إن الملاحة البحرية تمثل أحد أقدم وأحدث المهارات في البشرية - وهي طريقة لإيجاد طريق المرء عبر المحيطات التي لا تُسمَى بقراءة مواقع النجوم والكواكب والقمر والشمس، وقبل أن تدور السواتل حول الأرض، كان البحارون يتطلعون إلى السماء لتحديد خط العرض، وتقدير طول العمر، ورسم الخطوط الآمنة عبر المياه المجهولة، وهذه الممارسة القديمة لا تتيح فقط التبادل الثقافي الكبير، بل تشكل أيضا.

منشأ الملاحة السيلستية

وقد عادت جذور الملاحة السماوية إلى آلاف السنين عبر ثقافات مختلفة، ويبدو أن الاستخدام المعروف لأقرب النجوم في الاتجاه في السجلات الأثرية للسن البرونزي، ولكن أول ملاحية متماسكة منهجية قد ظهرت بين البولينيزيين الذين كانوا يتنقلون عبر المحيط الهادئ باستخدام مسالك الكريستالات، وسحب المحيط، وأنماط تحليقية الطيور.

الهيئات الاحتفالية ودورها

النجوم والخلاصات

وكانت النجوم بمثابة نقاط مرجعية رئيسية للملاحة الليلية، فخلافاً للشمس أو القمر، تحتفظ معظم النجوم بمواقع ثابتة فيما بينها على نطاق الزمن البشري، مما يسمح للملاحين ببناء خرائط عقلية للسماء، وأكثرها شيوعاً هي بولاري، وهي المنطقة الشمالية من النجوم التي تسكن مباشرة فوق محور الأرض الشمالي، ولأن ارتفاعها فوق الأفق يضاهي المنطقة الشمالية من المحيط.

الشمس وطريقها اليومي

وقد تتوقف الملاحة النهارية على الشمس، إذ يمكن للبحار، بقياس الارتفاع الأقصى للشمس في الظهيرة المحلية بمسدس جنسي أو فلكي، أن يحدد خط العرض بدقة معقولة - وهو أسلوب يعرف باسم " الممر الأمريكي " أو " المشاهد المتناظرة " ، كما أن طول خط العرض الشمسي )بعد المسافة المتحركة شمالا أو جنوبا من خط الاستواء( يعوض فصليا موسما.

القمر والكوكب

وكان القمر بمثابة معونة ملاحية وكساعة سماوية، ولأن القمر يتحرك بسرعة ضد النجوم الخلفية، فإن موقعه بالنسبة للشمس أو النجم المشرق يمكن استخدامه لحساب أسلوب " مسافة اللون " ، الذي يوفر أيضاً رسماً زمنياً إضافياً، لا سيما في ضوء الشمس، وهو الأسلوب الذي يتيحه رسم الخرائط البحرية الموثوقة، وإن كان مكثفاً من الناحية الرياضية، كان أكثر الطرق عملية لتحديد طولها قبل أن تصبح أجهزة القياس البحري غير متاحة.

الأدوات الأساسية للملاحة السيلية

ولترجمة ملاحظات السماء إلى موقف على خريطة، يحتاج البحارة إلى أدوات قادرة على قياس الزوايا بدقة متزايدة، وقد واكب تطور هذه الأدوات تزايد الطلب على الاستكشاف العالمي.

"السترولابي"

وقد سمح الرسول الفلكي، الذي اخترعه علماء فلكيونيون قديمون، ثم استكمله علماء إسلاميون، للمستعملين بقياس ارتفاع هيئة سماوية فوق الأفق، وقد استخدم الرسوبيات البحرية، وهي أبسط وأبسط من نظرائهم الفلكيين، على متن السفن من القرن الثاني عشر إلى القرن الثامن عشر، وفي حين كانت مفيدة، فإن دقة هذه الأجهزة محدودة بسبب أخطاء السفينة، التي كثيرا ما تنجم عنها مئات الأميال.

الصليب - الزعنف والباكستاف

وكان مجموع الموظفين )أو موظفي جاكوب( يتألف من قضيب طويل مع تشابك متصاعد؛ وشاهد الملاح النجم في نهاية واحدة، وأفق في الآخر، ثم تلا الزاوية من الوسم على القضبان، وكان غير مكلف ولكنه كان مطلوباً النظر مباشرة إلى الشمس، ويخاطر بضرر العين، وحلت هذه الآلات في نهاية المطاف، التي اختلفت في القرن السادس عشر، محللة واحدة.

"المتفرقين"

والملاحة الجنسية التي طورها بصورة مستقلة جون هادلي في إنكلترا وتوماس غودفري في أمريكا حوالي الساعة 30/17، والملاحة السماوية الثورية، وباستخدام نظام مرايا، يمكن أن تقيس الزوايا بين جسمين (مثل النجم والأفق) بدقة دقيقة واحدة أو أفضل، وقد أدى تصميمها المدمج ومقاومتها للحركة إلى جعلها الأداة المعيارية لأكثر من قرنين.

الكرونوميتر

إن قياس طول الخط يتطلب معرفة الوقت الذي يستغرقه في ممر مرجعي - عادة غرينيتش، وقد تكون الساعة التي يمكن أن تحافظ على وقت دقيق على متن سفينة، رغم التغيرات في درجة الحرارة، والرطوبة، والحركة المستمرة، تمثل تحديا هنديا، وقد أدى مقياس جون هاريسون البحري، الذي اكتمل في عام ١٧٦١ بعد عقود من العمل، إلى حل هذه المشكلة وكسبته جائزة طول خط العرض.

Almanacs and Tables

ولم يعمل أي جهاز بمفرده، فقد اعتمد الملاحون على الطلاءات المطبوعة التي أدرجت المواقع اليومية للشمس والقمر والكواكب والنجوم المختارة، وكذلك جداول خفض البصر التي حولت الارتفاعات الملحوظة إلى خطوط مواقعهم، وقد قدمت البريطانيون Nautical Almanac، الذين صدرت أسماؤهم في عام 1767، هذه البيانات الحيوية وتواصل نشرهم اليوم بأشكال مستكملة.

التقنيات والرياضيات في الملاحة السيلية

وتشمل العملية الأساسية للملاحة السماوية تقليل المراقبة الجنسية إلى خط من المواقف على خريطة، وفي حين أن الترايجونوميا المتقطعة الأساسية معقدة، فإن الإجراء العملي يتبع تسلسلا قابلا للتكرار.

الخطوات في تخفيض البصر النموذجي

  1. Select the celestial body.] The navigator chooses a star, planet, or the Sun that is well above the horizon and at a suitable angle for measurement.
  2. Measure the altitude.] Using a sextant, the navigator aligns the horizon with the celestial body via mirrors, records the angle, and notes the exact time from the chronometer (corrected to GMT).
  3. Correct for errors.] Raw sextant readings must be adjusted for index error, dip (height of eye above horizon), atmospheric refraction, and semi-diameter (for the Sun or Moon). These corrections come from tables and the sextant’s calibration.
  4. Compute the theoretical position.] Using the almanac for the body’s Greenwich Hour Angle and declination, and assuming a “dead reckoning” position, the navigator calculates the expected altitude and azimuth that should] have measured.
  5. Compare observed and computed altitudes.] The difference (intercept) indicates how far the vessel lies toward or away from the celestial body. Plotting this intercept from the assumed position yields a line of position (LOP).
  6. Obtain a fix.] Two or more LOPs from different bodies or times intersect to give a navigational fix. A noon sight of the Sun provides latitude directly, while a morning and afternoon Sun observation can produce a running fix.

Lunar Distance Method

وقبل أن يُعتمد على المسافات، فإن طريقة المسافة المتحركة تتيح وسيلة لتحديد مدى طولها، وقد قيّم الملاح الفصل العازل بين القمر ونجمة مختارة، وقارنه بالفصل المتوقع في الطلاء بالنسبة لزمن غرينيتش، وقد أعطى الفرق الوقت في غرينيتش، الذي يمكن أن يقترن بالوقت المحلي (من منظور الجنس في الشمس) لإيجاد طول طويل، ولكن الطريقة المطلوبة كانت شاقة.

الأصوات التاريخية التي تُستخدم من قبل النجوم

وقد مك َّنت الملاحة السيلانية مباشرة من بلوغ العصر الكبير للاكتشاف ومن التوسع اللاحق في الإمبراطوريات الأوروبية، ولكن تأثيرها كان عالميا، ففي المحيط الهادئ، اجتازت المحافير البولينزية طرقا نجمية فقط، وأنماط موجة، وتشكيلات غيوم مستعمرة من هاواي إلى نيوزيلندا على مسافات هائلة - وهي نسيج لا يزال يلوح، وقد اجتيرت معارفها على مسارات نجمية معروفة شفويا " بصور " .

وفي القرنين الخامس عشر والسادس عشر، اعتمد المستكشفون الأوروبيون على تقنيات سماوية أكثر دقة. كريستوفر كولومبوس استخدموا في الوقت نفسه نظاماً جديداً للارتعاشات ومعالجات النجوم من حين لآخر لعبور المحيط الأطلسي، على الرغم من أن تقديرات خط العرض التي كان يُقدمها كثيراً. ]

وفي وقت لاحق، قام الكابتن ويليام بليغ - بشع للتمرد على بونتي - بفتح قارب صغير مفتوح يمتد 600 3 ميل بحري لتيمور باستخدام محرك جنسي فقط، وساعة جيب، ومعرفة عميقة بأنماط المهارة التي تنطوي على النجوم.

التحديات والحدود

وعلى الرغم من أن الملاحة السماوية لم تكن أبداً غير مضمونة، فقد تحرم السماء المغمورة البحارة من المشاهد لأيام أو أسابيع، مما يرغم على الاعتماد على الارتداد المميت وزيادة عدم اليقين، فضرورة الأفق الواضح تعني أن البحار الخشنة تجعل من الصعب أحياناً رصد الأميال الجنسية، بل إن الخطأ البشري الواضح في قراءة الصك، أو تسجيل الوقت، أو أداء المخططات يمكن أن يؤدي إلى أخطاء كبيرة.

ولا يزال تحديد خط الطول هو أكثر المشاكل عنادا حتى اختراع الكرونومتر، فقد فقدت سفن كثيرة لأنها أساءت الحكم على موقعها الشرقي الغربي، حيث كانت تدار على السواحل التي يعتقد أنها بعيدة جدا، وكانت كارثة سيلي البحرية لعام 1707، التي غرقت فيها أربع سفن حربية بريطانية بسبب خطأ ملاح، تحفز الحكومة البريطانية على إنشاء قانون طويل يقدم جائزة لحل عملي.

The Decline and Modern Revival of Celestial Navigation

وقد أصبح ظهور النظام العالمي لتحديد المواقع بواسطة السواتل في أواخر القرن العشرين قد أصبح الملاحة الإسمية عتيقة في معظم الأغراض العملية، حيث أن السفن الحديثة تحمل أجهزة استقبال للشبكة العالمية لتحديد المواقع توفر الدقة الفورية وعلى مستوى سنتيمتر في أي مكان على الأرض، ومع ذلك فإن الملاحة السمية لم تختفي، وهي لا تزال مهارة مطلوبة في كثير من الأكاديميات البحرية، وتدرس كأسلوب احتياطي عندما تفشل النظم الالكترونية في الازدحام

وفيما وراء الأرض، تُسترشد أساليب الملاحة السماوية في توجيه المركبات الفضائية: فالأجهزة التي تتبع النجوم على متن السواتل والمسجونات المشتركة بين الكواكب تستخدم نفس المبدأ المتمثل في مطابقة النجوم الملاحظه على الفهرس الداخلي لتحديد الموقف، كما أن الرياضيات الخاصة بخفض البصر تستند أيضا إلى نظم الملاحة السماوية المستخدمة في بعض الطائرات البعيدة المدى.

For anyone interested in learning, modern resources abound. The U.S. Coast Guard] offers coursework in celestial Sea, and the online Nautical Almanac provides free data. Books such as

خاتمة

إن الملاحة البحرية هي أكثر بكثير من حاشية تاريخية، وهي تمثل حلقة من المعالم البشرية لحل المشاكل، ودمج علم الفلك، والرياضيات، والحركة البحرية في ممارسة توسع حرفيا حدود العالم المعروف، وتظل النجوم التي توجه البولينيزيين عبر المحيط الهادئ، والمستكشفين الأوروبيين إلى القارات الجديدة، والبحارة الحديثين في أمان، بينما توفر الشبكة العالمية لتحديد المواقع الآن أدوات للإثراء الفوري، وهي القدرة على قراءة