Астролябия – что собой представляет этот прибор, как сделать своими руками

Можно сразу понять назначение древнейшего астрономического приспособления, если обратить внимание на его современных потомков:

• подвижную карту звездного неба, знакомую каждому со школы,
• приспособления для преобразования прямого восхождения, склонения звезд,
• инструменты, способные измерять величину вертикальных углов.

Астролябия и ее назначение

Издревле людям стали требоваться устройства, помогающие ориентироваться в пространстве. Они были необходимы мореплавателям, путешественникам, священнослужителям, торговцам, чтобы возвращаться домой из дальних странствий, астрономам для изучения небесных светил, координат объектов.

Древние астрономы назвали астролябией прибор для измерения широты и долготы точки нахождения объектов, небесных светил. Он давал возможность определить высоту расположения звезд, Солнца над поверхностью планеты Земля, а также, благодаря полученным данным, рассчитать местоположение. В путешествиях такое изделие служило единственным ориентиром для определения координат, времени суток. Говоря кратко, астролябия стала одним из старейших средств измерения, придуманных людьми еще в античные времена.

В разные века она использовалась как:

• часы,
• дальномер,
• навигатор,
• счётная машина,
• справочник координат,
• атлас тригонометрических функций.

Видео обзор астролябии

Ей посвящались трактаты на разных языках мира, слагались стихи, рисовались картины. Такой астрономический инструмент был ценным подарком для царей, королей, султанов, аристократов.

История происхождения

Удивительно, что началом конструирования приспособления были времена геоцентрического видения картины, когда считалось, что все небесные объекты вращаются вокруг Земли. Но это не помешало ученым сконструировать для измерений модель такого точного прибора.

Основа названия астрономического инструмента слово «астра». Если перевести с греческого языка — «звезда». Вторая часть переводится, как «захват». У многих элементов арабские термины. Причина – длительная эволюция приспособления для измерений.

Родом из античности

Развитие астрономии вместе с другими науками тесно связано с историей Древней Греции. Считается, что почти за два века до начала нашей эры здесь пользовались прообразом изделия, созданного Гиппархом. Во втором веке схожий угломерный инструмент описан Клавдием Птолемеем. Им же изготовлено устройство, способное определять местонахождение звезд на небе.

Кто придумал

Обычно астролябии изготавливали из дерева, сплава меди с цинком. Неизвестно, кем изобретена астролябия из металла. Достоверно лишь то, что первый такой прибор существовал уже в IV веке. Сделан он, вероятнее всего, последним управителем знаменитой Александрийской библиотеки Теоном Александрийским.

Усовершенствование

Арабы быстро оценили все достоинства конструкции, расширили область применения астролябии. Ее стали использовать для математических вычислений, предсказаний астрологов. Западноевропейцы стали пользоваться прибором с XII века. Но пик его популярности пришелся на эпоху Возрождения, когда астрономические знания считались базой образования, а умение пользоваться астрономическим инструментом – престижным.

Художественное оформление превратило прибор в предмет коллекционирования при королевских дворах. Модели украшались инкрустацией из драгоценных камней, декорировались золотом и серебром. Указатели изготавливались как листья, причудливые завитки.

Стереографическая проекция – разворот сферы на плоскости

В основу работы астрономического устройства положена стереографическая проекция. Любой круглый объект небесной сферы при планисферном проецировании остается круглым на плоскости, причем величина углов сохраняется. Этот принцип изображения сферы на плоской поверхности – изобретение древнегреческого математика Аполлония Пергского.

Как устроена астролябия

С помощью прибора фиксируется разница показаний между горизонтом и направлением на небесный объект. С учетом местного времени, специальных таблиц определяется широта расположения точки. Древние изделия подвешивали вертикально с помощью кольца. Через алидаду, снабженную диоптрами, велось наблюдение за звездами, чья высота отсчитывалась по шкале. Позже прибор превратился стал геодезическим приспособлением для измерения величины углов горизонтальной плоскости, съемки планов местности.

Из каких деталей состоит

Астролябия Теона Александрийского, как все последующие модели, включала:

• каркас всей конструкции,
• диски – «тимпаны», содержащие отметки линий горизонта, меридианов, кругов равных высот и азимутов,
• систему небесных координат с полюсом мира, зодиакальным кругом с набором звезд, чье положение фиксировалось указателями,
• алидаду с визиром для наблюдения за звездами и небесными светилами,
• Скреплялась вся конструкция осью.
• Разные гравировки на шкалах позволяли вычислять положение небесных тел, разное на протяжении суток и всего года.
• Иногда модели комплектовались шкалами с дополнительной информацией.

На что похожа Астолябия

Конструкция похожа на «тарелку» с разными пазами, мелкими элементами, шестеренкой, градусной разметкой. В основе классической астролябии диск круглой формы с высоким бортом, кольцом для точной нивелировки. С внешней стороны на лимбе расположена шкала, оцифрованная в градусах, часах, минутах. Чаще астролябии изготавливали небольших размеров, чтобы удобно было, взяв в руки, использовать для навигации.

Где применялась

Функции прибора настолько разнообразны, что его вполне можно считать компьютером звездочетов. Еще в Х столетии ас-Суфи в трактате 386 глав описал почти 1000 вариантов области применения астролябии.

Возможно, арабский ученый несколько преувеличил возможности изделий, но с их помощью:

• велся пересчет координат,
• через визир определялся вектор направления,
• уточнялось время,
• строились гороскопы,
• измерялись глубины или высоты земных предметов,
• вычислялись тригонометрические функции.

Другие виды астролябий

Конструкции астрономических изделий изготавливались соответственно целям измерений.

Модели были:

• сферическими,
• челночнообразными,
• наблюдательными,
• линейными,
• морскими.

Мастера изготавливали также универсальные конструкции.

Как пользоваться

В формулировке определения, что такое астролябия, нет описания, как правильно проводятся измерения, потому что процесс не требует специальной сноровки.

• Вначале измеряется высота Солнца или одной из ярких звезд. На результат показывает линейка.
• Поворачивая сетку «паука», добивается совпадение эклиптических точек с изображением малого круга небесной сферы.
• При правильном использовании на лицевой поверхности появляется стереографическое изображение неба, позволяющее с помощью шкалы рассчитать координаты.

Где можно увидеть и приобрести старинный инструмент

Увидеть уникальные изделия можно в музеях, частных коллекциях, обсерваториях. История каждого из них удивительна. Сохранилась деревянная модель, изготовленная незадолго до свержения сефевидского правителя Солтана Хусейна I. Эрмитаж хранит такие уникальные устройства, как трофейная астролябия, привезенная после русско-турецкой войны XVIII — XIX века. Надписи на ней сделаны персидской и арабской вязью, числовые значения написаны не цифрами, а прописью.

Такой же инструмент — экспонат Лондонского музея, а модель XVI века — собственность Германии. Ее автор Иоганн Преториус украсил изделие гравюрами, деталями завораживающей красоты. Сегодня разные модели можно купить онлайн, через лавки сувениров, музеи, у ремесленников, на виртуальных аукционах.

Как сделать астролябию своими руками

Самостоятельно точное средство измерений сделать нелегко, потому что необходимы математические знания, навыки черчения и расчетов. Ведь достоверность результата зависит от точности заданных параметров.

Простейшую модель астролябии своими руками можно сделать из картона. Для изготовления надо запастись:

1. компасом,
2. транспортиром с дугой 7,5 см,
3. оргстеклом или куском многослойной фанеры,
4. латунной полоской шириной 2-3 см.

Процесс изготовления:

• Вначале изготовления астролябии нужно вырезать из фанеры диск диаметром 14-15 см для лимба (круговой шкалы). Разметкой будут два транспортира, приклеенных к поверхности круга.
• Затем подготовить к монтажу визирную планку из латунной полоски. Ее длина должна быть больше поперечника диска на 5-6 см. Ее концы, выступающие за края диска, следует изогнуть вверх под углом 90 градусов, пропилить в них отверстия.
• На горизонтальной части просверлить по две прорези пошире, через которые можно видеть показания круговой шкалы.
• Они должны быть расположены симметрично центру планки. Центр готовой визирной планки прикрепить к центру диска с помощью болта, шайбы, гайки.
• Она должна свободно вращаться в горизонтальной плоскости. На центр визира приклеить компас.
• Для измерений визирная планка направляется на Солнце, которое должно быть видно через прорези планки по бокам.
• Азимутом светила будет отношение разметки транспортира в градусах к указателю севера компаса.