Программа для расчета солнечных затмений EmapWin

Среди многочисленных астрономических компьютерных программ и встроенных в программы модулей, предназначенных для расчета солнечных затмений, выделяется программа японца Синобу Такесако EmapWin. Последняя версия 3.20 от 21 марта 2015 года. Скачать программу (zip-архив) можно по адресу http://www.kotenmon.com/cal/emapwin_eng.htm. Архив занимает около 50 мегабайт, в распакованном виде объем файлов составляет 102 мегабайта. Программа не требует установки. Как видно из названия программы, она предназначена для операционной системы Windows. И, между прочим, совершенно бесплатна.

В этой статье мы расскажем, как работать с программой.

Первое, на что обращает внимание пользователь, посетив сайт программы или прочитав краткую текстовую инструкцию к ней, это гигантский временной интервал расчета. Если в ранних версиях программы он составлял 6 тысяч лет (с 3000 г. до н.э. до 3000 г. н.э.), то теперь он расширен до 30 тысяч лет (с 13000 г. до н.э. до 17000 г. н.э.). Практического смысла в таком диапазоне нет ни для историков астрономии и археоастрономов, ни для каких-либо иных применений. Радость будет только любителям экстремальных расчетов ("а что там было/будет на небе миллиард лет назад/вперед?"). Расширить диапазон помогло включение эфемерид DE431 и скорректированные Бесселевы элементы. Однако при этом программа чрезвычайно точна. Так, например, параметры затмений пять тысяч лет назад и через тысячу лет от настоящего времени практически совпадают с данными NASA (http://eclipse.gsfc.nasa.gov/SEcat5/SE2901-3000.html), а многие специалисты утверждают, что программа гораздо точнее таблиц NASA для современных затмений.

Давайте запустим программу. Управление интуитивно понятно. Сначала посмотрим на основной экран. Слева в красной рамке видны параметры ближайшего солнечного затмения: его дата, тип, номера юлианского дня и сароса, дельта Т, а также время и географические координаты начала, максимума и конца затмения, включая ширину центральной полосы в км. Справа - цветная рельефная карта Земли с полосой и линиями фаз затмения. На медленных машинах отрисовка карты может тормозиться. Центр карты определяется точкой максимума затмения.

Голубые стрелки влево или вправо на верхней панели переводят на предыдущее или последующее затмение. Листок с загнутым уголком позволяет установить исходный год для расчета затмения и размер временного интервала в годах. Следует учесть, что в программе принят астрономический счет лет до н.э.: 1 год до н.э. соответствует нулевому году, 2 год до н.э. соответствует минус первому году и т.д. К тому же программа учитывает юлианский и григорианский стили. После задания начального года и интервала следует нажать Search (Поиск) и, выбрав необходимое затмение, нажать Draw (Рисовать) для отображения затмения на карте. Не забудьте подтвердить выбор нажатием ОК.

Плюс и минус на панели позволяют увеличивать или уменьшать масштаб карты с кратностью 1,41. Но они срабатывают только после двойного щелчка левой кнопки мыши по выбранному месту на Земле. Тогда красная рамка пропадает, и на экране видна только сама карта, точнее, выбранный фрагмент, находящийся в центре экрана. Справа внизу видна розовая масштабная линейка. В правом верхнем углу при однократном щелчке левой кнопки мыши появляются географические координаты "кликнутой" точки. Щелкая по карте, можно перемещаться по поверхности Земли. Нажатие значка голубой Земли на панели возвращает нас к исходной карте, куда вмещается вся зона затмения.

Значок полного затмения на панели показывает параметры затмения в точке максимальной фазы: географические координаты, время начала, максимума и конца, гринвичское и местное время, азимут и высоту Солнца над горизонтом, величину фазы и т.д. На схеме отображается положение Луны и Солнца в трех основных моментах затмения в проекции на небо по азимуту и высоте. Если же мы нажмем этот значок в то время, когда в центре экрана находится выбранная нами точка местности, то схема покажет параметры и вид затмения именно в этой точке. Также можно посмотреть эти параметры и вид при двойном щелчке правой кнопки мыши в нужном нам месте по карте. Голубой квадратик на панели возвращает нас к фрагментарному виду Земли.

Если же мы выберем двойным щелчком правой кнопки мыши точку на линии полного или кольцеобразного затмения, перейдя к схеме затмения, и нажмем потом на панели значок с созвездием Ориона на зеленом круге, то перед нами появится вид неба в данной точке и в указанное время: положение Солнца, Луны, находящихся над горизонтом ярких планет, а также некоторых звезд, которые могут быть видны в момент полного или кольцеобразного затмения.

Желтое колечко на панели показывает параметры лунного лимба в центральной полосе затмения по данным LRO.

Нажатие вопросительного знака сообщает о версии программы, авторе и его электронной почте.

Теперь перейдем к текстовой панели.

Первая опция - Set Date (Установить дату). В появляющемся окошке можно ввести год и месяц и получить в итоге ближайшее в последующие месяцы затмение. Хотя предлагаемый диапазон и ограничен -3000 и 4000 годами, вводить можно любой год из 30 тысяч возможных лет.

Вторая опция - Display(D) (Показать). Здесь можно установить необходимый фрагмент карты Земли из предложенных: весь земной шар, Азия, Европа, или выбрать непосредственно точку на Земле с нужными координатами и величиной увеличения масштаба. Западная долгота и южная широта имеют отрицательные числовые значения. Кроме того, можно вместо тяжелой рельефной карты выбрать контурную (CIA MAP), где розовым прорисовываются границы стран, а синими - основные речные артерии, а также применить Меркаторову проекцию вместо сферического изображения нашей планеты. Есть окошечки для включения координатной сетки с шагом 10 градусов по широте и 15 градусов по долготе с выделением гринвичского меридиана и экватора, скорости рисования линий затмения, изменения дельты Т в ручном режиме и, самое интересное, для вывода файла затмения в виде гугловской карты в корневую папку программы (имя - год и месяц затмения, расширение - klm). Затем мы можем ограничить величины долготы центральной линии и шаг по ней (программа рассчитывает 13 точек от начальной величины долготы с указанным шагом) или выбрать местные условия затмения, указав в ячейке Local (Местное) один из предустановленных городов Японии или какой-нибудь исторический город Древнего Мира (Вавилон, Ниневия, Иерусалим, Мемфис и т.д.). Но можно ввести свои необходимые координаты, например, для города Иваново долгота 41, широта 57 и высота 126. Между прочим, добавить новые населенные пункты и точки наблюдения можно и вручную, аккуратно внеся дополнения в файл Location.new в текстовом редакторе (Блокнот или FAR) с соблюдением всей пунктуации и пробелов. Тогда он будет появляться в выпадающем списке городов.

Теперь перейдем к опции Search (Поиск). С помощью нее мы можем найти все необходимые нам типы затмений, указав все или выбрав из списка, с заданной фазой (Mag.) для требуемого места наблюдений. Так, если мы вручную установим координаты и высоту Иванова, величину фазы 0.9 и в Date Set укажем исходный год 1000 месяц 1 (январь), предварительно поставив флажок в Site/Mag, то программа начнет показывать все затмения в Иванове с фазой, большей установленной. Голубыми стрелками двигаемся вперед или назад по времени, начиная с затмения 31 августа 1030 года, переходя к затмению 19 апреля 1064 года и т.д. Подобным образом можно проверять даты исторических хроник, где описываются затмения в определенных городах, например, в Риме или Вавилоне. А можно составить свой, местный "канон затмений" на много лет в прошлое и будущее. Кстати, при большом увеличении на карте появляются города, обозначенные розовыми точками. Исторические поселения из предустановленного списка обозначаются красными точками. Центральная Россия, в отличие, например, от Великобритании, бедна городами, Но зато Питер обозначен дважды и несет оба названия: Ленинград и Санкт-Петербург, а Нижний Новгород до сих пор называется Горьким. Но такие мелочи можно простить автору-японцу.

Опцией Display(V) можно убирать с экрана панели инструментов. Ну а опция Help (Помощь) снова покажет нам номер версии и автора, либо закроет программу.

Все опции имеют горячие клавиши, обозначенные на панели латинскими буквами в скобках.

Итак, программа проста в обращении и может использоваться на уроках астрономии и истории. Ее вполне можно и нужно рекомендовать для историко-астрономических исследований и определения параметров затмений для предстоящих наблюдений. Она станет вашим надежным помощником и другом.

И теперь, подробно изучив программу и узнав ее возможности, попробуем решить несколько задач.

1. В знаменитой средневековой "Хронике" Идация упомянуто солнечное затмение в пятницу 14-х календ августа на второй год 299-й Олимпиады. Необходимо выяснить тип затмения и фазу, которую могли наблюдать жители Рима.

Решение. Счет лет по Олимпиадам (четырехлеткам) велся с 776 года до н.э. Пересчет лет для годов нашей эры проводится по формуле А=((Ol-1)х4+(t-1))-775, где А - искомый год, Ol - номер Олимпиады, t - номер года в Олимпиаде. Следовательно, А=((299-1)х4+(2-1))-775=418 год н.э. 14-е календы августа - это 19 июля (пятница). Запускаем программу, нажимаем опцию Set Date и вводим год 418 и месяц 7. Действительно, в этот день, 19 июля 418 года, произошло полное солнечное затмение, полоса которого прошла через Южную Европу, Турцию, Иран и Индию. Дважды кликаем левой кнопки мыши по центральной Италии, а затем несколько раз нажимаем плюс на панели до тех пор, пока на карте Италии не появится город Рим (Rome). Мы видим, что полоса затмения прошла через столицу империи. Дважды щелкаем правой кнопкой мыши по точке Рима и в окне видимости затмения для выбранного географического пункта отмечаем, что затмение имело фазу 1,013 (полное) и произошло за полчаса до местного полудня.

2. Определить, была ли видна планета Юпитер в Новгороде в момент знаменитого полного солнечного затмения 1 мая 1185 года.

Решение. В окошке Set Date устанавливаем 1185 год и месяц 5. По полученной карте полного затмения дважды щелкаем левой кнопкой мыши в районе Великого Новгорода. Затем увеличиваем карту до тех пор (при необходимости сдвигая ее), пока не появятся контуры озера Ильмень и точка Ленинграда-Петербурга. Новгород находится на северной оконечности Ильменя. Мы видим, что полоса затмения прошла как раз через него. Переходим к схеме затмения двойным щелчком правой кнопки мыши по северному берегу Ильменя. Затмение было полным с фазой 1,021 и произошло в пятом часу дня. Нажатие на значок зеленого круга с Орионом на панели покажет нам вид звездного неба в тот момент. Видно, что при ясной погоде новгородцы могли наблюдать Юпитер высоко над горизонтом на юго-восточной части неба.

3. Определить, когда произойдет следующее полное затмение в городе Москва, начиная с текущего года.

Решение. После запуска программы нажимаем на верхней панели Search и ставим флажки в Set/Mag и Set. Вводим координаты Москвы (долгота 37,55 градусов, широта 55,75 градусов - не забываем ставить точку вместо десятичной запятой) и высоту 150 м. Величину затмения (Mag) ставим 1. Нажимаем ОК и получаем карту полного солнечного затмения, центральная полоса которого пройдет через Москву. Оно случится 16 октября 2126 года. Увеличивая карту до появления розовой точки Москвы, мы определим по схеме и параметрам затмения для столицы России, что его фаза составит 1,024, наблюдаться оно будет за час до полудня, а на небе в этот момент можно будет разглядеть близкую к Солнцу Венеру и еле различимые Сатурн и Марс.

4. Найти в ручном режиме, простым перебором, все полные и кольцеобразные затмения для города Вавилон за 6 век до н.э.

Решение. Через кнопку списка затмений (лист с загнутым уголком) устанавливаем начальный год -599. Нажимаем Search для поиска всех затмений, выбираем однократным щелчком мыши верхнее затмение 16 марта -599 года, нажимаем Draw и ОК. Щелкая по глобусу, поворачиваем его до карты Месопотамии. Далее, стрелкой вправо, начинаем переходить к последующим затмениям до тех пор, пока через Месопотамию не пойдет центральная полоса затмения. При попадании можно увеличить карту до появления красной точки Вавилона (Babylon), чтобы уточнить, проходила ли полоса затмения через город. Таким образом, двигаясь вперед до -500 года, мы обнаружим только одно затмение, кольцеобразное, видимое в Вавилоне. Оно произошло ранним утром 14 января 559 (-558) года до н.э. и имело фазу 0,974. Еще три затмения, чьи полосы проходили в 6 веке до н.э. через Месопотамию, в Вавилоне наблюдались лишь в частной, хотя и очень большой, фазе.

Сергей Беляков (2016 г.)

(Статья в несколько сокращенном виде опубликована также в журнале "Небосвод" №2/2016)