История географических карт - Ллойд Арнольд Браун

31 июля 1787 г. мистер Рамсден наконец доставил заказчикам «этот любопытный инструмент» для измерения углов треугольника, и его немедленно установили в пункте наблюдений, оборудованном в хэмптонской богадельне. В Королевском обществе царило ликование. Рой описывал инструмент как «огромный теодолит, великолепно изготовленный, имеющий в особенности то преимущество, которого не имеют обычные теодолиты, что его меридианную трубу можно тонко настраивать посредством разворота на креплениях; то есть ее можно перевернуть вниз головой, точно так же, как это делают с пассажными инструментами в стационарных обсерваториях». В основе своей инструмент представлял собой градуированный латунный круг три фута в диаметре; он был снабжен множеством приспособлений для тонкой настройки подвижных частей и обещал наилучшую возможную точность наблюдений. Он был оборудован двумя ахроматическими зрительными трубами с фокусным расстоянием 36 дюймов, с двойными стеклами объектива и с апертурой 2,5 дюйма. Ось меридианной трубы была свободной, и к ней под углом в 45° (к лучу зрения) был прикреплен перфорированный «иллюминатор», который должен был во время ночных наблюдений отражать на волосяное перекрестье (филярный микрометр) свет небольшой лампы. В раму инструмента были вделаны фонари большего размера для освещения лимба – градуированного латунного круга. Инструмент вместе со всеми приспособлениями весил около 200 фунтов. Это было чудесное произведение рук человеческих и точный механизм, если таковые вообще могут существовать, однако насколько хорошо он способен работать в действительности, только еще предстояло узнать.

Надежды, возлагаемые на этот инструмент, взлетели чрезвычайно высоко. Рой и его ассистенты были уверены, что, работая с такими большими треугольниками, впервые смогут измерить даже их сферический избыток. Все топографы хорошо знали, что на сферической или сфероидальной поверхности сумма углов треугольника всегда превышает 180 градусов, причем размер избытка пропорционален длине сторон треугольника. Однако французы, скажем, работали с относительно маленькими треугольниками и сферический избыток их не поддавался измерению. В отношении сферического избытка Роя ожидало разочарование, так как, «несмотря на высокое качество нашего инструмента, – как он позже писал, – и наши старания в его как можно более тщательном использовании, нам часто не удавалось выявить сферический избыток, а иногда суммы даже оказывались слегка недостаточными». Он всячески экспериментировал с инструментом, например менял нулевую точку, чтобы попытаться добиться большей точности, но реальная форма Земли все еще вызывала серьезные сомнения, как и размер сферического избытка, который можно было ожидать при измерениях, так что в конце концов Рой решил, что измерять его – дело безнадежное, и отказался от этой мысли. Кроме того, на побережье ждали «французские джентльмены».

Триангуляцию через пролив следовало проводить ночью для большей точности, а поскольку вот-вот должны были начаться дожди, то было принято решение поторопиться с этой частью проекта, несмотря на то что на суше были установлены только десять первых наблюдательных станций от хэмптонской богадельни до Ротэм-Хилла. 23 сентября французская делегация под руководством Жака Доминика графа Кассини, Мешэна и ле Жандра прибыла в Дувр. За два дня непрерывных совещаний делегации все согласовали и обо всем договорились. Герцог Ричмондский, начальник артиллерии его величества, выделил астрономам артиллеристов, сигнальные ракеты и строительные леса для организации обмена сигналами между Гринвичской обсерваторией, Шутерс-Хиллом и Дуврским замком. Для сигнализации на обоих берегах пролива были приготовлены неподвижные белые фонари и «реверберные лампы» (мощные мигалки). Предполагалось измерить два главных треугольника между сигнальными башнями, воздвигнутыми на четырех наблюдательных пунктах – в Дуврском замке и Фэрлайт-Хэде на английской стороне, Кап-Блане и Монламбере на французской. Никогда еще географы не пытались измерять такие большие треугольники: от Фэрлайт-Дауна до Монламбера было 47 миль, до Кап-Блана – 48. Погода по большей части стояла пасмурная, но несколько ночей в Кале и Дувре все же выдались ясными, так что ученым удалось при помощи мощных белых фонарей и теодолита мистера Рамсдена засечь Кап-Блан и Монламбер, известный в народе как Буламбер, с большой точностью «и таким образом установить навсегда триангуляционную связь между двумя странами».

Контрольный базис на болотистых пустошах Ромни-Марша между Ракинджем и Хай-Нуком прокладывал и вымерял в октябре—декабре отряд под началом лейтенанта Королевской артиллерии Брайса; погода стояла скверная, и работа оказалась чрезвычайно тяжелой. Стеклянные стержни были оставлены, пользовались только стальной мерной цепью Рамсдена, так как при съемке на Хаунслоу-Хит выяснилось, что разница между двумя способами измерения на все 27 404,7 фута расстояния не превысила полдюйма и не должна была сказаться на дальнейших расчетах. Оправданность этого решения дополнительно подтвердилась, когда обнаружилось, что две базовые линии «взаимно измеряют одна другую с точностью до нескольких дюймов».

К двум базисам на английской стороне пролива со временем присоединились 45 огромных треугольников. Они были построены между меридианом Гринвичской обсерватории и Парижским меридианом, проведенным до Северного моря в окрестностях Дюнкерка. Завершенная съемка могла бы дать ученым окончательный ответ, если бы не несколько вызывавших сомнения факторов. Во-первых, возникла проблема перевода французского туаза в английскую лигу. Кроме того, определенное геодезически линейное расстояние между двумя меридианами нужно было перевести в градусы, минуты и секунды дуги. При этом ученые вновь столкнулись с необходимостью знать точный линейный размер градуса и форму Земли. В дополнение ко всему этому геодезические данные в некоторых отношениях не совпали с астрономическими. Рою особенно не понравилась разница во времени между двумя меридианами. Маскелайн уже публиковал прежде величину в 9 минут 30,5 секунды, полученную астрономическими методами. Однако по результатам тригонометрической съемки разница составила всего 9 минут 19 секунд. Рой возражал, что если бы разница во времени действительно была такой большой, как утверждал Маскелайн, то Земля должна была бы быть не сплюснутой у полюсов, а, наоборот, чрезвычайно вытянутой. Что же касается разницы по широте между двумя обсерваториями, то Маскелайн вообще выражал сомнения в том, что съемка сможет пролить свет на этот вопрос, «из-за того, что мы до сих пор пребываем в сомнении относительно истинной формы и размеров Земли…». Чтобы убедиться в этом, была проведена серия наблюдений, в которых измерялась высота Полярной звезды в крайних точках – восточной и западной; была специально подготовлена небольшая табличка точных моментов времени, когда это происходит. Рой даже одолжил для отслеживания звезды у Комиссии по долготе «премиальные часы» Джона Гаррисона. По исправленным таблицам Рой с помощниками определил разницу по широте[36] в 2 градуса 11 минут 35 секунд; позже Мадж изменил ее до 2 градусов 19 минут 51 секунды.

Несмотря на то что некоторые вопросы так и остались без ответа, совместная операция Гринвичской и Парижской обсерваторий серьезно повлияла на будущее картографии. Впервые на британской земле был осуществлен подобный проект, и триангуляция выявила множество ошибок даже на самых лучших картах Англии. Кроме того, Рой считал, что новые данные должны повлиять на все долготы большой карты Франции. От Страсбурга до Уэссана, например, должна была накопиться ошибка по времени в 17–20 секунд. Кроме того, Рой между делом высказал еще несколько предсказаний о будущем картографии. Он был уверен, что из-за проблемы земной рефракции, а также «дрожания или кипения в воздухе» в жаркую погоду в будущем общепринятым станет проведение съемки рано утром или, еще лучше, ночью. Он был также убежден, что при помощи нового теодолита, подобного сконструированному Джессом Рамсденом, можно определять разницу долготы по одним только угловым измерениям Полярной звезды и не оглядываться при этом на разницу во времени. Этот метод, в заключение говорит он, «можно назвать новым способом съемки»; его и следует придерживаться в будущем.