ASTRONOMICKA II - aneb Cimrman trosecnikem Mystery Cache

ASTRONOMICKÁ II – aneb Cimrman trosečníkem

Úvod

Tak vás opět vítám na našem večerním geokačerském gymnáziu. Tentokrát bych vás rád seznámil s nejnovějšími poznatky o životě Járy Cimrmana, potom si řekneme něco z historie navigace na moři a na konec si tradičně vypracujeme malý test.

Jára Cimrman a I. světová válka

O životě Járy Cimrmana již toho bylo napsáno mnoho. Ale přece jen jsou ještě určitá období v jeho životě zahalena tajemstvím. Jedno takové období se mi podařilo rekonstruovat bádáním v archivech německého Císařského loďstva, c. a k. rakousko-uherské armády a jabloneckého berního úřadu.

V prvních letech 20. století bylo i  J. C. jasné, že se schyluje k vážnému světovému konfliktu a proto usoudil, že by asi nebylo vhodné se v Evropě zdržovat. A tak začátkem roku 1914 přijal místo obchodního zástupce pro Indii a Indonésii u jedné jablonecké firmy vyrábějící korálky. Své úkoly plnil svědomitě a hodně při tom cestoval po mořích a Indickém oceánu. Při jedné takové plavbě začátkem února 1915 však měl namále. Loď šla zřejmě ke dnu a jen malá část posádky a cestujících se zachránila na záchranném člunu. Podmínky na člunu byly hrozné, jak dokládá útržek z jeho zápisníku, jehož kopii uvádím níže. Trosečníci byli po několika dnech zachráněni válečnou lodí, bohužel ale německou, a tak byl J. C. spolu s dalšími Rakušany a Němci  deportován na palubě křižníku do Evropy a musel jít bojovat za císaře pána. Vzhledem ke svým astronomickým a matematickým znalostem narukoval k dělostřelcům a bylo mu svěřeno velení baterie houfnic. Hned první bojové vystoupení na východní frontě však málem skončilo katastrofou. Nikdo mu totiž nevysvětlil, že v armádě se azimut měří od severu a nikoliv od jihu jako v astronomii, takže jeho baterie pálila místo do nepřátelských zákopů do vlastního týlu. Jenže v tu chvíli silný oddíl nepřátelské jízdy prolomil frontu a rychle postupoval do týlu rakouských vojsk, kde však byl zničující palbou Cimrmanových kanonýrů rozprášen. Navržené vyznamenání Signum laudis však J. C. již nepřevzal, protože padl do ruského zajetí. Zřejmě pak bojoval v řadách čsl. legií na Sibiři, kde je po něm na Altaji pojmenována jedna třítisícovka. Tam také jeho stopa končí. Pokud náhodou přežil a vrátil se do ČSR, tak již o sobě nedal vědět. Pochopil, že poklidná atmosféra skvělé epochy konce 19. a začátku 20. století zmizela v nenávratnu a že naše mladá republika bude potřebovat jiné, hlavně praktičtější lidi, než je on...
 

Z historie námořní navigace

"Gde Preboha Sme...?!". Tuto otázku (označme ji "GPS?!") si v mnoha jazycích kladly, kladou a budou klást celé generace poutníků, vojáků, turistů, houbařů, geokačeru a dalších a dalších zbloudilých. Nezapomeňme ale na námořníky. Hlavně jim asi nejvíc vděčíme za vynalezení a zdokonalování navigačních metod. 

Už kolem roku 1000 připlul Viking Lejf Eriksson na pobřeží Grónska a Kanady, v r. 1492 Kryštof Kolumbus na Kubu a Haiti, Vasco da Gama obeplul Afriku a doplul do Indie (1498), o něco později Amerigo Vespucci do Jižní Ameriky (jako první pochopil, že ta pevnina není Asie, ale samostatný světadíl, nazývaný pak na jeho počest Amerikou) a konečně v r. 1522 Magalhaesova výprava obeplula Zemi kolem Jižní Ameriky a mezi ostrovy Filipín a Indonésie a kolem Jižní Afriky se vrátila zpět do Evropy.

Základní pomůcky pro námořní navigaci

Jakubova hůl. Vynalezena ve středověku a na moři používána od poloviny 14. století. Příčku bylo možné na tyči podle potřeby posunovat a na stupnici tyče se odečítal přímo úhel ve stupních. Přesnost necelý 1° (asi 110 km) byla obdivuhodná, záleželo ovšem na kymácení lodi, střízlivosti pozorovatele atd.

Astroláb. Pochází z antiky, převzali ho Arabové a na mořích používán od konce 15. stol. až po celé 17. století. Také jím se měřila výška Slunce nebo jasných hvězd nad obzorem.

Sextant. Zdokonalený kvadrant (1/6 kruhu), opatřený soustavou dvou zrcátek a malým dalekohledem. Vynalezen v roce 1731 a používá se dodnes. Výšku Slunce nad obzorem (pro stanovení zeměpisné šířky) jím lze měřit s přesností 1 úhlové minuty (odpovídá asi 1,85 km).

Olovnice. Koule zavěšená na šňůře, na které byly ve vzdálenosti 1 sáhu ( = 2 yardy = asi 183 cm) uvázány uzly. Měřila se jí hloubka a odebíraly se jí vzorky sedimentů mořského dna (v kouli byl důlek vyplněný lojem, kde se částečky dna zachytily). Už po r. 1400 byla rozšířená příručka popisující mořské dno (charakter a barvu sedimentů i soupis naměřených hloubek) např. na celé cestě z Gibraltaru do Anglie, která velmi usnadňovala příbřežní navigaci hlavně za snížené viditelnosti. Na lodích se používaly olovnice v délce 25 a 100 sáhů. Na šňůře byly připevněny plátěné a kožené značky označující hloubku 2, 3, 5, 7, 10, (13), 15, 17, 20 sáhů (fathoms).

Mapy. Nejstarší zachovaná mapa pochází z roku 1275. Zobrazuje poměrně přesně pobřeží Černého a Středozemního moře a dále atlantické pobřeží Evropy až po jižní Anglii.

Kompas. Vynalezen v Číně v 7. – 8. stol. Původně stéblo propíchnuté zmagnetizovanou jehlou plovoucí v misce vody. Na začátku 14. stol. zdokonalen (magnetka opatřena růžicí, posazena na osu a toto umístěno do dřevěného nebo mosazného pouzdra) a používán na mořích i v Evropě. Neznalost nebo ignorování magnetické deklinace a hlavně jejích změn v čase vedly ke ztrátám tisíců lidských životů ještě zač. 18. stol. (Vědělo se o ní už v Kolumbově době. V ČR je v současnosti magnetická deklinace východní – v Aši asi 2,5° a v Ostravě už skoro 4° !). 

Log. Čtvrtkruhová dřevěná deska o poloměru asi 20 cm zatížená olovem a uvázaná na šňůře dlouhé asi 180 m, na níž byly v určité vzdálenosti (původně 8 sáhů = 14,62 m) uvázány uzly. Deska se hodila na zádi lodi do moře a od okamžiku jejího dopadu do vody se přesýpacími hodinami odměřilo 1/2 minuty. Počet uzlů na šňůře, které se za tu půlminutu odvinuly, udával rychlost lodi v mořských mílích za hodinu (např. 8 uzlů a 2 sáhy znamenalo rychlost 8 a 1/4 uzlu). Jednotkou rychlosti je tedy uzel a nikoliv uzel za hodinu! Tento "tachometr" původně udával rychlost větší asi o 5 % (stejně jako tachometry našich automobilů), takže vznikla určitá časová rezerva v odhadu času připlutí k pobřeží (lépe očekávat pevninu o pár dní dříve než na ní za tmy nebo mlhy ztroskotat nečekaně brzo...). Jedna mořská míle je nyní 1852 m, proto vzdálenosti mezi uzly jsou v současnosti 14,4018 m (47'  3") a čas se měří po dobu 28 s. Chyba měření rychlosti je nyní cca 0,2 %.

Přesýpací hodiny. Půlminutové pro měření rychlosti (viz log) a půlhodinové pro měření času na lodi (každou půlhodinu zazněl lodní zvon a podle tohoto časového znamení byl organizován život na lodi (směny, hlídky, jídlo...)

Chronometr. Velmi přesné hodiny byly sestrojeny až v r. 1762 a teprv od té doby bylo možné přesně stanovit i zeměpisnou délku. Bez něho to opravdu nešlo; i tak zkušený "mořský vlk", jako byl K. Kolumbus, se domníval, že už je v Japonsku – a přitom byl teprv na pobřeží Kuby. Přitom chyba v určení času pouhé 4 minuty znamená nepřesnost 1°, což je na rovníku 111 km!). Ale námořníci si dovedli pomoci. Na dálkových plavbách používali postup důvěrně známý všem kačerům pod názvem "halfbrutal": Napřed dopluli na potřebnou zeměpisnou šířku (tu odedávna uměli měřit docela přesně) a pak pluli po rovnoběžce, až dosáhli cíle.

A nesmíme zapomenout na Polárku. Odedávna se podle ní orientovaly celé generace mořeplavců. (Vlastně tak docela ne; před 4 000 lety se mořeplavci orientovali podle jedné jasné hvězdy v souhvězdí Draka (Thubana), kde se tenkrát působením precese nacházel severní pól.)

Ale jak najít keš?

Tak teď ten slíbený test. Kdo bude hotov, tak může odejít, ať stihne aspoň TTF. Všechny potřebné údaje jsou uvedeny na reprodukci listu, který se nám (ač značně poškozený) po J. C. zachoval a který vám zde reprodukuji. Kliknutím na obrázek otevřete týž dokument, ale zvětšený. Méně kontrastní (pro úsporu inkoustu/toneru v tiskárně) je zde).

Měl k dispozici nějaký úhloměr, kompas,  přesně jdoucí hodinky, logaritmické pravítko a hvězdářskou příručku. Mnoho dní bylo zataženo, až onoho úterý 16. února se v noci na chvilku na jihu vyjasnilo, takže jen taktak stačil aspoň jednu hvězdu zaměřit a získal tak po krátkém výpočtu odpověď na otázku "GPS?!". 

Naším úkolem je z tohoto cenného dokumentu znovu stanovit polohu záchranného člunu v okamžiku měření, kde φ je zeměpisná šířka (kladné číslo na sever a záporné na jih), λ je zeměpisná délka (východní je v tomto příkladu kladná a západní záporná), α je rektascenze a δ deklinace té které hvězdy, h je výška hvězdy nad obzorem a A její azimut, měřený v astronomii od jihu (západ je pak 90° atd.). SČ je světový čas (GMT) a HČ hvězdný čas 1. ledna 1915 v 0 hodin SČ na nultém poledníku. φ i λ uvádějte ve stupních (obě hodnoty napřed zaokrouhlete na celé stupně) a počítejte:

K výpočtu použijte tyto vzorce:

A = λ + φ        B = λ – φ