Partneři - Lode.czPartneři - Lode.cz

SPS Praha
CERE
Loděnice Vltava

Úvod > Plavby


Navigace - jak to všechno začalo
 
      Navigace, dnes víc záležitost elektroniky, než dovednosti jejich uživatelů. Kdysi strategicky chráněné umění předávané v ústním podání pouze vyvoleným.

 
Téma kardinálů i králů v pozdější době mnohokrát literárně zpracované. Že to nebylo téma jen úzkého kruhu odborníků (v 12. - 18. století matematiků a astronomů), ale i široké veřejnosti, svědčí i klasické zpracování z pera Boženy Němcové, která psala o terrestrické navigaci. Své zpracování orientace podle majáku je známé z pohádky "O perníkové chaloupce", kde Jeníček určil v hustém lese správný směr do civilizace. A tak jej světýlko neomylně vedlo až k čarodějnici. Protože Jeníček neměl s sebou mapu a na Mařenku se také zrovna spolehnout nedalo, jejich výlet do lesa se spíš podobal záchranné akci s dobrým koncem.
Již staří Polynésané žijící v prostředí více jak 15 000 malých ostrovů byli cvičeni v terrestrické (pozemní, terra - lat. země ) navigaci. Plavili se z ostrova na ostrov, které byly převážně na dohled. Umění polynéských navigátorů bylo vysoce ceněno a ovládali jej místní šamani, kteří v něm byli léta zdokonalováni. Jako pomůcky používali map s mušlemi a znaky ryb. Uprostřed byla znázorněna kanoe jako místo odkud bylo okolí pozorováno.

Dnešní navigace je svázána s pojmy zeměpisná délka a šířka. Poprvé je použil Hipparchos (150 let př.n.l). Zeměpisnou šířku měřil na základě poměru nejkratšího a nejdelšího dne na daném místě (asi ne zcela použitelné pro měření polohy lodě). Zeměpisná délka byla stanovena podle odchylky místního času od času na nultém poledníku, který procházel řeckým Rhodem. Připisuje se mu také autorství astrolabu, přístroje pro měření úhlu mezi nebeskými objekty. Eratosthenes provedl první výpočty obvodu Země a použil pro konstrukci map poledníky a rovnoběžky. Je zajímavé, že Řekové věděli, že naše Země je kulatá. Katolická Evropa si na to pár století musela ještě počkat.

Úkolem navigace nebylo určení místa, kde se nacházíme nebo kam se chceme dostat podle zeměpisných souřadnic, tak jak to chápeme dnes. Dostačující bylo dostat se do cíle. Stačilo určit správný směr a plavit se tak dlouho, až jsme dorazili k pobřeží. Od 13.století se v Evropě používal kompas. Byly též sestrojeny portolánové mapy - kompasové (port - přístav), které ukazovaly směr z přístavu do přístavu. Při vyplutí "stačilo" držet předepsaný kurz a pomocí logu (log - dřevěné prkénko na provázku, které se hodilo do vody a měřilo se, jak rychle se od lodi vzdaluje) zjišťovat rychlost lodi.


















Při plavbě na dlouhé vzdálenosti -přes oceán- se plulo v určité zeměpisné šířce. Proto stačilo měřit přesně úhel k dané hvězdě. Vasco de Gamma tak pomocí kamalu (destička na provázku, kterou se měřil úhel) doplul až do Indie. Úctyhodný výkon, ?no pohledem na mapu zjistíme, že ta Indie není zase až tak malá. Navigace se prováděla v noci a přes den se držel kurz podle kompasu. Proto také důležitou navigační pomůckou byl strážní koš a stálá služba, která sledovala, zda se již neblížíme k pobřeží. Ostatně Columbus (1493 objev Ameriky) také plul do Indie a jeho cesta mohla být úspěšná, kdyby jej nezastavilo dosud neznámé pobřeží. Na tom pobřeží našel Indiány (domnělé obyvatele Indie). Po tom co se zjistil jeho omyl, stal se slavným a nový kontinent byl pojmenován po jeho krajanu Americo Vespucim, Amerika. Těžko si představit, že by se dnes nějaký kapitán mohl dočkat věhlasu opakováním jeho postupu (doplout k jinému světadílu, než mu určoval jízdní řád plavební společnosti). Možná existuje jedna výjimka, kdyby doplul k břehům Atlantidy.
Měření zeměpisné šířky je relativně snadné. Stačí (na severní polokouli) změřit úhel pod kterým vidíme Polárku.
K tomu se používala řada pomůcek, od těch nejjednodušších (kamal, Jakubova hůl) až po ty přesnější (astrolab, kvadrant, oktant, sextant). Použití otočných zrcadel a barevných filtrů u sextantu, umožnilo pozorování Slunce, a tím zpřesnit navigaci během dne.

Kamal, používali již arabští obchodníci při cestách přes africké pouště. Provázek se chytil do zubů a dřevěnou destičkou se posouvalo tak dlouho až horizont splynul se spodním okrajem a měřená hvězda s horním okrajem destičky. Délka provázku pak určovala zda jsme pod či nad požadovaným kurzem (zeměpisnou šířkou).















Určování zeměpisné délky byl stále nezvládnutý problém i když Španělé a Portugalci mu v průběhu 15. a 16. století věnovali značnou pozornost. Již Ptolemaios ve svém díle "Průvodce geografii" popisuje určování zeměpisné délky (resp. místního času) podle pohybu Měsíce mezi hvězdami. Využívá se toho, že Měsíc se pohybuje mezi hvězdami zhruba rychlostí poloviny poloměru za jednu hodinu. Tím se dá zjistit přesný místní čas. Teoreticky je tato úvaha správná, ale tenkrát nevedla k použitelným výsledkům. Jednak nebylo čím měřit přesně polohu Měsíce vůči hvězdám (kamal ani Jakubova hůl k tomu nestačily) a také nebyla známa teorie pohybu Měsíce po obloze. Že určení přesného místního času je pro řešení problému klíčové si uvědomovala řada astronomů. Přesné hodiny neexistovaly a tak se snažili čas určit na základě pohybu nebeských těles. Galileo navrhoval španělské vládě -rok 1616- měření absolutního času podle pohybu měsíců Jupitera. Korespondence trvala plných 16 let. Zasáhla do toho svatá inkvizice a nakonec z toho nebylo nic (ovšem kromě domácího vězení pro Galilea). Do historie určení zeměpisné délky se zapsala jména španělského krále Filipa II. (1567), Filipa III. (1598), kteří vypsali bohatě dotované ceny za vyřešení problému. Později též francouzský král Ludvík XIII. (1624-1642) a na jeho dvoře kardinál Richelieu a pak nástupce kardinál Mazarin. Ne že by se dívali po hvězdách, ale drželi ve svých rukou měšec a s jeho pomocí sledovali "státní zájem nejvyšší důležitosti".
Z vědců připomeňme jen Newtona, Leibnize, Huygense, Hooka, Halleyho a řadu dnes již neznámých jmen, kteří se problému věnovali.

Průlom byl učiněn až konstrukcí přesných hodin. O to se zasloužil v roce 1715 John Harrison, který zkonstruoval přesný námořní chronometr. První jeho hodiny (H1) vážily 250 kg a pro navigaci na moři se příliš nehodily. Jeho čtvrtý model (H4, rok 1759) již představoval použitelné hodiny (jejich průměr byl 12 cm). Jsou označovány za nejslavnější hodiny na světě (alespoň pro námořní navigaci). Bylo to celoživotní dílo, které dokončil až jeho syn William. Hodiny byly testovány až do roku 1784, kdy bylo uznáno, že splňují podmínky pro udělení ceny 20 000 liber britské admirality, za vyřešení problému určení zeměpisné délky. Za 5 měsíců se zpozdily o pouhých 15 sekund. Bylo tak možno plně rozvinout námořní navigaci, kde se k určování polohy využívalo Slunce, Měsíce, planet a 57 navigačních hvězd.

Sextant a chronometr tak vládly námořní navigaci až do dnešních dnů, kdy byly doplněny (nechce se psát nahrazeny) navigací elektronickou (radiomajáky, družicemi?).
Díky pokroku elektroniky se dnes už tolik nestaráme o astronomické tabulky jako spíš o kódy pro odblokování mapových ploterů v našich noteboocích a GPSkách.

Stručný přehled některých významných událostí námořní navigace
150 př.n.l.HipparchosZavedení pojmu poledníků a rovnoběžek. Autor astrolabu (astro-lab, chytač hvězd), pomůcky používané až do 16.století pro měření úhlu mezi nebeskými objekty.
EratosthenesMěření poloměru Země, první mapa světa s poledníky a rovnoběžkami.
PolynésanéKorálkové mapy. Podkladem byla hliněná destička, korálky, mušle a klacíky udávající směr.
ArabovéVynalezli kamal, destičku s provázkem, pro měření zeměpisné šířky. Používal se pro navigaci při cestách s velbloudy přes poušť. Vasco de Gamma jej použil při své cestě do Indie.
1200 ?ČíňanéDo Evropy se dostal kompas
13.-.16.stoletíPoužívání portolánových map. Byly tam vyznačeny kurzy k nejznámějším přístavům. Především Středomoří pak i Atlantik. Zobrazení především pobřeží.
1453ColumbusObjevil Ameriku, použil kompas a nedokonalou představu o tom, že plavbou na západ dopluje do Indie. Byl zastaven neznámým světadílem.
1529NunezProfesor matematiky vyřešil problém projekce map (3D prostoru na 2D plochu)
1530Gemma FrisiusNavrhl určení zeměpisné délky pomocí hodin (místního času). Jeho metoda byla po 250 letech použita po vynálezu chronometru Johnem Harrisonem.
1512 - 1594Gerhard MercatorVýznamný vydavatel map, altasů a glóbů.
1592DavisDavisův kvadrant, předchůdce sextantu. Měl zrcátko a obraz Slunce se promítal na stínítko. Ke Slunci se stálo zády. Používal se do konce 17, století. Davis roku 1592 objevil Falklandy.
1678John FlamsteedPřesným měřením prokázal, že rotace Země kolem vlastní osy je konstantní.
1681Picard, Hayes, NewtonVyslána expedice na ostrov Goree v západní Indii. Na základě nerovnoměrnosti chodu hodin Newton prokázal svůj předpoklad, že Země je na pólech zploštělá.
1682 - 1744John Hadley Roku 1731 navrhl oktant předchůdce sextantu. Má již dvě zrcátka jako sextant a záměrný dalekohled.
1693-1776John HarrisonKonstrukce chronometru.
1735L.KendallVyrobil podle Harrisonových hodin H4 chronometr označený K1, který James Cook použil na své 2. a 3. cestě kolem světa.
18. stoletíPočátek moderní navigace. Je k dispozici sextant, chronometr a moderní mapy
1900Počátek radio navigace, první radiové vysílání.
1957Sputnik, počátek družicové navigace. Američané využívali vysílání ruského sputniku pro první pokusy s družicovou navigací na moři.



Přílohy:navigace2.pps | animace sextantu

Ing. Ladislav Sieger, CSc., foto autor

<< Předchozí

Přehled článků

Následující >>