Автоматическая навигация

ВСЯКИЙ знает, как трудно найти дорогу в незнакомом городе. Как же моряки ориентируются в бескрайних просторах океана? Один компас вряд ли вам поможет, если вы не знаете, где находитесь по отношению к пункту назначения. Лишь в 1730-х годах появились секстант и морской хронометр, по которым можно было точно определить свое местонахождение и рассчитать курс по карте — но для этого требовалось часами проводить вычисления.

Сегодня люди во многих странах путешествуют с помощью довольно недорого прибора, связанного с глобальной системой местоопределения (GPS). Вам нужно всего лишь ввести координаты конечного пункта, и прибор точно обозначит на экране ваше местоположение, а также будет указывать вам путь. Как же работает эта система?

Ее навигационные приборы связаны примерно с 30 спутниками, каждый из которых передает сигналы, указывающие положение спутника, и рассчитывает время с точностью в несколько миллиардных долей секунды. Как только прибор установит связь с несколькими спутниками, он точно вычислит, как долго сигнал будет идти от спутника к приемному устройству. По этим данным определяется ваше место положения. Только представьте всю сложность таких расчетов! За несколько секунд измеряется расстояние до трех спутников, каждый из которых находится за тысячи километров и движется совсем в другом направлении со скоростью несколько километров в секунду.

Глобальная система местоопределения была изобретена профессорами Брэдфордом Паркинсоном и Айвеном Геттингом еще в начале 1960-х годов. Хотя прежде она предназначалась для военных целей, позже она стала использоваться более широко и нашла свое полное применение в 1996 году. Приемник GPS — чудо компьютерной техники. Но можно ли сказать, что это первое автоматическое средство навигации?

[Сведения об иллюстрации, страница 8]

Globe: Based on NASA photo

Патенты природы

«Аист в небесах — и тот знает назначенное ему время» (Иеремия 8:7).

ПРОРОК Иеремия упоминал об этих перелетных птицах еще более 2 500 лет тому назад. И по сей день людей удивляет способность животных и птиц мигрировать на большие расстояния. Лосось, например, проплывает тысячи километров в океане, а после возвращается в свой родной водоем. Известно, что кожистые черепахи тоже совершают невероятно сложные путешествия. Одна такая черепаха из Индонезии мигрировала за 20 000 километров к берегам американского штата Орегон. Потом эти животные нередко возвращаются в свои родные места для выведения потомства.

А как некоторые животные после миграции находят путь домой? Ведь это еще сложнее, чем мигрировать в дальние края! Например, исследователи переправили самолетом 18 альбатросов с маленького островка посреди Тихого океана в разные места за тысячи километров; каких-то выпустили у западного побережья, а каких-то — у восточного. В течение нескольких недель большинство птиц вернулись в родные места.

Голубей, находящихся под глубокой анестезией или в крутящемся барабане, увозили за 150 километров и более в незнакомые им места. Однако, сделав несколько кругов, голуби все же могли сориентироваться и вернуться точно туда, откуда их привезли. Поскольку голуби находят дорогу домой даже в матовых контактных линзах, ученые считают, что птицы могут вычислять свое местонахождение относительно родных мест с помощью природных факторов, которые предоставляют им важные навигационные сведения.

Бабочки-монархи, живущие на обширной территории Северной Америки, устремляются за более, чем тысячу километров на маленький участок земли в Мексике. И хотя они никогда там не были, они безошибочно находят дорогу, часто «приземляясь» на то самое дерево, где год назад зимовали их предки. Ученые до сих пор ломают голову над тем, как ориентируются эти бабочки.

Тогда как автоматические средства навигации полностью полагаются на данные спутников, многим животным, по-видимому, помогают и наблюдение за природными ориентирами и Солнцем, и магнитное поле Земли, и определенные запахи, и даже звуки. Биолог Джеймс Гулд пишет: «Животные, жизнь которых зависит от точной навигации, все в равной мере пользуются сложнейшими биологическими механизмами — и не одним. [...] Обычно в их арсенале много средств и выбирают они то, что в данном случае наиболее эффективно». Исследователи не перестают удивляться сложным методам навигации, которыми пользуются животные и птицы.