Файл: Авдеев, Ю. Ф. Преддверие сказочного мира. (Космос, баллистика, человек).pdf

А теперь два вопроса к вам:

а) Что такое московское время? б) Что означает данное время?

А вот вопрос, имеющий непосредственное приложение в кос­

(Напомним, что точка весеннего равноденствия используется при фиксировании одной из осей абсолютной геоцентрической системы координат, именно в эту точку направляется ось X).

Чтобы ответить на эти вопросы, необходимо понять, что та­ кое единицы меры времени и системы его счета.

Меры времени — это определенным образом выбранные единицы для отсчета времени. В основу этих единиц заложена периодичность вращения Земли вокруг собственной оси. Про­ межуток времени, в течение которого Земля делает один пол­ ный оборот вокруг своей оси относительно какой-нибудь точки на небе, называется сутками. Сутки являются основной едини­ цей меры времени. В свою очередь сутки делятся на 24 часа, час — на 60 минут, минута — на 60 секунд, секунда — па де­ сятые, сотые и т. д. доли.

Как известно, в результате вращения Земли мы легко на­ блюдаем суточное движение небесных светил. Одни из этих светил — звезды — остаются практически неподвижными от­ носительно других звезд, тогда как другие светила — плане­ ты Солнечной системы и само Солнце при наблюдении с Зем­ ли заметным образом перемещаются относительно звезд. Сле­ довательно, продолжительность суток будет зависеть от того, относительно какого светила определяется период вращения Земли.

В астрономии за точки, определяющие продолжительность суток, принимаются: а) точка весеннего равноденствия; б) ис­ тинное Солнце; в) среднее Солнце.

В соответствии с тремя определениями суток существуют, очевидно, три меры времени.

а) З в е з д н ы е сутки; з в е з д н о е в р е м я . Если спро­ ектировать точку весеннего равноденствия на Землю, то з про­ цессе вращения Земли она опишет на поверхности Земли замкнутую кривую линию, лежащую в плоскости экватора. Промежуток времени, в течение которого Земля совершает один полный оборот относительно точки весеннего равноденствия, называется звездными сутками. Однако точка весеннего равно­ денствия — это воображаемая точка, определенная математи­ ческим путем, и с нею не совпадает ни одна из видимых звезд.

Но ее положение хорошо известно относительно звезд. Поэто-

62

му продолжительность звездных суток удобно отмечать не по точке весеннего равноденствия, а по хорошо видимым звез­ дам. По наблюдениям выбранных звезд в обсерваториях си­ стематически проверяют главные часы. А в промежутках меж­ ду проверками точное время отсчитывается кварцевыми или иными часами, имеющими высокую точность хода.

Определение точного времени, его хранение и передача по радио всему населению составляет задачу так называемой службы точного времени. Для обеспечения пусков космических объектов создаются специальные службы единого времени, ос­ новной задачей которых является обеспечение правильного от­ счета времени всеми пунктами управления полетом.

Звездными сутками в астрономии и космической баллисти­ ке пользуются в качестве единицы меры времени. Звездные сутки, часы, минуты, секунды обозначаются обычным образом с припиской слова «звездные», например, 7 час 46 мин 31,5 сек :звездных. Начало и конец каждых звездных суток в той или иной точке на земной поверхности отмечается по моменту про­ хождения точки весеннего равноденствия через меридиан взя­ той точки.

При решении практических задач космической баллистики положение точки весеннего равноденствия, т. е. направление оси X абсолютной геоцентрической системы координат, нахо­ дится с помощью таблиц Астрономического ежегодника, подго­ тавливаемых специалистами-астрономами на каждый текущий год. Если вы обратитесь к Астрономическому ежгоднику, то в таблицах под наименованием «Солнце» (они обычно помеща­ ются в начале ежегодника) вы найдете столбец, именуемый так: «Звездное время в 0 час мирового времени» (обозначение So). Пусть, например, мы .имеем дату 13 февраля 1961 года. Для нее из таблицы находим So = 9 час 31 мин 09 сек. Геомет­ рически величина S0 представляет собой часовой угол между направлениями на точку весеннего равноденствия и положе­ нием гринвичского меридиана в 0 час гринвичского времени. Значит, в рассматриваемом примере часовой угол между на­ правлением на точку весны и гринвичским меридианом в 0 час составляет 9 час 31 мин 09 сек 13 февраля 1961 года. Для пе­ ресчета часового угла в градусную меру необходимо восполь­ зоваться соотношением:

1 час соответствует 15 градусам;

В рассматриваемом случае этот угол будет равен 142°47'15". Этим самым мы зафиксировали положение одного (нулевого)

63

меридиана Земли относительно направления на точку весны. Можно сказать иначе: мы нашли направление оси X относи­ тельно гринвичского меридиана в 0 час 13 февраля 1961 года. Точно так же определяются положения точки весны на всякую другую дату. Для определения положения точки весны между двумя соседними датами (в некоторое заданное время, а не в О час) необходимо гринвичский меридиан, т. е. всю Землю, развернуть на соответствующий этому времени угол. Однако об этом мы будем говорить несколько позже.

Если у вас нет под рукой Астрономического ежегодника, то величину S0 можно приближенно определить с помощью табл. 3 (ошибка вычисления не будет превышать 5 мин). При нахождении S0 для промежуточных дат необходимо иметь в виду, что за каждые сутки звездное время изменяется при­ близительно на 4 минуты. Определим, например, звездное вре­ мя в 0 час 15 октября. От 22 сентября до 15 октября проходит 23 суток. Следовательно, к величине So, соответствующей 22 сентября, необходимо прибавить 23-4=92 мин = 1 час 32 мин. Так как для 22 сентября So= 0 час, то звездное время 15 октяб­

т. е. результаты приближенных расчетов хорошо согласуются с точными данными и поэтому пригодны для быстрого качест­ венного нахождения положения оси X абсолютной системы ко­ ординат.

Теперь мы можем ответить на следующий вопрос: а для че­ го введено звездное время? Мы уже неоднократно упоминали о геоцентрической абсолютной системе координат. Эта система

64

координат сохраняет неизменные направления осей относи­ тельно звезд. Поэтому по ней удобно отсчитывать положение звезд, координаты которых будут неизменными, а также поло­ жение планет Солнечной системы. Центр Земли совмещен с началом этой системы координат. Одновременно Земля вра­ щается, как бы насаженная на одну из осей (ось Z) этой си­ стемы координат. Положив в качестве меры времени один полный оборот Земли относительно оси X (т. е. направления на точку весны), мы как раз и приходим к звездным суткам, т. е. к звездному времени. Вот в этом и состоит одна из при­ чин введения звездного времени. Другая причина, как об этом уже упоминалось, заключается в том, что вращение Земли практически удобно измерять относительно звезд. Значит, и здесь будет фигурировать звездное время.

б) И с т и н н ы е с о л н е ч н ы е с у т к и ; и с т и н н о е с о л ­ н е ч н о е в р е мя . Промежуток времени между двумя после­ довательными одноименными кульминациями центра видимого диска Солнца (так называемого истинного Солнца) на одном и том же меридиане называется истинными солнечными сут­ ками. (Напомним, что кульминациями называются явления прохождения светила через меридиан. В верхней кульминации светило выше всего над горизонтом, в нижней кульминации — ниже всего.)

Истинные солнечные сутки введены не случайно. Распо­ рядок трудовой жизни людей, как и вся жизнь на Земле, за­ висит от Солнца, и естественно, что время с древнейших вре­ мен стало измеряться солнечными сутками. Однако в течение года длительность их слегка колеблется. Это объясняется тем, что Земля обращается вокруг Солнца не по кругу, а по эллип­ су и скорость ее движения слегка меняется. Это и вызывает небольшие отличия в продолжительности солнечных суток; зи­ мой они больше, чем летом. Истинные солнечные сутки так же делятся на часы, минуты и секунды.

в) С р е д н и е с о л н е ч н ы е с у т к и ; с р е д н е е с о л ­ н е ч н о е в р е мя . По мере развития общественного производ­ ства, транспорта и применения машин стали повышаться тре­ бования к точности измерения времени. Солнечные часы, ука­ зывающие истинное солнечное время, перестали удовлетворять производство. Поэтому в XVII веке появилась минутная, а че­ рез 100 лет — секундная стрелка часов. Неравномерность ви­ димого движения Солнца оказалась уже ощутимой при изме­ рении времени, в связи с чем возникла практическая необходи­ мость в выборе таких единиц времени, которые были бы оди­ наковы по своей продолжительности и в то же время близки