Этот неизвестный океан. Как работают приливы, рождаются шторма и живут невидимые создания в морских глубинах - Александр Осадчиев

8. Океан открытий

Навстречу ветру

Все мы знаем, как сильно изобретение самолета изменило человеческую цивилизацию. Самолет тяжелее воздуха, но летает благодаря тому, что на крыло действует подъемная сила. Грубо говоря, из-за формы крыла воздух сверху крыла проходит по более длинной траектории, чем воздух снизу крыла. Поэтому ветер дует навстречу самолету, а подъемная сила действует на крыло перпендикулярно, то есть вверх. Из-за этого самолет не падает на землю, когда движется вперед.

Оказывается, крыло, аналогичное крылу самолета, появилось в мореплавании еще в XIV веке, и оно тоже повернуло ход истории. Португалия, со всех сторон зажатая Испанией на Пиренейском полуострове, в какой-то момент сделала ставку на мореплавание. В те годы торговля между Европой и Индией значительно осложнилась с появлением сильных арабских и турецких государств на Ближнем Востоке. Многие португальские моряки отправлялись на юг вдоль африканского берега в поисках пути в Индию. Они могли плыть только в направлении господствующих ветров и течений. Течения от Пиренейского полуострова действительно некоторое время следуют на юг, но дальше они поворачивают на запад. И не имея ни попутного ветра, ни попутных течений, продвинуться далеко на юг вдоль Африки у моряков не получалось. Точнее, продвинуться далеко на юг было возможно, а вот вернуться назад – нет. Камнем, точнее, мысом преткновения, был мыс Бохадор на территории современного Марокко. Никто из заплывших южнее него не возвращался назад. Это был настоящий край Земли.

Рис. 93.Схема работы треугольного паруса

Требовалось технологическое решение, чтобы корабль мог плыть в нужную ему сторону, а не в направлении попутного ветра. Решение этой проблемы было найдено: фактически это было изобретение вертикального крыла у морского судна на несколько сотен лет раньше, чем появилось горизонтальное крыло для судна воздушного. Это вертикальное крыло представляет собой треугольный парус. Ветер огибает одну его сторону по более длинной траектории, а другую – по более короткой. Если ветер дует в бок корабля, то корабль двигается перпендикулярно ветру, то есть вперед. Это звучит парадоксально, но даже в случае встречного ветра с треугольным парусом можно двигаться вперед галсами, то есть зигзагами.

Рис. 94.Движение навстречу ветру с треугольным парусом

Треугольный парус был известен еще в Античности, но именно португальцы в XIV веке резко продвинулись в его применении. Они создали корабль нового типа – каравеллу. В 1413 году три каравеллы португальского короля Генриха Мореплавателя совершили невозможное – прошли мыс Бохадор и вернулись назад. Через 40 лет португальские каравеллы прошли самую западную точку Африки, еще через 30 лет обогнули Африку с юга, еще через десять – достигли Индии. Технологическая инновация помогла совершить прорыв: океан стал доступным для человека.

Часы – не роскошь, а средство обеспечения мореплавания

В современном мире сложно представить себе человека без часов или без телефона с часами. Необходимость знать время с точностью до минуты стала важнейшим ориентиром для взаимодействия людей. В древности жизнь текла гораздо медленнее, и знать точное время не было так уж важно. Солнечные и водяные часы, известные со времен Древнего Египта, минутной точности не давали, но позволяли знать время с точностью до часа, чего было вполне достаточно. Острая необходимость знать время с точностью до минуты появилась в Средние века в море, но вовсе не потому, что средневековые моряки куда-то торопились.

Морякам крайне важно уметь определять свое местоположение на земном шаре, что в открытом море в отсутствие ориентиров затруднительно. В XI веке был изобретен компас, и определение правильной траектории движения в открытом море стало в принципе возможно. В XIII–XIV веке появились карты-портоланы, на которых все возможные маршруты по суше и морю рисовали густой сеткой прямых отрезков, где были подписаны расстояния. Чтобы добраться из одного места до другого, особенно внутри Средиземного или Черного моря, окруженных со всех сторон сушей, нужно было лишь идти в нужном направлении по компасу – и через заданное расстояние попадаешь в точку назначения.

Когда европейские мореплаватели стали осваивать Мировой океан и совершать дальние плавания, появилась необходимость определять свое местоположение другим способом. Астрономия к тому моменту развилась достаточно для того, чтобы знать, что Земля – это шар, вращающийся вокруг своей оси. Местоположение корабля на шаре определяется широтой и долготой. Технически широту определить несложно: это расстояние до экватора, которое не меняется из-за вращения Земли. Широту рассчитывали по высоте солнца над горизонтом в полдень или по высоте Полярной звезды ночью. Долготу же рассчитать таким образом невозможно, так как Земля вращается и нет никакой особенной («нулевой») долготы.

Проблема определения долготы в открытом море столетиями стояла нерешенной. Уже в конце XVI века испанский король назначил огромное вознаграждение за разработку действенного метода расчета долготы. Достаточно быстро свои вознаграждения назначили и другие морские страны – Португалия, Венеция, Голландия, Великобритания и Франция. Великие умы брались за эту задачу. Поначалу задачу долготы пытались решить астрономическими методами, по аналогии с задачей широты. Галилей, например, придумал определять долготу по времени затмения спутников Юпитера! Не стоит и говорить, что для судовой практики подобный метод оказался совершенно бесполезным.

Второй путь решения задачи долготы, который со временем и сработал, заключался в создании точных часов. Синхронизация судовых часов со временем в порту выхода позволяет сравнивать полдень в точке нахождения корабля (когда Солнце в зените) и полдень в исходной точке. Это однозначно пересчитывается в долготу. Мы все сталкиваемся с этим эффектом, когда перелетаем в другой часовой пояс: чем больше расстояние по долготе от точки вылета, тем больше отличается местное время.

Итак, потребовались судовые часы, определяющие время с точностью до минуты, не ломающиеся в качку и шторм, стабильно работающие при разных температурах. Создание таких часов стало непростой задачей и заняло несколько веков. Солнечные и водяные часы для этой цели не подходили. В море вообще некоторые обычные для суши вещи отказываются работать, например, обычные весы. Даже сейчас, в XXI веке, взвесить что-то на корабле в качку с большой точностью – сложно решаемая задача. Но вернемся к часам.

В XIII веке изобрели песочные часы, которые вполне можно использовать на судах, если не пропускать моменты