие проблему. Королевские советники отвергли предложение Галилея под предлогом, что моряки из-за качки не сумеют даже просто поймать спутники в зрительную трубу — и уж тем более не смогут находить их без труда, как это необходимо для нужд навигации. Стрелки юпитерианских часов невозможно увидеть днём, когда планета либо с другой стороны Земли, либо её затмевает Солнце. Ночные наблюдения можно проводить не круглый год, да и то лишь при ясном небе.