Xác Định Vị Trí của Bạn Chỉ Bằng Một Chiếc Đồng Hồ và Thước Góc

Trong một tập gần đây của MacGyver, Angus (vâng, đó là tên của anh ấy) xác định vị trí của mình trong sa mạc chỉ bằng một dây, một thước góc và một chiếc đồng hồ. Liệu điều này có thực sự khả thi không? Cơ bản là có. (Ít nhất là đó là những gì tôi nói với những người chỉ đạo chương trình với tư cách là người tư vấn kỹ thuật cho chương trình.)

Nhưng bạn cũng có thể làm điều này. Vì vậy bây giờ, đây là giới thiệu cơ bản nhất của bạn về cách điều hướng thế giới. Và đừng lo lắng—điều này sẽ không phải là một khóa học điều hướng đầy đủ trong một học kỳ, chỉ là những kiến thức cơ bản.

Vĩ Độ

Nếu bạn muốn biết bạn đang ở đâu trên Trái Đất, bạn cần một hệ thống tọa độ nào đó. Con người thích sử dụng kinh độ và vĩ độ. Bạn cần phải hiểu về chúng để thực sự điều hướng được. Cả kinh độ và vĩ độ có thể được coi như là các đường tròn (nhưng không phải là đường tròn thực sự). Hãy để tôi bắt đầu với một quả bóng rổ làm ví dụ. Nó đã có một số đường trên đó, vì vậy tôi chỉ cần thêm một số thêm để nó trở nên như thế này.

Những đường đã có trên quả bóng rổ giống như các đường kinh độ. Tất cả chúng cắt qua đỉnh (cực Bắc) và đáy (cực Nam) của quả bóng rổ. Điều này có nghĩa là tất cả những đường kinh độ này tạo ra các đường tròn có bán kính giống nhau—bán kính của Trái Đất. Kinh độ cơ bản là một cách chia quả cầu thành 360 độ. Tuy nhiên, chúng ta không đo kinh độ đến 360°. Thay vào đó, chúng ta có 0 đến 180° Đông và 0 đến 180° Tây. Giá trị 0° nằm ở Greenwich, Anh, và khi bạn di chuyển về phía Tây, bạn sẽ tăng giá trị kinh độ Tây.

Được rồi, nhưng làm thế nào bạn đo kinh độ? Đây là nơi một chiếc đồng hồ trở nên hữu ích. Đúng, một chiếc đồng hồ. Để hiểu đo lường này, bạn cần biết hai điều: Trái Đất là hình cầu (hình cầu phần lớn, ưu đãi không áp dụng ở tất cả các Tiểu Bang Hoa Kỳ) và Trái Đất quay sao cho có vẻ như mặt trời di chuyển xung quanh toàn bộ bầu trời mỗi 24 giờ (một lần nữa, không hoàn toàn đúng, nhưng đủ gần).

Bây giờ giả sử bạn ở Greenwich (nơi kinh độ là 0°). Trong một thời gian nào đó trong ngày, mặt trời sẽ ở vị trí cao nhất trên bầu trời (nhưng không phải trực tiếp phía trên). Chúng ta có thể gọi đó là 12:00 trưa. Nếu bạn ở Greenwich, bạn có thể đặt đồng hồ của mình theo mặt trời. Bây giờ đồng hồ của bạn cũng nói 12:00 trưa. Tiếp theo, bạn đi về phía Tây đến New Orleans (vì nó gần nơi tôi sống). Bạn lặp lại cùng một thí nghiệm bằng cách chờ cho đến khi mặt trời ở điểm cao nhất. Nhưng đợi đã. Đồng hồ của bạn không nói 12:00 trưa, nó nói 6:00 sáng vì nó vẫn đặt theo giờ Greenwich. Vì Trái Đất là hình cầu, mặt trời ở vị trí cao nhất tại Greenwich, nhưng có lẽ nó chưa lên ở New Orleans.

Thực tế, nếu bạn biết sự chênh lệch về thời gian giữa buổi trưa ở Greenwich (những gì chiếc đồng hồ của bạn nói) và buổi trưa địa phương (khi mặt trời ở vị trí cao nhất), bạn có thể tìm ra kinh độ của mình. Sự chênh lệch thời gian này bản chất là kinh độ của bạn. Bạn chỉ cần chuyển đổi từ giờ sang độ (nhưng tôi sẽ bỏ qua). Nhưng hãy chú ý đến việc có một chiếc đồng hồ là quan trọng như thế nào để xác định kinh độ của bạn. Thực sự, không có cách nào khác—đó là lý do tại sao Đạo luật Kinh độ năm 1714 lại quan trọng đến vậy. Nó thiết lập một giải thưởng cho sự phát triển của một chiếc đồng hồ chính xác và di động. OK, kỹ thuật này đã được xác định là phương pháp để xác định kinh độ—nhưng thực sự, một chiếc đồng hồ nào đó là giải pháp thực tế duy nhất (trừ khi bạn có GPS).

Nhưng chờ đã! Điều gì xảy ra nếu bạn muốn điều hướng vào ban đêm khi bạn không thể nhìn thấy mặt trời? Vâng, phương pháp này vẫn có thể hoạt động. Tuy nhiên, bạn cần biết thêm một điều. Nếu bạn biết thời gian một ngôi sao mọc (hoặc mặt trăng, hoặc một hành tinh) so với thời gian nó sẽ mọc ở Greenwich, thì bạn đã sẵn sàng. Đó là cùng một ý tưởng như sử dụng mặt trời vào lúc trưa. Tất nhiên, vấn đề của phương pháp này là hầu hết mọi người không nhớ thời gian mọc của các đối tượng thiên cầm khác nhau.

Đo Vĩ độ

Các đường vĩ độ cũng tạo ra các vòng tròn xung quanh Trái Đất. Tuy nhiên, chúng không đi qua các điểm giống nhau như các giá trị kinh độ. Thay vào đó, đây là những vòng tròn song song với đường xích đạo. Nếu bạn nhìn vào quả bóng rổ của tôi phía trên, những đường ngang sẽ là những đường vĩ độ. Vâng, tôi đã phải vẽ cái này lên quả bóng.

Vĩ độ cũng được đo bằng độ nhưng bắt đầu từ xích đạo ở đường xích đạo, nơi sẽ là không độ vĩ. Khi bạn di chuyển xa từ xích đạo (về phía Bắc hoặc phía Nam), bạn tăng vĩ độ của mình sao cho New Orleans sẽ là khoảng 30°B. Nếu bạn đến Sydney, Australia, bạn sẽ có vĩ độ là 33,8°D vì nó nằm ở dưới xích đạo 33,8°.

OK, nhưng làm thế nào để xác định vĩ độ của bạn? Cái này khá đơn giản—đặc biệt là nếu bạn ở Bắc bán cầu. Tóm lại, bạn chỉ cần đo góc độ của Sao Bắc (Polaris) so với đường chân trời. Điều này hoạt động vì Sao Bắc gần như nằm thẳng với trục quay của Trái Đất. Vì vậy, nếu bạn ở Cực Bắc (và hy vọng là trên băng), Sao Bắc sẽ nằm trực tiếp phía trên với góc 90° so với chân trời. Nếu bạn đi đến xích đạo, Sao Bắc sẽ nằm chính xác trên chân trời và bạn sẽ ở 0° vĩ độ.

Còn về Nửa Nam cầu? Ừ, đó là một vấn đề nhỏ. Khác với Bắc bán cầu, ở đó không có một ngôi sao ngay trên trục quay. Thay vào đó, bạn chỉ cần ước lượng vị trí của Cực Nam thiên cầu bằng cách nhìn vào các chòm sao khác.

Cuối cùng, làm thế nào để có được góc độ của Sao Bắc? Đó là lúc cái thước góc đến vào trò chơi. Đây là cách bạn làm. Lấy một sợi dây có trọng lượng để làm mũi kim dây chảy xuống. Bây giờ giữ cái thước góc ngược lên và hướng phần thẳng về phía Sao Bắc. Boom. Đó là nó. Mũi kim dây sẽ treo ở góc đọc của vĩ độ của bạn. Bây giờ bạn không bị lạc lõng nữa.

Lưu ý rằng với chiếc sextant tự chế của tôi (và hầu hết các loại khác), sợi dây sẽ chỉ vào một giá trị trên thước đo không phải là góc so với chân trời. Thực tế, bạn sẽ phải lấy góc đo của mình và trừ đi từ 90° để có vĩ độ. Ngoài ra, có một ống hút trên thước đo của tôi để hỗ trợ việc nhắm mục tiêu—và nó trông tuyệt vời.

Tất nhiên, cả hai phương pháp này đều hoạt động, nhưng chìa khóa là sự chính xác. Đối với vĩ độ, chỉ cần một sự khác biệt 1° trong đo lường đồng nghĩa với một khoảng cách là 69.1 dặm hoặc 60 dặm hải lý. Trên thực tế, dặm hải lý được định nghĩa bằng kích thước 1 phút của một độ vĩ (trong đó có 60 phút trong 1 độ). Điều này có nghĩa là bạn đo góc càng chính xác, bạn sẽ càng biết chính xác vị trí của mình. Dĩ nhiên, thước đo góc làm việc, nhưng sextant lại làm điều này tốt hơn nhiều. Một sextant về cơ bản chỉ là một thước đo góc tốt hơn nhiều.

Đó là tất cả. Đó là cơ bản để xác định bạn đang ở đâu trên Trái Đất. Nhưng còn nhiều chi tiết thú vị và vui vẻ khác; nếu bạn muốn biết thêm, tôi có thể giới thiệu khóa học trực tuyến thú vị này từ Đại học Vanderbilt—AstroNavigation (nó miễn phí).