Современная астрономия, одна из фундаментальных наук о природе, неразрывно связана с математикой, механикой и физикой. В этом легко может убедиться каждый, кто хотя бы заглянет в книги по небесной механике, теоретической астрофизике, космологии. Формулы, формулы, формулы… Они необходимы для предвычисления затмений и появлений комет; они нужны для проникновения в сущность процессов, благодаря которым светят звезды; без них невозможно, оставаясь в рамках строгой науки, проанализировать прошлое и будущее Вселенной.

Не исключено, что кто-нибудь из наших сегодняшних читателей — любителей астрономии, заинтересовавшись астрономией всерьез, пожелает углубиться в математические премудрости науки о мега-мире. В наше время каждый понимает, что современное естествознание (и в первую очередь астрономию!) невозможно представить без математического аппарата, быстродействующих ЭВМ и т. д. Но нельзя, чтобы за формулами потерялась красота окружающего нас мира! Напротив, формулы должны помочь человеку ощутить глубину и величие гармонии мироздания и свое место во Вселенной.

Один из крупнейших ученых и мыслителей XX века, Владимир Иванович Вернадский, 120-летие со дня рождения которого отмечается в нынешнем году, был убежден в том, что натуралистам не следует «мириться с приматом математических, астрономических и физико-химических наук», если только в них будет делаться попытка свести человечество «на положение ничтожной подробности в космосе»…

Хочется, чтобы к формулам вас привели звезды, причем не звезды «вообще», а те, которые вы научитесь отыскивать на небе, будете знать «в лицо». И пусть они приведут вас к формулам тогда, когда вам будет уже мало просто видеть звезды, когда созерцание их породит в вас «силу великую знания жгучего».

Астрономия всегда была и остается наукой наблюдательной. Наблюдения — это главное в деятельности астрономов-любителей. Но как составить программу наблюдений? На каких звездах и созвездиях сосредоточить внимание?

«Школьным астрономическим календарем», издаваемым на каждый учебный год издательством «Просвещение», или переменной частью издаваемого на каждый год «Астрономического календаря ВАГО», выпускаемого издательством «Наука»).
Итак, вооружимся подвижной картой звездного неба, которую вы сами подготовили к работе или приобрели в готовом виде (подвижная карта звездного неба А. Д. Марленского), и, пользуясь ею, решим несколько задач.

С помощью подвижной карты звездного неба задачи такого рода решаются совсем просто. Нужно, вращая накладной круг подвижной карты, совместить дату наблюдения (скажем, 15 мая или 15 июня) с выбранным вами временем наблюдения (например, 23 часа). Сделав это, вы увидите в вырезе накладного круга те созвездия, которые будут находиться над горизонтом. В 23 часа 15 мая в южной стороне неба проходят через меридиан (кульминируют) звезды Волопаса (Арктур уже находится западнее меридиана), еще раньше произошла кульминация звезд Девы (Спика расположена западнее и ниже, чем Арктур). Пока еще довольно высоко на юго-западе виден Лев с Ре-гулом. Близнецы и Возничий приблизились к северозападной части горизонта. А на востоке уже отчетливо виден «летне-осенний треугольник» (Денеб — Вега — Альтаир), образованный самыми яркими звездами Лебедя, Лиры и Орла. Выше Лиры — «голова» Дракона, правее — Геркулес, и Северная Корона, под которыми видны Змееносец и Змея. Большая Медведица высоко над горизонтом, западнее небесного меридиана. Кроме двух, уже названных зодиакальных созвездий (Лев и Дева), над горизонтом находится (причем вблизи меридиана! созвездие Весов.

На условия видимости зодиакальных созвездий всегда следует обращать особое внимание, потому что если планеты видны, то они видны именно в этих созвездиях.
Пройдет месяц, и вид звездного неба несколько изменится. В это же время суток (23 часа) 15 июня мы увидим, что созвездие Льва совсем приблизилось к горизонту в его западной части, а низко над южной и юго-восточной частью горизонта показались звезды таких зодиакальных созвездий, как Скорпион, Стрелец, Козерог. Геркулес и Змееносец видны вблизи меридиана (а это, как известно, и есть наиболее благоприятные условия для наблюдения). «Летне-осенний» треугольник выше, чем месяц назад. Звезды Волопаса склоняются к западу, а на востоке уже поднимаются звезды Пегаса и Андромеды. Большая Медведица видна на северо-западе, Кассиопея — на северо-востоке. На севере низко над горизонтом расположилась самая яркая звезда Возничего — Капелла.

Информацию, которую можно получить, рассматривая звездную карту, дополним данными, содержащимися в астрономическом календаре. Воспользуемся, например, ставшим весьма популярным и издающимся большим тиражом «Школьным астрономическим календарем» («ШАК») на 1982/83 учебный год.

Итак, даже без накладного круга карта позволила вам получить немало полезных сведений. Возможности ее расширятся, когда вы воспользуетесь картой в полном комплекте, то есть с обоими кругами. Мы уже их использовали, знакомясь с видом звездного неба в заданный момент времени. Но можно решить и некоторые другие задачи.
1. Можно выяснить, какие созвездия в данной местности незаходящие. Очевидно, для этого достаточно посмотреть, какие созвездия при вращении накладного круга всегда остаются в вырезе карты. Определите, какие созвездия никогда не заходят за горизонт той местности, где вы живете.

2. Можно примерно определить время восхода, верхней кульминации и захода любой звезды. Для этого достаточно последовательно установить изображение выбранной звезды сначала на восточную часть линии горизонта (стороны света определяйте по Полярной звезде!), потом на небесный меридиан (прямая линия на накладном круге) и, наконец, на западную часть линии горизонта, причем каждый раз против даты наблюдений нужно отсчитывать значение момента местного времени.

3. Аналогичным образом можно определить время восхода, кульминации и захода любой планеты и Луны (по взятым из справочника экваториальным координатам). Еще проще эта задача решается для Солнца (ибо здесь и справочник не нужен). А определив по карте время восхода и захода Солнца, вы тотчас же вычислите продолжительность дня и ночи для выбранной вами даты.

4. Можно оценить горизонтальные координаты светила (то есть узнать его высоту л и азимут А) по известным экваториальным координатам (а и б). Совсем просто эта задача решается, если нужно определить в данный момент времени координаты какой-нибудь из нанесенных на карту звезд. Например, вы захотели ‘узнать горизонтальные координаты Спики 30 мая в 22 часа. Прежде всего устанавливаем подвижную карту на эти дату и время. Затем находим интересующую нас звезду — а Девы. На линии, начерченной на накладном круге и изображающей небесный меридиан, проставлены деления высот (от 0° до 90°). Очевидно, высота Спики в выбранный момент около 28° (то есть п ж 28°). Вдоль выреза накладного круга нанесены значения азимутов (от 0° до 360°). По ним определяем, что азимут Спики примерно 17° (то есть А 17°). Точно так же решается задача, если интересующее нас светило — Солнце. В этом случае можно проследить, как в течение года изменяется полуденная высота Солнца и азимуты мест восхода и захода нашего дневного светила. Если интересующее нас светило — Луна или какая-нибудь планета, то для определения п и А нужно сначала по взятым из справочника а и б нанести на карту точку, соответствующую положению светила на небе в данный момент, а потом проделать с этой точкой все те манипуляции, которые мы только что проделали со звездой а Девы.

Проверить, насколько хорошо вы научились работать с подвижной картой звездного неба, вы можете, решив следующие задачи:
1. Видно ли созвездие Малого Пса в вашей местности 15 июня в 21 час?
2. Когда восходит Капелла в вашей местности 25 июня?
3. Сколько звезд ярче 2-й звездной величины не заходят за горизонт в вашей местности?
4. Какое созвездие будет вблизи зенита в вашей местности 20 мая в 23 часа?
5. Вы приступаете к наблюдениям звездного неба 30 мая в 22 часа. Какие созвездия в этот момент восходят, какие находятся вблизи меридиана, а какие заходят?
6. В каком созвездии сегодня расположено Солнце и какое созвездие кульминирует над точкой юга в полночь?
7. С помощью подвижной карты звездного неба оцените ^продолжительность дня и ночи сегодня.
8. Какова полуденная высота Солнца сегодня? А какой она будет в вашей местности в дни равноденствий и солнцестояний?
9. Определите горизонтальные координаты Арктура 18 мая в 21 час.