Table of Contents
منشأ الملاحة السيلستية
وقد سعى البشر إلى إيجاد طريقهم لآلاف السنين، فالبحرية القديمة، فن تحديد الموقف عن طريق مراقبة الهيئات السماوية، هي أحد أقدم الملاحق العلمية للإنسانية، وقبل فترة طويلة من البوصلة أو المضاجعة، قرأ الملاحون القدامى النجوم كخريطة، وقد عادت تقنيات الملاحة السماوية المسجلة في أقرب وقت إلى منطقة فينيشيوس (البحر الأبيض المتوسط) التي تبحر في موقعها في ليلة النجم.
وقد قدم اليونانيون مساهمات كبيرة، واستخدمت شركة إراتوستينيز (276-194 BCE) التي تشهيرها قياسات الظل البسيطة لحساب ظروف الأرض بدقة ملحوظة، مما يدل على فهم مبكر لأية قياسات جغرافية مطبقة على الملاحة، كما طورت البحارة اليونانيون أول فهرس للنجم، وأطلقوا عليه قنابل الطير، ونوّهوا إلى نقاط الارتقاء في المحيط، حيث تتقنت السحابات البولينية الغارقة نظاماًاًاًاًاً
دور الشمس والنجوم
وبالإضافة إلى ذلك، فإن هناك جهازين سماويين يُستخدمان كمراجع أولية، حيث أن الشمس توفر خط العرض عند ظهرها فوق الأفق، حيث أن منطقة القطب الشمالي توفر طريقة أبسط في نصف الكرة الشمالي: فطولها فوق الأفق يتوافق مباشرة مع خط العرض الذي يُحدد على مدى فترة شغله، وهذا المبدأ الذي يُعتبر أن الزاوية بين الجسم السمعي وبين معرض الأفق توازي درجة حرارة وسطية.
صكوك الملاحة: من الاسترلابي إلى سكساتانت
وقد أدت الحاجة إلى تحديد أكثر دقة للمواقع إلى تطوير أدوات متخصصة، حيث وسع كل ابتكار نطاق المستكشفين وزاد من سلامة الرحلات، وزاد من صعوبة استخدام طحالب فلكية يونانية في حوالي ١٥٠ ديرا بحريا، وزاد من قدرة العلماء المسلمين على الصقل خلال فترة القرون الوسطى، وقاس ارتفاع النجوم أو الشمس فوق الأفق، غير أن استخدام ملح عاصفة على سطح البحر كان صعبا.
الصليب - الزعنف والباكستاف
وفي أوائل القرن السادس عشر، أصبح مجموع الموظفين )أو موظفي جاكوب( أداة موحدة، وأتاحت للبحارة قياس الزاوية بين الأفق وجسد سماوي باستخدام معبر منحدر منحدر، وفي حين أن أبسط من السلالة، فقد طلبت من المستخدم النظر مباشرة إلى الشمس، مما يسبب في كثير من الأحيان ضررا في العين، فقام جون ديفيس، المستكشف الانكليزي، بعرض مقياس الظل في عام ١٥٩٤.
"المتفرقين" و "الكرونوميتر"
وكان المثير الذي طوره جون هادلى في إنكلترا وتوماس غودفري في أمريكا حوالي الساعة ٣٠/١٧، هو اختراق، وباستخدام مرايا هاريس، يمكن قياس الزوايا حتى الساعة ٠٠/١٢ بدقة عالية، بغض النظر عن اقتراح السفينة، حيث حل محل المسافات الخلفية وأصبح الأداة الأساسية للملاحة السماوية، غير أن المشتغل بالجنس وحده لا يستطيع إلا أن يوفر خطوط العرض الطويلة.
عصر الاكتشاف وتربية الملاحية السيلية
ففي الفترة بين القرنين ١٥ و ١٧، أطلقت السلطات الأوروبية حملات لإعادة تشكيل العالم، ووفرت الملاحة السيلية الوسائل، وكريستوفر كولومبوس، رغم أنه قلل من شأن محيط الأرض، واستخدمت عمليات الاستجمام المميتة والمشاهدات السماوية، وأشار إلى أن طريقته في تقدير خط الطول، ولكن تقديرات خط الطول التي قدمها كانت غير دقيقة إلى حد بعيد في ماجيلا)١٥(.
وقد قادت البرتغاليون والإسبانيون الطريق لتوحيد التدريب في مجال الملاحة، وقام الأمير هنري برعاية المدارس التي علمت الملاحة الإسبانية، وصنع الخرائط، وتصميم السفن، وفي القرن السادس عشر، كان لدى كل دولة بحرية رئيسية كتيبات ومصنوعات أجهزة خاصة بها، وتنافست اللغة الهولندية والانكليزية والفرنسية على تحسين الدقة، غير أن مشكلة طول الخطى تسببت في فقدان الآلاف من السفن والحياة، وقد اعتمدت الحكومة البريطانية قانون الطول في عام 1714.
الانتقال إلى التسلسل
ومع تحول الاستكشاف من البحر إلى الأرض، ثبت أن الملاحة السماوية غير كافية لرسم الخرائط بدقة، فتحديد شكل القارات وحجمها بدقة يتطلب نهجا مختلفا: التثليث، ويستخدم التثليث قياسا لخط الأساس والزوايا لإنشاء شبكة من المثلثات، وبقيام مسافة خطية واحدة تتسم بدقة قصوى، يمكن للمساحين أن يوسعوا نطاق تلك الدقة على مئات الأميال عن طريق مراقبة الزوايا وحل المثلثات.
كيف يعمل الترايتنغ
فالتقارب واضح من الناحية المفاهيمية، إذ يقيس المسح خط أساس بين نقطتين (مثل النقطة ألف والنقطة باء). ومن كل نقطة نهاية، تقاس الزوايا إلى نقطة ثالثة (النقطة جيم) وباستخدام المثلثات (قانون الخطايا)، يمكن حساب المسافات من ألف إلى جيم إلى جيم، ويصبح نطاق خط أساس جديد لمزيد من المثلثات.
الدراسة الاستقصائية الثلاثية الأبعاد الكبرى للهند
وكان أكثر تطبيقات الترايغات طموحاً هو الدراسة الاستقصائية الثلاثية الأبعاد الكبرى للهند التي بدأت في عام 1802 تحت ويليام لامبتون واستمرت في ذلك جورج ايفرست، وعلى مدى عقود، قيست المساحات شبكة من المثلثات تمتد من الطرف الجنوبي للهند إلى الهمالايا، واستخدمت خطوط الأساس الضخمة - قياساً بسلاسل مصنوعة من الحديد المعالجة خصيصاً، والمصوبة لدرجات، ورموزا، التي لوحظت على الإطلاق.
الأرقام الرئيسية في تطوير التراينغ
ويلبرورد سنيليوس (سنيل)
وكثيرا ما يُدعى " سينيليوس " الهولندي ب " أب المثلثات الحديثة " ، وفي عام 1615، استخدم شبكة من المثلثات لقياس المسافة بين بلدتين هولنديتين، وتحديدا دقيقا لطول درجة من الطول، وطريقة استخدام سلسلة من المثلثات لتوسيع خط الأساس هي أساس المسح الجيوديسي، وقد أثبت عمل " سيليوس " أن التثلج يمكن أن يحقق قدرا أكبر بكثير من الدقة المباشرة.
جون فلامستيد وغرينويتش ميرديان
وقد قام جون فلامستيد، وهو أول رائد فضاء رويال، بتطبيق التراينغ على علم الفلك، وبنى المرصد الملكي في غرينيتش في عام 1675، واستخدم ثلاثية لتحديد مواقع النجوم تحديدا دقيقا، كما ساعد مدون نجم فلامستيد في إنشاء إحداثيات حكيمة، كما أن عمله قد أرسى أيضا الميريد الرئيسي إلى غرينيتش، الذي أصبح المعيار العالمي للوقت والزمن.
شارل ماسون وجيرمايا ديكسون
وربما كان أكثر الدراسات الاستقصائية شهرة عن الأراضي في التاريخ الأمريكي، وهو خط ماسون - ديكسون )١٧٦٣-١٧٦٧(، يستخدم ثلاثية لتسوية نزاع حدودي بين بنسلفانيا وماريلاند، وقد طبق ماسون وديكسون ملاحظات فلكية دقيقة لتحديد خط الطول، ثم التثليث لتوسيع الخط عبر التضاريس الجبلية، وقد أصبح مسحهما رمزا للتجزئة بين دول الإقليم الحرة والعبد، ولكنهما أيضا دليل على كيفية حلهما القانوني.
التقنيات الحديثة للملاحة: النظام العالمي لتحديد المواقع وما بعدها
ولا تزال مبادئ التثليث مجسدة في الملاحة الحديثة، وإن كانت الأدوات قد تغيرت تماماً، ويستخدم النظام العالمي لتحديد المواقع مجموعة من السواتل التي تدور حول الأرض، ويبث كل ساتل باستمرار موقعه والوقت المحدد، ويحسب جهاز استقبال الشبكة مسافته إلى سواتل متعددة باستخدام وقت تأخير الإشارات، حيث يمكن للمتلقي أن يضبط الارتفاع المعروف بأربعة أو أكثر.
تطور المسح إلى الملاحة الساتلية
وقد بدأ النظام العالمي لتحديد المواقع عمله بالكامل في عام ١٩٩٥، ومنذ ذلك الحين، وهو ملاح ثوري، وهو الآن جزء لا يتجزأ من الطيران، والشحن، والسفر البري، والزراعة، وحتى اللياقة الشخصية، وأجهزة الاستقبال الحديثة دقيقة في غضون بضعة أمتار، واختلاف النظام العالمي لتحديد المواقع يمكن أن يحقق الدقة على مستوى المسافات المئوية، أما مخططات رسم الخرائط الرقمية مثل خرائط غوغل وخرائط آبل فتجمع بين النظام العالمي لتحديد المواقع والبيانات ذات المستوى في الشوارع والحركة في الوقت الحقيقي لتوفير السفر.
نظم الملاحة الداخلية والأوراق الذاتية
وفيما عدا النظام العالمي لتحديد المواقع، تستخدم نظم الملاحة غير الداخلية أجهزة قياس الكتروبول ومواصفات التكليل باستمرار في حساب الموقع دون إشارات خارجية، وهذه النظم أساسية للغواصات والقذائف والمركبات المستقلة التي لا يمكن أن تعتمد دائما على إشارات السواتل، وتعاني الشبكة الدولية للسواتل من الانجراف بمرور الوقت، ولذلك كثيرا ما تقترن بنظام تحديد المواقع لأغراض التصويبات، ويمثل الجمع بين الدعم السمعي، ونظام تحديد المواقع، والشبكة العالمية، ونظام إيكست.
أثر أساليب الاستكشاف على المجتمع
التجارة والتوسع الاقتصادي
وقد مكّنت الملاحة الدقيقة من إيجاد طرق تجارية عالمية، حيث إن تجارة التوابل البرتغالية والأساطيل الفضية الإسبانية وشركة الهند الشرقية الهولندية تعتمد جميعها على مرور موثوق عبر المحيطات، حيث أتاحت الملاحة البحرية للسفن الإبحار بعيدا عن الأنظار والعودة بأمان، وفترات الرحلة الممزقة، والحد من الخسائر، كما أن الدراسات الاستقصائية للتعثر على الأراضي تيسر بناء السككك الحديدية، وترسيم الحدود، واستخراج الموارد.
التبادل العلمي والثقافي
وقد قامت أساليب الاستكشاف بأكثر من نقل السلع، ونقلت الأفكار، وحملت الملاحون علم علم علم علم الفلك والرياضيات وصنع الأجهزة عبر القارات، ووزع الرسوبيات من العالم الإسلامي إلى أوروبا، ثم اعتماد المضاربة الاستعمارية للتصنيف، ويوضح كيف أن التقنيات العملية تتجاوز الحدود الثقافية، وفي المقابل، أعاد المستكشفون الأنواع النباتية والخرائط والرسوم الثقافية التي أعادت تشكيلها.
الاستعمار والرقابة الجغرافية
كما أن أساليب الاستكشاف مكنت من التوسع الاستعماري، وأصبحت رسم الخرائط أداة للإمبراطورية، وقد سمحت الخرائط الدقيقة للسلطات الأوروبية باقتناء وإدارة أقاليم واسعة النطاق ذات الحاجة المحدودة إلى أدلة محلية، وكانت الدراسات الاستقصائية للتبريد في كثير من الأحيان من بين المشاريع العلمية الأولى في منطقة مستعمرة - لا ترسم الطبوغرافيا فحسب بل أيضاً على الموارد والسكان وطرق الهياكل الأساسية المحتملة، وهذا الإرث معقد: طرق الملاحة جلبت التنمية والتفكك على حد سواء.
خاتمة
ونظراً لأن أقدم مشاهدات النجوم في المسافرين البولينزيين إلى الإشارات الساتلية التي توجهنا الذكية، فإن رحلة الملاحة هي قصة من الإبداع البشري، حيث أن الملاحة التي تُمنحها الشعوب القديمة لا تزال تُمنح الثقة في عبور المياه المفتوحة، وأن تطور المثلثات الجنسية تجعل من السفر العالمي إلى البحر أمراً عملياً.