6. Как готовились к экспедиции ч1. Геодезия и отвага
Нашу научную экспедицию к берегам Перу мы оставили в том месте, где морской министр Франции, выделивший государственный бюджет на проект, пришел в ужас от кадровой политики ученых и сам занялся подбором персонала, выделением кредитов и денег, а также дипломатической перепиской с испанским двором. Луи Годену, как идеологу, оставалось лишь позаботиться о плане работ и инструментах.
Планирование работ
В чем заключалась задача экспедиции? Требовалось измерить длину дуги меридиана в 1 градус на экваторе и сравнить, на сколько она отличается от 1 градуса Парижского меридиана.
Аллегория к предварительному планированию. "Геометрия", Корнелис Корт, 1565 (https://www.rijksmuseum.nl/)
Планирование работ происходило в публичном пространстве кофеен и трактиров, широко обсуждалось в уже упомянутом нами Градо и в личной переписке всей ученой братии. Над чашками и бокалами разворачивались карты и шли ожесточенные споры.
Луи Годен, руководитель, ослепленный легким успехом, заявляет о том, что лучше измерить длину не 1 градуса меридиана (около 111 км), а целых четырех. Определенный смысл в этом действительно есть: чем большее расстояние мы измеряем, тем больше мы в безопасности от влияния случайных погрешностей. Но четыре градуса! Почти пять сотен километров в малоизученном высокогорье на которое и карт-то толком нет!
Напомню, что отправлялись в Перу (сейчас Эквадор). Другой конец мира. Красным помечена предлагаемая к измерению дуга.
На злобу дня в Академию пришло едкое письмо из России, где в самом вежливом тоне Жозеф Делилль, создатель Санкт-Петербургской обсерватории предложил коллеге не мелочиться и чего уж - измерить дугу меридиана до самой огненной Земли. Чтобы дважды не ходить. Напомню, что в Огненной земле настолько холодно, что водятся пингвины. Впрочем, Делилль имел право быть сколько угодно резким: Годен был его учеником.
Маленькая историческая справка
Жозеф Николя "Осип Николаевич" Делилль (отец российской астрономии) гравюра Конрада Вестрмайра, Википедия).
В 1735 году, о котором мы говорим, в России царствовала Анна Иоановна, племянница Петра I: Екатерина I уже умерла, а ее дочь Елизавета еще не захватила престол. Кстати, если вы окажетесь в Москве, сходите поглядеть на Царь-колокол. Когда Луи Годен готовил свою экспедицию, царь колокол отличали в Кремле в специально подготовленной яме. А в Академии Наук Петербурга за астрономию отвечал Жозеф Николя Делилль, приглашенный из Парижа еще Петром I.
Делилль совершенно легендарный дядька. Учился он у Джованни Кассини, итальянца, ставшего во главе первой обсерватории Парижа. Потом уехал в Россию основывать обсерваторию в Петербурге. Тогда она размещалась в здании Кунсткамеры. Он закупил приборы, написал план обучения молодых астрономов, организовал регулярные метеоизмерения, предложил основать службу времени. По предложению Делиля, при Академии наук был создан Географический департамент для руководства картографированием. Страна большая, карты на эту огромную территорию надо создавать, а существующие - обновлять. Более того, Делилль придумал коническую проекцию, как раз для нашей территории подходящую.
Про проекции хочу немного пояснить
Помните старую шутку?
Никто не сделал больше для величия России, чем проекция Меркатора.
Нельзя просто так взять и перенести шар (мы же еще про xvii век) на плоскость.
Цилиндрическая проекция Меркатора из https://gisgeography.com/cylindrical-projection/
Вот проекция Меркатора (она самая популярная сегодня среди проекций). Идея в том, что земной шар мы оборачиваем бумажным цилиндром, и в месте соприкосновения (на картинке это экватор) длина линии (например, дороги) на шаре будет равна длине линии на бумаге. И чем дальше от места касания - тем больше при переносе на бумагу будут искажены длины линий.
Россия, однако, далеко от экватора и вытянута с востока на запад. Получаются сплошные искажения. Поэтому Делилль придумал специальный подвид конической проекции.
Коническая проекция из "В.Н. Попов, С.И. Чекалин. Геодезия: Учебник для вузов.- М.: "Горная книга", 2007."
Тут земной шар оборачиваем конусом, а значит "соприкосновение" бумаги с шаром идет по параллели. Профит: меньше искажений на нашу территорию.
Почему Делилль молодец и проекциям шара на плоскость надо уделять такое большое внимание? Да потому что до конца ХХ века по картам измеряли расстояния и площади. И подготовка любого путешествия велась по картам. Не учел искажение - не заложил денег и провианта - погиб в пути.
Еще Делилль тоже пытался заниматься градусными измерениями - года через два после Годена. Он опубликовал «Атлас Грузии», составленный Вахушти Багратиони и утверждал, что благодаря картам Вахушти, степень географической изученности Грузии сравнялась с изученностью Франции. Это огромный комплимент, надо сказать. Увы, карьера Делилля в Петербурге завершилась бесславно. Он оказался замешан в шпионском скандале (то ли правда было за что, а то ли политическая борьба за место директора обсерватории) и вернулся в Париж к 1747 году. Зато в России весь XVIII век для измерения температуры использовали градусы Делилля.
Но вернемся к основному повествованию.
Как измерить длину дуги меридиана?
Что именно собирались делать ученые, когда доберутся до тайного города Кито, что в Перу? Помните, мы уже говорили об Эратосфене и градусных измерениях? Градусные измерения - это когда между двумя точками, расположенными на одном меридиане, измеряют расстояние и разность широт.
Про измерение расстояния: к 18 веку (и, кстати, до конца века двадцатого) для этой цели применялся метод триангуляции. Это способ наиболее точно измерить расстояние между точками, выстроив между ними цепочку стыкующихся треугольников. В треугольниках измерялись все углы и одна сторона (там, где это удобно). Далее треугольники решались.
Для тех, кто подзабыл геометрию: решить треугольник - значит найти в нем все углы и все стороны. В результате - вычислялось расстояние между северной и южной точкой дуги меридиана в линейной мере (милях, километрах, туазах, верстах и т.п.).
Схема триангуляции из журнала Лакондамина.
Кстати, вот исторический анекдот про измеряемую сторону треугольника (базис, как он называется в триангуляции).
Деллиль в России (и еще кое-то из его коллег в Швеции) считал, что удобно будет измерять базис по замерзшему льду реки или залива, поскольку он образует ровную, поверхность с идеальной видимостью. Очень крутая и новаторская по тем временам мысль. Увы, замерзающих заливов в Перу не было.
Тот план, который Годен изначально представил в Академии, касался измерений в горной долине между западной и восточной цепью Анд. Это казалось разумным: горные вершины послужат отличным ориентиром для наблюдений, а города Кито (на севере) и Куэнка (на юге), упомянутые на карте, должны иметь хоть какие-то подъездные дороги. Однако потом Годен увлекся идеей измерять не меридиан, а параллель, его коллеги вообще хотели держаться ближе к побережью, так что планирование миссии застопорилось и окончательный ответ на вопрос “а что именно мы там будем делать” не был дан до самого отплытия из Франции.
"Удобная для измерений" горная долина Кито.
В защиту такого подхода следует сказать, что предварительная подготовка работ велась по очень приблизительным картам, самой свежей из которых было лет двадцать. Последним французом, побывавшим в Перу был Амеде Франсуа Фрезье (торговец, инженер и шпион).
Картматериалы из "Описания путешествия" Фрезье, 1712 г.
Любопытно, что широко известен он совсем не разведдеятельностью, а клубничным десертом. Именно он привез чилийскую землянику в в королевскую оранжерею. И свое французское имя fraise, ананасная земляника, ее потомок, носит по его фамилии. В общем, планирование экспедиции, хотя и было занимательным, содержало слишком много белых пятен. Все станет понятно на местности. А пока следовало позаботиться об инструментах.
Поскольку мой рассказ будет иметь несколько ответвлений и справок, я соберу это все под тегом "геодезияиотвага". Но более ранние части истории про экваториальную экспедицию тут:
Кстати, подскажите пожалуйста, можно ли отредактировать теги в старых постах и их названия? Я нахожу такой пункт в справке, но не вижу у себя на экране.
Комментарии