По точности навигации инерциальные системы уступают спутниковым. Чем дольше длится полет, тем хуже работает такая система, в ее механическом мозгу накапливается все больше и больше мелких ошибок – и вот навигатор уже промахивается на несколько миль. На 747-м установлены целых три инерциальных системы. Мы в любой момент можем вывести показания всех трех на экран компьютера. Позиция, рассчитанная каждой, обозначена на электронной карте символом-звездочкой – мы называем их «снежинками». Я еще ни разу не видел, чтобы все снежинки сошлись в одной точке. Вдобавок, они не стоят на месте – невооруженным глазом можно заметить, как снежинки подрагивают и колеблются на карте.
Но при всех своих досадных привычках дрожать, как осиновый лист, путаться в показаниях и уходить в астрал инерциальная система навигации обладает огромным преимуществом перед спутниковыми. GPS нужна для коррекции ошибок инерциальной системы, но в принципе после настройки инерциальной системе не требуются никакие внешние источники, чтобы определить, где вы находитесь, с какой скоростью летите и куда направляетесь. Она просто это
Пролетая над севером Лондона, я вижу церковное кладбище, куда иногда прихожу посидеть со стаканчиком кофе. Здесь покоится Джон Гаррисон. Вдохновленный астрономом Эдмундом Галлеем, Гаррисон изобрел «морские часы», которые позволили решить проблему долготы – так называли трудности с определением местонахождения судна, движущегося с востока на запад. О важности этой проблемы можно судить хотя бы потому, что для ее решения британский парламент учредил специальную Комиссию долгот. На подлете к Лондону после длительного межконтинентального рейса особенно сильно ощущение конца пути – наша долгота равна приблизительно нулю, ведь мы совсем близко от Гринвичского меридиана.
Я думаю, случись мне волшебным образом встретиться с каким-нибудь знаменитым мореплавателем прошлых веков, я смог бы в общих чертах объяснить ему, как работает GPS. Я бы сказал, что мы запустили в небо несколько новых звезд и теперь определяем маршрут по ним. Но вот инерциальная система навигации нашим предкам показалась бы полной небывальщиной. Ну как можно поверить в существование устройства, которое можно замотать в толстую ткань, запереть в сундуке, провезти через весь город и сбросить с холма – и оно все равно будет понимать, где оно находится, и различать, где верх, где низ. Мудреные и точные расчеты во тьме и путеводный луч, заточенный в стеклянном кубе, показались бы нашим предкам куда более удивительными, чем GPS и даже крылатое чудо-юдо – самолет.
До изобретения GPS в долгих путешествиях над морем, вдали от радиомаяков пилоты определяли свое местонахождение по небесным ориентирам. Мне еще довелось летать с пожилыми коллегами, которые умели пользоваться секстантом. На современных «Боингах-747» сверху есть специальная вытяжка, которая в случае появления в кабине дыма отсасывает его прямиком в атмосферу. (Я даже слышал байку про одного летчика, что ухитрялся пылесосить кабину, приделав к этой вытяжке шланг.) В более старых моделях на месте такой вытяжки располагался секстант, и сквозь отверстие, сегодня служащее для пожарной безопасности, пилот в ясную ночь наблюдал звезды – то было в далекие времена, когда ориентирование по небесным телам являлось самым обычным способом определения маршрута в воздухе.
Я никогда не пересекал океан без спутниковой навигации, но на заре своей карьеры летал из Лондона в Лиссабон на маленьком самолете, не оснащенном GPS. И в дни сильных штормов в Бискайском заливе мне не раз приходилось видеть на экране бортового компьютера сообщение о том, что связь с наземными средствами навигации утеряна и теперь машина будет полагаться исключительно на инерциальную систему. И умная коробочка благополучно доводила меня до дальнего берега.
Когда я прилетаю в Сингапур, то частенько обедаю там с другом детства, а по дороге из кафе прохожу мимо парка, где есть озеро, посреди которого установлена огромная стрела. Указывает стрела прямо на Лондон, на Гринвичскую обсерваторию. Это памятник земному магнетизму.
Компас в морской навигации начали использовать в XIII веке. Как здорово, что он так долго нам служит! На протяжении столетий люди пересекали морские просторы, полагаясь лишь на энергию Земли. Некоторые виды птиц во время миграции тоже ориентируются при помощи магнитного поля. Как тут не сравнить птицу с самолетом? Есть некая природная справедливость в том, что люди и пернатые независимо друг от друга открыли для себя этот щедрый дар планеты – незримую силу, что вот уже много веков указывает путь всем одиноким странникам. Кто знает, какой была бы история человечества без компаса?
Однако для современной авиации земной магнетизм не более чем условность.
Поскольку географический и магнитный полюса нашей планеты не совпадают, пилот может обозначать свое местоположение или по магнитным координатам, или по истинным, то есть географическим. Разница между ними называется магнитным склонением. Величина эта не постоянная. В Глазго магнитное склонение составляет всего три градуса на запад, в Сиэтле – примерно семнадцать градусов на восток, а в гренландском поселении Кангерлуссуак – больше тридцати градусов на запад. Добавляет хлопот при ориентации и так называемое магнитное наклонение. Чем ближе к магнитному полюсу, тем больше магнитные линии тяготеют к вертикали, как если бы полюс был кулаком, а линии – зажатыми в нем длинными травинками. Когда вы стоите на северном магнитном полюсе, север оказывается прямо у вас под ногами, а юг – над головой.
Мореплаватели, конечно, знали о магнитном склонении. Они измеряли его дважды в день, на рассвете и во время заката, вычисляя разницу между магнитными и истинными координатами. Мыс Игольный, что находится на южной оконечности Африки и отмечает границу между Атлантическим и Индийским океанами, получил свое название от португальских мореплавателей, заметивших, что магнитный и географический север в этом месте практически совпадают. В наши дни каждый пилот сам выбирает, с какими координатами ему удобнее работать. Достаточно щелкнуть переключателем – и «магнитная роза ветров» на электронной карте повернется вправо или влево. Но надо сказать, когда впервые видишь, как компас, который ты привык считать главнейшим и неподкупнейшим арбитром в вопросах направления, превращается в волчок, голова идет кругом.
В основном мы летаем по магнитным координатам. Это своего рода дань истории. На заре авиации выбирать пилотам было не из чего – у них имелись лишь магнитные компасы. И сегодня, когда диспетчеры просят взять направление двести семьдесят градусов на запад, они, как правило, имеют в виду не географический запад, а магнитный.
Однако в магнитном поле как таковом «Боинг-747» не нуждается. Это очень удивляет молодых пилотов – они-то и учились, и летали, и экзамены сдавали с компасом, а на современном лайнере, оказывается, даже нет приборов, которые улавливали бы колебания магнитного поля и сообщали о них бортовому компьютеру. Магнитные координаты, которые высвечиваются на наших мониторах, высчитываются совсем другими способами. Впрочем, на борту каждого самолета до сих пор хранится один позабытый-позаброшенный магнитный компас, на случай чрезвычайной ситуации. Им не пользуются практически никогда. Ирония здесь еще и в том, что электромагнитные поля самолета сами по себе сильно мешают работе магнитного компаса.
Для выдачи магнитных координат компьютер использует карту магнитных склонений. Программа знает, что показал бы компас в той или иной точке планеты, и именно эти значения мы видим на экране. Иными словами, современные самолеты летают по магнитным картам, а не по компасам. Если бы магнитные полюса вдруг поменялись местами или вовсе исчезли, пилоты коммерческих авиалиний просто не заметили бы этого. Но птицы, пилоты малой авиации и туристы старой закалки наверняка сразу бы поняли: что-то неладно!
Иногда, когда осенними ночами мне выпадает наблюдать за сполохами северного сияния, я думаю о компасах, мореплавателях и самолетах. Мне кажется очень символичным, что свирепая первозданная сила, которая в состоянии уловить солнечный ветер, почти ничего не может сделать великолепным машинам XXI столетия.
Еще одна странность земного магнетизма заключается в том, что сведения о нем нужно постоянно обновлять. Магнитный северный полюс – путеводная звезда любого компаса – сам пребывает в пути. Он перемещается из Канады в Россию со скоростью несколько десятков миль в год, это явление известно как «вековые магнитные вариации». Следовательно, все магнитные карты необходимо постоянно обновлять и заново заносить в бортовые компьютеры – сами они эти изменения отследить не могут. Взлетно-посадочные полосы нумеруются согласно их магнитному направлению (например, «полоса двадцать семь направлена приблизительно на двести семьдесят градусов компаса»), и получается, что и их надо время от времени перенумеровывать. А вместе с ними и все указатели в аэропортах, и карты самих аэропортов. Вся авиация пляшет под магнетическую дудку планеты.
Машина
Я НА МАЛЕНЬКОМ ДЕРЕВЕНСКОМ АЭРОДРОМЕ, где-то в Массачусетсе. Мне, наверное, лет шестнадцать. Раньше я иногда приезжал сюда с родителями – поесть пончиков и посмотреть из-за низкого металлического забора на взлетающие и садящиеся самолеты. Любой фанат авиации наверняка хоть раз да мечтал перелезть через этот забор. Самолеты катятся к стоянкам. Пилоты и пассажиры выходят и исчезают в маленьком здании аэровокзала. Минуту назад они были там, в небесах. Теперь они здесь, садятся в такси и уезжают. Как будто переходят из трехмерного пространства в двухмерное.
В аэровокзале стоят несколько торговых автоматов и застекленный прилавок – там продаются карты и навигационные приборы. На стене за прилавком висит доска, на каких обычно пишут меню в американских забегаловках. Здесь тоже своего рода меню – предоставляемые на аэродроме авиационные услуги и их расценки. Я знаю их наизусть. Я накопил денег, работая в ресторане и разнося газеты, – и теперь пришел сюда на свой первый летный урок.
Ранняя осень. Ясный, теплый, сухой новоанглийский денек. В Северной Калифорнии такая погода стоит круглый год, поэтому так много людей приезжают туда жить. Листья вокруг начинают потихоньку желтеть. Горные склоны – «далекого цвета», как говорит моя мама. Я знакомлюсь с инструктором и покупаю у застеленного прилавка первый в своей жизни бортовой журнал в переплете цвета морской волны. Мы выходим из аэровокзала и направляемся к белому самолетику. И тут я с изумлением понимаю, что все-таки очутился по другую сторону забора.