บทความโดย : Capt. Nemo - กัปตัน นีโม

การเดินเรือดาราศาสตร์สมัยใหม่

ในช่วงศตวรรษที่ ๑๗ – ๑๘ การเดินเรือดาราศาสตร์ได้พัฒนาทั้งด้านเครื่องมือวัดและด้านวิธีการคำนวณจนนักเดินเรือสามารถหาที่เรือได้แม่นยำภายในระยะไม่กี่ไมล์ และได้กลายเป็นวิธีหลักสำหรับการเดินเรือในมหาสมุทรหรือทะเลเปิดไกลฝั่งในยุคนั้น แต่หลักการของการเดินเรือ ดาราศาสตร์ในศตวรรษที่ ๑๘ นั้น ไม่เหมือนกับการเดินเรือดาราศาสตร์ในปัจจุบันเสียทีเดียว กล่าวคือที่เรือในสมัยนั้นได้มาจากการหาละติจูดและลองจิจูดจากการวัดวัตถุท้องฟ้าโดยตรง โดยค่าละติจูดหาได้จากการวัดดาวเหนือ (ในซีกโลกเหนือ) หรือการวัดดวงอาทิตย์ขณะผ่านเมอริเดียน ส่วนค่าลองจิจูดหาได้จากวิธี LUNAR DISTANCE หรือการวัดดวงอาทิตย์เพื่อหาเวลาท้องถิ่น (LOCAL APPARENT TIME) แล้วคำนวณหาค่าลองจิจูดโดยใช้เวลามาตรฐานประกอบกับค่าละติจูดที่หาได้ก่อนหน้า

หลักการของเส้นตำบลที่ท้องฟ้า (CELESTIAL LINE OF POSITION) และวิธี ALTITUDE INTERCEPT ที่นักเดินเรือในปัจจุบันคุ้นเคย ยังไม่ได้ถูกคิดค้นในศตวรรษที่ ๑๘ ทั้งที่นักเดินเรือในสมัยนั้นใช้วิธีเดินเรือดาราศาสตร์เป็นวิธีหลักในการเดินเรือในทะเลห่างฝั่งมานับร้อยปี จนกระทั่งในปี ค.ศ.๑๘๓๗ (พ.ศ.๒๓๘๐ – ตรงกับสมัยพระบาทสมเด็จพระนั่งเกล้าเจ้าอยู่หัว ในช่วง รัตนโกสินทร์ตอนต้น) ธอมัส ซัมเนอร์ (THOMAS SUMNER) ชาวอังกฤษ ได้ค้นพบหลักการ เส้นตำบลที่ท้องฟ้าโดยบังเอิญขณะนำเรือเข้าช่องแคบ ST. GEORGE ระหว่างไอร์แลนด์กับเวลส์ อย่างไรก็ดี การค้นพบของซัมเนอร์ไม่ได้อาศัยเพียงโชคและจังหวะความบังเอิญเพียงอย่างเดียว แต่ต้องอาศัยความช่างสังเกตและความเป็นชาวเรือของซัมเนอร์เองด้วย ซึ่งการค้นพบของซัมเนอร์จัดได้ว่าเป็นพื้นฐานสำคัญของการเดินเรือดาราศาสตร์สมัยใหม่ในปัจจุบัน

ซัมเนอร์ออกเดินทางจากชาร์ลสตัน (CHARLSTON, SOUTH CAROLINA) ในปลายเดือนพฤศจิกายน ค.ศ.๑๘๓๗ เพื่อเดินทางไปยังกรีนอค (GREENOCK, SCOTLAND) บนฝั่งตะวันตกของเกาะอังกฤษ เรือของซัมเนอร์ใช้เวลา ๒๒ วัน เดินทางมาถึงหน้าช่องแคบ ST. GEORGE ในกลางเดือนธันวาคม แต่สภาพอากาศปิดทำให้ซัมเนอร์ไม่สามารถหาที่เรือดาราศาสตร์ได้ ต้องอาศัยเพียงที่เรือรายงานมาหลายวัน ซัมเนอร์จึงรอให้สว่างก่อนจึงเริ่มเปลี่ยนเข็มไปทางตะวันออก เฉียงเหนือเพื่อเข้าช่องแคบ ซึ่งมีความกว้างประมาณ ๔๐ ไมล์ ในตอนเช้าของวันรุ่งขึ้นท้องฟ้าเริ่มเปิดพอให้ซัมเนอร์วัดดวงอาทิตย์เพื่อหาค่าลองจิจูดได้ แต่เขายังไม่มีค่าละติจูดสำหรับใช้ในการคำนวณหาเวลาท้องถิ่น ซัมเนอร์จึงประมาณค่าละติจูดจากที่เรือรายงาน โดยเขาทำการคำนวณ ๓ – ๔ ครั้งด้วยค่าละติจูดที่ต่างกันเพื่อหาค่าเฉลี่ย แต่ผลที่ได้ทำให้ซัมเนอร์ประหลาดใจเมื่อตำบลที่ที่ได้จากการคำนวณทั้งหมดเรียงกันเป็นเส้นตรงพอดี นอกจากนี้ซัมเนอร์ยังโชคดีที่เส้นตรงดังกล่าวลากเกือบผ่านกระโจมไฟ SMALL’S LIGHT ซึ่งอยู่ห่างออกไปทางตะวันออกเฉียงเหนือประมาณ ๒๐ – ๓๐ ไมล์ ซึ่ง ณ เวลานั้นซัมเนอร์เข้าใจสิ่งที่เขาได้ค้นพบนั้นเป็นเพียงความบังเอิญ แต่ด้วยความช่างสังเกตและไหวพริบทำให้ซัมเนอร์พบว่าเขาสามารถใช้เส้นนี้แทนเส้นตำบลที่ได้ ซึ่งที่เรือจะต้องอยู่ที่ใดที่หนึ่งบนเส้นนี้ และหากเขานำเรือไปทางตะวันออกเฉียงเหนือตามเส้นนี้ไปเรื่อยๆ ก็จะเห็นกระโจมไฟ SMALL’S LIGHT ในที่สุด และสมมุติฐานของซัมเนอร์ก็ได้รับการยืนยันเมื่อเรือของเขาผ่านกระโจมไฟ SMALL’S LIGHT จริง ซึ่งหากซัมเนอร์ไม่ทันฉุกคิดเรื่องเส้นตำบลที่ หรือเกิดซุ่มซ่ามนำเรือไปเกยหินเสียก่อน การพัฒนาการเดินเรือดาราศาสตร์ก็อาจต้องใช้เวลานานกว่านี้

ต่อมาซัมเนอร์ได้ศึกษาเหตุการณ์ที่ช่องแคบ ST.GEORGE เพิ่มเติม และพบว่าเส้นตำบลที่ ที่ได้นั้นไม่ใช่ความบังเอิญ นอกจากนั้นเส้นตำบลที่ดังกล่าวยังทำมุมตั้งฉากกับมุม AZIMUTH ของดวงอาทิตย์ และในปี ค.ศ.๑๘๔๓ ซัมเนอร์ได้ตีพิมพ์หนังสืออธิบายวิธีหาที่เรือด้วยการตัดกันของเส้นตำบลที่ดาราศาสตร์สองเส้นโดยเส้นตำบลที่เส้นแรกได้มาจากการวัดดาว ๑ ดวง แล้วคำนวณหาลองจิจูดจากค่าละติจูดที่ได้จากที่เรือรายงาน ๒ ครั้ง (เช่นเดียวกับที่ซัมเนอร์ทำที่ช่องแคบ ST.GEORGE) ส่วนเส้นตำบลที่ดาราศาสตร์อีกเส้นอาจได้มาจากการวัดดาวอีก ๑ ดวง หรือการวัดดาวดวงเดิมในเวลาต่อมา

อันที่จริงแล้ว เส้นตำบลที่ที่ซัมเนอร์ค้นพบไม่ได้เป็นเส้นตรง แต่เป็นส่วนโค้งของวงกลมที่มีรัศมีกว้างมาก เมื่อนำแค่ส่วนเล็กของส่วนโค้งดังกล่าวมาพล๊อตบนแผนที่จึงออกมาเกือบเป็นเส้นตรง ซึ่งไม่ว่าตำบลที่ใดบนเส้นนี้จะวัดมุมสูงของวัตถุท้องฟ้าได้เท่ากัน จึงเรียกวงกลมนี้ว่าวงสูงเท่า

การค้นพบของซัมเนอร์ถือได้ว่าเป็นพื้นฐานสำคัญของการเดินเรือดาราศาสตร์สมัยใหม่ และต่อมาชาวฝรั่งเศสชื่อ ADOLPHE-LAURENT-ANATOLE MARCQ DE BLONDE DE SAINT-HILAIRE ได้ศึกษาการค้นพบของซัมเนอร์และหลักการวงสูงเท่าเพิ่มเติม และพบว่ามุมสูงของวัตถุท้องฟ้าที่วัดได้สามารถใช้บอกรัศมีของวงสูงเท่าได้ กล่าวคือที่มุม ๙๐ องศา วงสูงเท่าจะมีรัศมีเป็นศูนย์ (ผู้ตรวจอยู่ใต้ดาวพอดี) และมุมที่ลดลงทุก ๑ ลิปดา จะเท่ากับรัศมีที่เพิ่มขึ้น ๑ ไมล์ และ SAINT-HILAIRE ได้อาศัยหลักการดังกล่าวในการคิดค้นวิธีการหาที่เรือดาราศาสตร์แบบ ALTITUDE INTERCEPT และได้ตีพิมพ์เป็นหนังสือในปี ค.ศ.๑๘๗๕ (พ.ศ.๒๔๑๘) หรือ ๓๘ ปี หลังจากการค้นพบของซัมเนอร์ วิธีการหาที่เรือดาราศาสตร์แบบ ALTITUDE INTERCEPT ของ SAINT-HILAIRE นับเป็นต้นแบบของวิธีที่ใช้ในปัจจุบัน และถือได้ว่าเป็นขั้นสูงสุดของการพัฒนาทฤษฎีการเดินเรือดาราศาสตร์ แต่สูตรการคำนวณที่ใช้ค่อนข้างยุ่งยากและซับซ้อน ต่อมาในช่วงต้นศตวรรษที่ ๒๐ OGURA ชาวญี่ปุ่น จึงได้ริเริ่มการใช้ตาราง SIGHT REDUCTION ซึ่งเป็นวิธีที่ใช้มาจนถึงปัจจุบัน

เข้าสู่ยุคแห่งการเดินเรืออิเล็กทรอนิกส์

วิธี ALTITUDE INTERCEPT ของ SAINT-HILAIRE ทำให้การเดินเรือดาราศาสตร์ได้พัฒนามาจนถึงขั้นสูงสุด และนักเดินเรือได้ใช้วิธีนี้เป็นหลักในการเดินเรือมานับร้อยปี ในยุคนี้การเดินเรือเริ่มเข้าสู่ยุคแห่งความเป็นศาสตร์มากขึ้น ทั้งในด้านของเครื่องมือและอุปกรณ์ เช่น เครื่องวัดดาว และนาฬิกาโครโนเมตร และในด้านความรู้ทางดาราศาสตร์ คณิตศาสตร์ และเทคนิคการคำนวณหาที่เรือ

ในช่วงปลายศตวรรษที่ ๑๙ ถึงต้นศตวรรษที่ ๒๐ การพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเน้นหนักไปทางการพัฒนาระบบขับเคลื่อนเรือมากกว่าการเดินเรือและการหาที่เรือ โดยการพัฒนาระบบขับเคลื่อนเรือเริ่มมาจากการนำเครื่องจักรไอน้ำที่ใช้เชื้อเพลิงถ่านหินมาใช้แทนใบเรือในช่วงกลางศตวรรษที่ ๑๙ ทำให้นักเดินเรือไม่ต้องพึ่งพากระแสลมและกระแสน้ำตามธรรมชาติอีกต่อไป (THOMAS NEWCOMEN และ JAMES WATT ได้ประดิษฐ์และพัฒนาเครื่องจักรไอน้ำในศตวรรษที่ ๑๘) จากนั้นระบบขับเคลื่อนเรือก็ได้ถูกพัฒนาเรื่อยมาจากเครื่องจักรไอน้ำ มาจนถึงเครื่องยนต์ดีเซลและเครื่องยนต์กังหันไอน้ำ

การเดินเรือดาราศาสตร์ได้พัฒนามาจนสามารถหาที่เรือได้ความแม่นยำภายในระยะไม่กี่ไมล์ แต่เมฆและสภาพอากาศปิดอาจทำให้นักเดินเรือไม่สามารถหาที่เรือในทะเลได้เป็นเวลานานหลายวัน อย่างไรก็ดีการใช้ที่เรือรายงานประกอบกับที่เรือดาราศาสตร์ยังคงเพียงพอในยุคของเรือใบซึ่งเรือมีความเร็วต่ำ ต่อมาการพัฒนาระบบขับเคลื่อนเรือส่งผลให้เรือมีความเร็วสูงขึ้นมาก และเรือเดินสมุทรได้กลายเป็นอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ที่ต้องการความแม่นยำและความปลอดภัยสูง ประกอบกับการพัฒนาระบบอิเล็กทรอนิกส์ในช่วงต้นศตวรรษที่ ๒๐ ทำให้การเดินเรือและระบบหาตำบลเรือที่ได้ผ่านวิวัฒนาการอีกขั้นหนึ่งเข้าสู่ยุคแห่งการเดินเรืออิเล็กทรอนิกส์ที่สามารถหาที่เรือได้อย่างแม่นยำในทุกสภาพอากาศ

:: หน้าที่ 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 ::