Геодезическая Дуга Струве

В январе 1823 года офицер корпуса военных топографов 23‑летний подпоручик Иосиф Иванович Ходзько с группой солдат топографической экспедиции осматривал и измерял Браславское озеро, затем Дрисвятское, Свирское, а после озеро Нарочь. Глубокий снег затруднял выполнение задания, но экспедиция продолжала вести свою работу, невзирая на погоду. За весну, лето и осень им предстояло провести измерения в Гродненской и Минской губерниях, чтобы собрать необходимый материал для создания подробных военно-топографических карт. Та экспедиция носила не столько военный, сколько научный характер и была началом самого масштабного географического проекта ХІХ века.

Иосиф Ходзько

Иосиф Ходзько

Карл Теннер

Карл Теннер

Уже после окончания войны 1812 года сотрудникам Военного министерства Российской империи стало ясно, что топографические карты во многом не соответствуют действительности. С 1815 года выдающийся ученый Василий Струве стал вести подготовку к проекту по глобальному измерению Земли, созданию карт и картографированию больших территорий в единой системе координат.

Определение размера и формы нашей планеты было одной из самых важных научных задач с древних времен. К ХІХ веку ученые считали, что Земля по форме — не шар, а эллипсоид, то есть к полюсам планеты меридианы сужены. Эта гипотеза вдохновила первого директора Пулковской обсерватории, члена Петербургской академии наук Василия Яковлевича Струве провести масштабное измерение Земли. Математический расчет этих измерений должен был стать прорывом в науке. Уже с 1816 года в приграничной полосе западной части европейской России начались большие топографические и астрономо-геодезические работы, которыми руководил соратник Струве, выдающийся геодезист, генерал от инфантерии Карл Иванович Теннер. Именно под его руководством для глобального измерения Земли и ее формы на территории современной Беларуси в 1823 году проводились геодезические работы, в которых непосредственно принимал участие наш соотечественник подпоручик Иосиф Иванович Ходзько.

Он родился в 1800 году в местечке Кривичи на Мядельщине в многодетной семье. Его отец — педагог и литератор Ян Ходзько — был известен как общественный и политический деятель. После получения домашнего образования Иосиф Ходзько учился в Виленской гимназии. Затем продолжил образование в Виленском университете на физико-математическом факультете, серьезно изучал астрономию и геодезию. В этом храме науки он подружился с Адамом Мицкевичем, вступил в тайное Общество филоматов и в скором времени оказался под надзором полиции. В 1821 году Иосиф Ходзько окончил университет и, чтобы избежать ареста и возможной ссылки, поступил на военную службу в Русскую императорскую армию, где получил чин прапорщика.

* * *

В экспедиции военные геодезисты в дремучих лесах прорубали узкие просеки — визирки, в непроходимых болотах прокладывали гати и производили измерения при помощи построения цепочки математических треугольников, закладывали долгосрочные геодезические пункты координат, используя их при создании географических и военных карт. Насколько точными были те работы, говорит такой факт: когда вечером 12 сентября один из солдат, поскользнувшись, дотронулся до последнего в базисной линии жезла, то последнее измерение в 160 сажень не было принято, и его повторили.

Василий Струве

Василий Струве

Для обозначения пунктов Дуги Струве применяли разные знаки: гранитные и изготовленные из песчаника кубы, простые камни и кирпичную кладку из красного кирпича. На всех пунктах сооружали геодезический знак в виде пирамиды. Как правило, салютом из пистолета и бутылкой шампанского праздновалось заложение каждого геодезического пункта Русско-Скандинавской дуги, как ее еще называли. В той экспедиции Ходзько работал до 1827 года. Так начиналась карьера военного геодезиста, географа и картографа, будущего ученого с мировым именем Иосифа Ивановича Ходзько — генерал-лейтенанта Генерального штаба Русской императорской армии.

Дугу создавали с 1816 по 1855 год. На севере крайней точкой был пункт Фугленес у Баренцева моря, неподалеку от норвежского города Хаммерфест. На юге Дуга Струве заканчивается у села Старо-Некрасовка Одесской области на побережье Черного моря. Протяженность этого уникального сооружения составила 2.820 километров.

Начинали с создания сети геодезических пунктов с точным определением их координат, широту и долготу заносили в специальный каталог. Разность широт давала длину дуги меридиана в градусах. Принцип геодезического метода измерения заключается в том, что длина дуги, измеренная в градусной мере, не равна длине дуги, измеренной в линейной мере, на различных участках меридиана. Для измерения проложили ряд триангуляций, в основе которых лежит принцип геометрии: если известна длина одной стороны треугольника и все его углы, то можно вычислить длину других его сторон. Для определения местоположения сотен опорных точек, часто удаленных одна от другой на 50 километров, достаточно было измерить лишь одно расстояние на поверхности — геодезический базис, длина которого может быть 10–20 километров. Такая технология измерений была единственно возможной и важной стадией в истории астрономии и геодезии.

Памятная монета

Памятная монета

Чтобы получить длину дуги меридиана в линейной мере, измерялись базисы, горизонтальные и вертикальные углы в цепочке треугольников. Вершина треугольника триангуляции обозначалась на местности деревянными или металлическими вышками высотой от 6 до 55 метров, а для их долговременной сохранности в грунт закапывали особые устройства: железные трубы или бетонные монолиты с вделанными в них металлическими марками. В процессе измерения было заложено 265 геодезических пунктов. Из них 31 — на территории Беларуси.

* * *

В конце работы Струве опубликовал книгу «Геодезическая дуга меридиана 25 градусов 20 минут восточной долготы между Дунаем и Ледовитым морем». С технической точки зрения Дуга Струве представляла собой выдающийся пример измерения длины, точности и технологии.

Однако в ХХ веке дуга утратила свое значение, а две мировые войны уничтожили почти все установленные знаки. В 1950–1960 годах велись поиски глобальной Дуги Струве, чтобы вернуть ее из забвения — но безрезультатно.

Только в ХХІ веке, в 2001 году, белорусское предприятие «Белаэрокосмогеодезия» провело масштабные поисково‑исследовательские работы по розыску и уточнению пунктов Дуги Струве. Взяв за основу и проанализировав цифры Иосифа Ходзько, Василия Струве и Карла Теннера, ученые определили и нашли один из утерянных геодезических пунктов неподалеку от деревни Кондраты Островецкого района. Приняв этот пункт за исходный и использовав измерения углов треугольника и базисы, ученые вычислили предварительные координаты всех пунктов дуги. После проведения раскопок в Беларуси было обнаружено 19 пунктов Дуги Струве. Все они были разные, но в каждом обнаружены осколки от бутылок шампанского — свидетельство соблюдения геодезистами традиций.

Дуга Струве. Лясковичи

Дуга Струве. Лясковичи

Памятный знак

Памятный знак

Сопоставив современные космические измерения с вычислениями и измерениями самого Струве, ученые пришли к невероятному выводу: данные, полученные по технологии ХІХ века, имели расхождение точек в пунктах Дуги Струве всего в 3,5 сантиметра при длине базисов более 12 километров. Далее при помощи глобальной системы позиционирования — GPS — была осуществлена связь сохранившихся пунктов дуги с государственной геодезической сетью Беларуси и определены координаты пунктов Дуги Струве в общеземной системе координат. Это измерение стало составной частью фундамента сегодняшних знаний о расстояниях освоенного пространства Земли и ближнего космоса.

* * *

15 июля 2005 года 29‑я сессия Комитета всемирного наследия ЮНЕСКО признала геодезическую Дугу Струве достоянием всего человечества. Пять пунктов, находящихся в Беларуси, были включены в список Всемирного наследия ЮНЕСКО: геодезические пункты Лопаты и Тупишки в Гродненской области, Лясковичи, Чекуцк и Осовницы в Брестской области. Каждый из них увековечен памятным знаком, а в 2006 году Национальный банк Республики Беларусь выпустил памятную монету, посвященную геодезической Дуге Струве — уникальному памятнику науки.

Сергей Кирик

629 views

Обсуждение закрыто.