Bielawa Maja 1 b IRM
TEMAT : HISTORIA NAWIGACJI MORSKIEJ
Nawigacja jest to gałąź nauki obejmująca całokształt wiedzy na temat prowadzenia statku bezpieczną i optymalną , zwykle najszybszą , trasą do punktu przeznaczenia , co sprowadza się do umiejętności określania pozycji statku i wytyczania właściwych kursów.
Rozwój nawigacji determinowany był na przestrzeni wieków przez chęć poznania niezbadanych morskich obszarów . Wraz z rozwojem cywilizacji rozwinęła się również handel , którego nieodzownym narzędziem był transport morski .
Żegluga na Nillu niewątpliwie istniała od pradawnych czasów , był to bowiem najwygodniejszy gościniec łączący rozrzucone wzdłuż rzeki osady ludzkie . Panowały ponadto na nim bardzo korzystne warunki nawigacyjne, niezbyt silny prąd niósł łodzie spokojnie lecz pewnie w kierunku morza . Żeglugę w górę rzeki ułatwiały natomiast przeważające wiatry północne .
Gwałtowny rozwój żeglugi milowej datuje się od połowy trzeciego tysiąclecia p.n.e. i wiąże się z budową piramid , gdyż zewnętrzną ich okładzinę - marmur lub granit Egipcjanie sprowadzali statkami aż spod Assuanu .
Przewodnikami żeglarzy było ich doświadczenie , słońce , sonda , kolor wody , kształt i charakter brzegów . Tak pływali Fenicjanie od setek lat . Żeglarze nigdy nie tracili z oczu lądu .
Około 330 roku p. n. e. nie zmieniło się wiele wyposażenie nawigacyjne statków i tak jak u Fenicjan, składało się z ręcznej sondy , "kapitańskiego nosa " i "niebieskiego kompasu " , czyli słońca i gwiazd . Dopiero w połowie I V wieku p. n.e. grecki geograf Skylaks Młodszv opracował locję Morza Śródziemnego. Zawiera ona nazwy i opisy portów, rzek, odległości między portami itp. Rozwinęła się również kartografia , jakkolwiek nic nie wskazuje, by etapy stosowano wówczas w nawigacji . Niewątpliwie natomiast źródłem sukcesów greckich geografów i kartografów były postępy żeglugi, która w krąg swoich zainteresowań włączała coraz to nowe , coraz bardziej odległe kraje . Wraz z tym postępem powstała idea stworzenia budowli , które zarówno w ciągu dnia - ze względu na swój charakterystyczny wygląd - jak i w nocy dzięki silnemu źródłu światła - pomagały określić położenie statku . Budowle takie wznoszono podobnie jak współczesne latarnie , aby wskazać drogę do portu , ostrzec przed niebezpieczeństwem itp.
Na wysepce Forros około 288 roku p.n.e. budowniczy Sostratos z Kindos wzniósł latarnię morską wysokości 120 m - jeden z siedmiu cudów starożytnego świata . Na szczycie latarni, na platformie otoczonej 8 kolumnami , które podtrzymywało sklepienie uwieńczone potężną statuą Ptolemeusza I , płonął wieczny ogień . Latarnia Faros jest pierwszą , którą znamy z dość dokładnego opisu , niemniej ogniska palone na wzgórzach i wieżach wskazywały drogę do portów już co najmniej od 4 - S stuleci . Arcydzieło Sostratosa , na którym wzorowało się wielu późniejszych budowniczych latarni morskich , przetrwało blisko 1600 lat , a powaliło latarnię trzęsienie ziemi w 1303 roku .
Żegluga rozwinęła się również poza ówcześnie znanym światem.
Najlepiej sztukę nawigacji opanowali tam Polinezejczycy .
Polinezejscy żeglarze zwani również Wikingami południa znali wszystkie gatunki ryb i rośli rosnących na wyspach, oceaniczne wiatry, prądy, nabyli umiejętności orientowania się według słońca i gwiazd . Potrafili nawet sporządzać kilka rodzajów map morskich z pręcików bambusowych , żyłek liści palmowych i muszelek . Mapy te , ogólnie nazywane pręcikami , spotyka się na tamtym niemal obszarze Oceanii . Muszelki oddają na nich położenie , wielkość i odległości między wyspami , a bambusowe pręciki - falowanie morza , kierunki prądów , zasięg widzialności wysp , najdogodniejsze kursy . Klapy pręcikowe zdradzają , że podstawową umiejętnością polinezyjskiego nawigatora było "czytanie z wody" podobnie zresztą jak u starych norweskich czy szkockich rybaków. W toku wieloletniej praktyki żeglarskiej rozpoznano i nauczono się wykorzystywać do określania pozycji statku wszystkie zakłócenia biegu fal pędzonych przez pasat , a więc krzyżowanie się fal odbitych od wysp , kipiel na granicy prądu wypływającego z laguny przy odpływie, wiry' , przybój itp. Mapy pręcikowe stanowiły z jednej strony rodzaj szkolnej pomocy naukowej, z drugiej zaś schematyczny, lecz dość wierny obraz zjawisk oceanograficznych istotnych w praktyce nawigacyjnej wyspiarzy. Mieli też rodzaj kompasu - skorupę " świętego " orzecha kokosowego z odpowiednio wywierconym otworami . Wiatr trafiając w otwory· gwizdał w tonacji zależnej od kursu łodzi względem wiatru . polinezyjski sternik musiał więc być - w dodatku do innych umiejętności - wysoce umuzykalniony.
Olbrzymi wkład wnieśli Chińczycy do rozwoju nawigacji . Im zawdzięczamy zastosowanie kompasu w żegludze. Na lądzie igły magnetycznej do określania kierunku używali oni od przeszło 3 tysięcy lat. Prawdopodobnie niewiele później kompasy trafiły na statki, inaczej zresztą trudno wyobrazić sobie rozwój chińskiej żeglugi. Początkowo była to zapewne igła magnetyczna umocowana do drewienka swobodnie pływającego w naczyniu z wodą .
Obok matematyki i fizyki do potrzeb żeglugi wykorzystywano również kartografię , specjalna instytucja sporządzająca mapy istniała w Chinach już od II wieku p.n.e, opracowywała ona opisy brzegów i niebezpieczeństw nawigacyjnych, wydając mapy i specjalne księgi, zwarte dziś " locjami " . Na brzegach mórz wznieśli Chińczycy specjalne budowle i latarnie morskie, zaznaczone na mapach , pozwalające na szybkie identyfikacje lądu lub niebezpieczeństw nawigacyjnych. Wątpliwe natomiast, czy stosowali w żegludze astronawigację, mimo że astronawigacja stała u nich na wysokim poziomie. Wiadomości astronomiczne żeglarzy ograniczały się do znajomości najjaśniejszych konstelacji gwiazd.
Żegluga dzięki zastosowaniu kompasu oderwała się od brzegu . Umożliwiło to szybsze pokonywanie odległości między portami i wpłynęło na rozwój kartografii - żeglarz bowiem zbliżający się z pełnego morza do lądu , musiał umieć go rozpoznać , by dokładnie określić pozycję swego statku . Służą do tego mapy i locje . Locje znali już starożytni , ale w czasie wypraw krzyżowych stały się one precyzyjne i dokładne , uzupełniono je nawet szkicami charakterystycznych obiektów na lądzie i szkicami rzeźby brzegów .
Europejczycy zapożyczyli kompas od żeglarzy arabskich, początkowo była to zwykła igła magnetyczna przymocowana do drewienka pływającego w cieczy, czyli dokładnie taki jakim go stworzyli Chińczycy. Udoskonalenie kompasu historia przypisuje Flavio Gioi z Amalfii, który miał około 1300
roku wynaleźć różę kompasową tj. podpartą we środku tarczę z podwieszonymi magnesami i połączyć ją z 16-rumbową różą wiatrów starożytnych . Tarcza z magnesami pływa w wodzie w amagnetycznym naczyniu , zwanym kociołkiem. Trudno przecenić zmiany w metodach i bezpieczeństwie żeglugi , które wniósł kompas , w każdym bądź razie temu chińskiemu wynalazkowi kupcy europejscy w znacznym stopniu zawdzięczają rozwój żeglugi i handlu.
Początek szybkiego rozwoju nawigacji przypada na czasy Henryka żeglarza (XV w ) i jest nierozłącznie związany z rejsami oceanicznymi epoki odkryć geograficznych. Rejsy te były możliwe m.in. dzięki rozpowszechnianiu kompasu magnetycznego . Dotychczasowa żegluga bez kompasu odbywała się na ogół tylko wzdłuż wybrzeży , aczkolwiek Wikingowie , Arabowie i mieszkańcy wysp Oceanu Spokojnego odbywali dość dalekie oceaniczne podróże nawigując na podstawie obserwacji ciał niebieskich , lotu ptaków , kierunku wiatru , itp. W połowie XV w europejscy żeglarze szukali precyzyjnej metody wyznaczania kursu na otwartym oceanie . Wymyślono w tym celu m.in. nocturnus, który pozwalał ustalić dokładny czas , co z kolei umożliwiało obliczenie pozycji na podstawie słońca i gwiazd . Nawigator trzymał przyrząd w wyciągniętej ręce by przez wziernik zobaczyć świecącą jasno na niebie gwiazdę Polarną . Następnie szukał dwóch innych jasnych gwiazd w tej samej konstelacji tworzących linie prostą , równolegle do tej linii ustawiał ramie nocturnusa . Na tarczy odczytywał czas z dokładnością do 10 min.
Tym , który zapoczątkował epokę wielkich odkryć był niewątpliwie Krzysztof Kolumb . Podjął on się wytyczenia nowej drogi do Indii żeglując na zachód . Było to nie lada wyzwanie w ówczesnym czasie , gdyż wiązało się z długotrwałą żeglugą na otwartym , nieznanym oceanie . Kolumb zastosował najprostszą nawigację .
Po wyjściu z wysp kanaryjskich żeglował prosto na zachód - do tego wystarczał kompas . Musiał znać przebytą drogę , czyli prędkość statku . Pomiarów dokonywał bardzo przybliżoną metodą logu burtowego , tj. Obliczając z piaskowej klepsydry czas, w jakim drewienko wyrzucone z dziobu znalazło się przy rufie . Znając długość statku otrzymywał prędkość w węzłach przez podzielenie podwójnej długości statku przez czas. Przebyte, pomniejszone odległości oznaczał na mapie świata , wykonanej prawdopodobnie przez znanego kartografa Toscanellego.
Miał również udoskonalone astrolabium do mierzenia wysokości ciał niebieskich i ulepszone Tablice Regiomontansa , ale wiemy , że używał ich tylko do obliczania szerokości odkrytych wysp . Pomiary robione na pokładzie statku były bowiem mato dokładne . Wyposażenia nawigacyjnego dopełniała , znana już od fenickich czasów , sonda ręczna - ołowianka - do pomiarów głębokości .
W XIII wieku na polecenie króla Alfonsa Mądrego astronomowie arabscy sporządzili zestawienie deklinacji ciał niebieskich tzw. Tablice alfonsjańskie , które przez blisko trzy wieki służyły do określania szerokości geograficznej z Gwiazdy Polarnej i ze Słońca .
Również w XIII wieku wynaleziono nowy typ etapy przystosowanej do potrzeb żeglugi , tzw. mapę portolanową, inaczej zwartą kompasową . Na takiej mapie zamieszczono szereg róż wiatrów , z których wybiegały pęki przecinających się linii . Linie odpowiadały· kursom , którymi miały sterować statki , aby osiągnąć na przykład z Barcelony Neapol . Na mapach można było również odmierzać odległość , nie miały one jednak siatki współrzędnych . Załączone do map księgi portolanów podawcy odległości między portami , charakterystykę brzegów , niebezpieczeństwa itp. - były to więc jak gdyby ulepszone locje . Służyły~ one żegludze przez trzy wieki , aż do czasu genialnego wynalazku Merkatora .
Genialność wynalazku nowego rzuty kartograficznego opartego o dość zawile kalkulacje matematyczne , który opracował w 1569 roku Gerhard Kremer - Merkator , polegała na tym , że kapitalnie uprościł on nawigację . Mapa Merkatora w przeciwieństwie do portolanowej , umożliwiała wykreślenie dowolnego kursu statku względem północy i łatwe odkładanie na wykreślonym kursie przebytych odległości , umożliwiała również odczytanie i naniesienie w każdej chwili pozycji statku . Dzięki temu kapitanowie holenderskich galeonów mogli bez trudności obliczać odległości od lądów i niebezpieczeństw . nie trzeba nikogo specjalnie przekonywać , że niepomiernie zwiększyło to bezpieczeństwo żeglugi . O wartości etap Merkatora świadczy i to , że do dziś
są one używane w żegludze , a od swoich pierwowzorów różnią się tylko bogactwem informacji nawigacyjnych .
Już w XV wieku z morza do portów prowadziły~ przez przybrzeżne mielizny szlaki żeglowne , oznakowane znakami nawigacyjnymi - drewnianymi pływającymi beczkami ,palami , nabieżnikami itp. W Gdańsku zaraz po ustąpieniu lodów redę potu badała specjalna komisja , która wytyczyła szlak żeglowny .
W Wielkiej Brytanii wytyczeniem szlaków i sprawami bezpieczeństwa zajmowała się od 1515 roku specjalna organizacja Corporation of Trinity House . Uchwała parlamentu z 1566 roku uprawnia tę organizację do
ustawiania staw, znaków i sygnałów dla potrzeb żeglugi w miejscach gdzie można oczekiwać i zmniejszyć niebezpieczeństwo
Trinity House opiekowała się również latarniami morskimi , które już w starożytności , wskazywały~~ drogę do portów , strzegły przed groźnymi rafarni , cyplami itp. Początkowo były to zwykle ogniska , późne żelazne kosze z ogniem podnoszone na słupach , takie jak " Garnek Wulkana " w wolińskim porcie w XI wieku . Ze słupów ogień powędrował na szczyty specjalnie budowanych wież , takich jak latarnia w Twierdzy' Wisłoujście z 1482 roku . Przy końca XVII otwarty' ogień z drewna lub węgla drzewnego zastąpiono w niektórych latarniach świecami , których światło skupiały i odbijały polerowane tarcze z brązu . Przykładem takiej latarni może być słynna latarnia Eddyson zbudowana w 1698 roku na rafach koło Plymouth . Dopiero w 1782 roku zaczęto ubywać kaganków oliwnych , a w XIX wieku lamp oliwnych i naftowych . W miarę rozwoju żeglugi latarni morskich było coraz więcej , dzięki nim wyraźnie poprawiło się bezpieczeństwo żeglugi .
Od początku XVIII wieku prym w rozwoju nawigacji wiedli Brytyjczycy . Znany astronom , Edmund Halley , dyrektor obserwatorium w Greenwich , opublikował w 1702 roku po kilku latach badani mapę deklinacji magnetycznych Oceanu Atlantyckiego , a w następnym roku całego świata . Deklinacja jest to różnica kątowa między kierunkiem północy rzeczywistej , a kierunkiem północy magnetycznej w dartym miejscu . Zjawisko to występuje w skutek tego . że bieguny' magnetyczne Ziemi nie pokrywają się z biegunami geograficznymi . Na mapach Halleya miejsca o jednakowej deklinacji połączono liniami ciągłymi - izogonami . Oczywiście róża kompasowa na statku wskazuje (pomijając dewiację j kierunek bieguna magnetycznego , natomiast mapa , na której wykreśla się kurs statku , jest zorientowana według bieguna geograficznego . Aby więc obliczyć właściwy~ kurs , którym statek powinien sterować do portu docelowego , trzeba uwzględniać deklinację . Nie jest to takie proste , deklinacja bowiem jest różna w różnych punktach Ziemi , co więc , ulega częstym zmianom , a wielkość jej jest bagatelna , często sięga kilku czy kilkunastu stopni .
Uczony~ ten zapoczątkował również obserwacje Księżyca , na podstawie których po 27 latach badani , w 1749 roku , jego przyjaciel John Bevis opublikował tablice umożliwiające obliczenie długości geograficznej z obserwacji Księżyca . Była to jednak metoda bardzo żmudna i mało dokładna . W 1731 roku John Hadley skonstruował oktant , nowy przyrząd do mierzenia wysokości ciał niebieskich , prototyp sekstantsu używanego na morzu do dziś . Największe kłopoty mieli jednak ówcześni nawigatorzy z obliczeniem długości geograficznej .
Już jednak w czasach Kolumba wiedziano , że przy żegludze na wschód kulminacja słonica , czuli godzina 12 czasu miejscowego , będzie wypadała co l5 ° długości geograficznej o godzinę wcześniej niż w Greenwich . Oznacza to , że w czasie kulminacji , na przykład 45 ° długości wschodniej , w Greenwich jest dopiero 9 rano , czuli różnica czasu wynosi 3 godzimy . A więc , gdyby można było zawsze znać różnicę czasu miejscowego i czasu w Greenwich , można by obliczyć długość geograficzną .
Gdyby ... W 1707 roku na rafach u brzegów wysp Scilly rozbita się eskadra admirała Shovella ,. która wracała do Wielkiej Brytanii z Gibraltaru . Na dno poszły cztery okręty i ośmiuset marynarzy . Przyczyna katastrofy była pomyłka o 100 Mm w obliczeniu długości . Wstrząśnięty tym Newton zaproponował ogłoszenie konkursu na opracowanie metody obliczenia długości geograficznej . Królewskie obserwatorium w Greenwich przyjęto propozycję i Izba Gmin ogłosiła uchwalę : "Każda osoba , która poda własną metodę obliczania długości geograficznej , otrzyma nagrodę ". Dopiero pól wieku później w 1764 roku , udało się zegarmistrzowi angielskiemu Johnowi Harrisonowi po 46 latach prób wykonać model zegara nazwanego "chronometrem " , który spełniał podstawione przez parlament warunki . 70letni Harrison otrzymał 20 tysięcy funtów .
Współcześnie nawigację prowadzi się wybierając drogę po loksodromie , a przy większych odległościach - po ortodromie , którą dzieli się ( dla wrę ody utrzymywania przez dłuższy czas tego samego kursu ) na fragmenty zastępowane odcinkami loksodrom .Drogę statku , namiary na obiekty lądowe, linie pozycyjne i pozycje wykreśla się na etapie posługując się przyborami nawigacyjnymi . Korzysta się przy tym ze wskazani kompasu magnetycznego oraz pomiarów wykonywanych za pomocą namiernika , sondy , sekstantu i innych przyrządów nawigacyjnych ; oprócz tego , korzysta się z niezbędnych informacji zawartych w pomocach nawigacyjnych .
BIBLIOGRAFIA
1. " Z dziejów żeglugi " M. Mickiewicz 2. " Encyklopedia żeglarstwa PWN"
3. " Historia świata " - encyklopedia multimedialna 4. "Nowe horyzonty "- encyklopedia multimedialna