бронзы. В диаметре такие астролябии обычно не превосходили пяти дюймов, а весили по крайней мере четыре фунта; для большей устойчивости нижнюю их часть делали более широкой, чем верхнюю, а значит, более тяжелой. Однако большинство английских штурманов предпочитали астролябии около семи дюймов в поперечнике, «очень массивные и тяжелые, чтобы их нелегко было сдвинуть ветру; в них расстояния между делениями больше, а значит, измерять можно точнее». Измеряя высоту Солнца или любой звезды, не важно, «блуждающей или неподвижной, – советует Бландевиль, – лучше всего пользоваться морской тяжелой и массивной астролябией, которая, по моему мнению, лучше всего подходит для этой цели и является из всех вернейшим инструментом; а остальные данные искать с помощью драгоценности мастера Блэгрейва или, скорее, с помощью небесного глобуса…».
Градшток, или посох Иакова, – грубый инструмент, который на протяжении столетий использовался для измерения высоты Солнца. Его главный недостаток заключается в том, что лучи Солнца ослепляют наблюдателя
Мартин Кортес (ок. 1551), географ и автор книг по навигации, детально описал морскую астролябию. Та, которую он описывал, была изготовлена из меди или олова; она была около четверти дюйма толщиной и шесть или семь дюймов в диаметре. По форме она была круглой, за исключением одного места, где был сделан выступ (плечо) для отверстия и кольца, за которое астролябию можно было подвесить. От точки подвеса к противоположной стороне была проведена линия, отмечающая вертикаль, а с ее помощью получены центр и горизонтальная линия. Лицевая часть инструмента была хорошо отполирована, верхний левый квадрант разделен на градусы. Указатель, или линейка, был изготовлен из того же металла той же толщины; ширина линейки составляла примерно полтора дюйма, а длина равнялась диаметру круга. В центре линейка была просверлена, и вдоль нее по всей длине была проведена линия, которая имела очень подходящее название: «линия уверенности». На обоих концах линейки были закреплены маленькие пластинки; они были просверлены, а отверстия служили диоптрами. Линейку можно было передвигать вверх и вниз по направляющей размером с гусиное перо. Инструмент держали в правой руке, а левой направляли на Солнце или звезду. Значение угла считывали непосредственно с верхнего левого квадранта. Со временем начали градуировать и противоположный ему, правый нижний квадрант, чтобы можно было удостовериться в верности полученной величины. На борту корабля требовалось обычно три человека, чтобы провести наблюдение с помощью астролябии, вне зависимости от размера и веса инструмента. Один человек держал инструмент, просунув в кольцо большой палец руки; сам он в это время стоял прислонившись спиной к мачте. Второй человек прицеливался, наводил визир на Солнце или звезду. Третий считывал значения углов.
Бэкстаф (оборотный жезл) – изобретение Джона Дэвиса из Сэндриджа, описанное им в книге «Тайны моряков», опубликованной в 1607 г.
Градшток – инструмент, которым древние астрономы пользовались для определения широты и угла между двумя звездами; позже моряки приспособили его для измерения высот в море. Простота этого прибора позволяет предположить, что его начали использовать для измерения углов гораздо раньше, чем астролябию, хотя испанские и португальские навигаторы вовсю пользовались им даже в XV и XVI вв. Вероятно, их познакомил с этим инструментом Мартин Бехайм (Богемец). Самое раннее из известных описаний градштока принадлежит Леви бен Герсону, ученому еврею из Баньоласа в Каталонии; он посвятил его папе Клименту VI в 1342 г. Герсон называл этот инструмент
«Градшток, – писал Эдмунд Гюнтер, – это инструмент, хорошо известный нашим морякам. Его много использовали древние астрономы и другие, астрономически он служит наблюдению высоты и угловых расстояний в небесах, геометрически – определению по перпендикуляру высот на суше и на море». Инструмент этот состоит из пяти частей: основного стержня, перекладины и трех визиров. Основа представляла собой просто деревянную палку сечением около 1,25 квадратного дюйма и достаточно произвольной длины. Бландевиль описывал градшток длиной примерно 27 дюймов, а Гюнтер предпочитал пользоваться 36-дюймовым, который он мог использовать также для измерения длин. Подвижную поперечину обычно делали около одного с четвертью дюйма толщиной и двух с половиной дюймов шириной. На инструменте Бландевиля длина поперечины составляла около 12 дюймов, а у Гюнтера – чуть больше 26 дюймов. В центре перекладины проделывали квадратное отверстие или прорезь таким образом, чтобы она точно надевалась на главную палку и свободно скользила по ней взад и вперед, сохраняя с ней прямой угол. Конечно, можно было сделать инструмент и большего размера, но, как указывал Гюнтер, отношение между длиной посоха и длиной поперечины должно было составлять примерно 360/262.
Градшток был снабжен тремя глазками, или диоптрами, в виде пластинок с отверстиями: по одному на каждом конце поперечины, а третий на ближнем конце посоха; он служил окуляром. Измеряя высоту какого-то объекта или угловую высоту Солнца или звезды, самое главное было видеть все три диоптра одновременно: верхний диоптр поперечины нужно было совместить с окуляром и направить на Солнце или звезду, а нижний диоптр поперечины – совместить с окуляром и направить на горизонт. Для этого нужно было двигать поперечину вперед и назад вдоль посоха, пока все три диоптра не встанут на свои места. Во время этой процедуры, пишет Бландевиль, следует «прижимать конец посоха к верхней части скулы, а ноги держать вместе».
На простейшем градштоке не было никакой разметки. Проведя наблюдение, инструмент клали на стол или на лист бумаги, отчерчивали положение перекладины и вычисляли по нему угол. Позже верхнюю часть посоха стали градуировать, так чтобы измеренный угол можно было определить с одного взгляда. Когда же к прибору добавили дополнительные перекладины для измерения меньших углов или, скажем, нескольких углов одновременно, градуировать стали не только верхнюю, но и боковые стороны посоха. Инструмент Эдмунда Гюнтера имел четыре отдельных шкалы: одна служила «для измерения и черчения», вторая для наблюдения углов, третья для определения «меридиана морской карты меркаторской проекции от равноденственной линии до 58° широты». Четвертая была придумана «для решения пропорций нескольких видов».
Очевидный недостаток и астролябии, и градштока заключается в том, что наблюдатель, проводя наблюдения Солнца, должен смотреть прямо на него. Даже если диоптры инструмента прикрыты закопченными стеклами, в ясный день сияние Солнца все равно будет слепить наблюдателя; исходя из этого, серьезные ошибки измерений будут скорее правилом, нежели исключением. На решение проблемы яркого слепящего света при наблюдениях Солнца – с помощью как астролябии, так и градштока – потребовалось несколько столетий. Решил ее изобретательный моряк с практическим складом ума; ему надоело пялиться на Солнце, чтобы определить свою широту. Человек этот, Джон Дэвис из Сэндриджа в Девоншире, был англичанином. Он описал свое изобретение, бэкстаф, в небольшой книжке под заглавием «Тайны моряков», опубликованной в Лондоне в 1607 г.
Первоначально бэкстаф состоял из палки и перекладины, причем последняя изготавливалась в виде «половинки креста» и ездила по посоху сверху. Дэвис указывал, что пользование этим инструментом противоположно пользованию градштоком, так как наблюдатель при этом стоит спиной к Солнцу и смотрит на горизонт сквозь горизонтальную щель на дальнем конце посоха. Чтобы определить угловую высоту Солнца, нужно было двигать перекладину, пока тень от ее конца не упадет точно на щель. Таким способом можно навести прибор одновременно на горизонт и на Солнце, не переводя глаза. Прибор этот изначально был придуман для измерения исключительно высоты Солнца – причем только если она не превышает 45° над горизонтом, – и больше ни для чего не годился. Однако Дэвис на этом не успокоился.
Предположительный вид усовершенствованного бэкстафа Джона Дэвиса с двумя скользящими перекладинами. Этот инструмент был изобретен и описан, но, по всей видимости, не
