Подвиг геодезистов в Арктике

К столетию Шпицбергенского градусного измерения

Е.М. Зингер
(«Энергия» 2000, N 5)

Собираясь много лет назад в первую советскую гляциологическую экспедицию на Шпицберген, я перечитал о нем массу интересных книг. История полярного архипелага поразила меня обилием потрясающих событий, связанных с продолжительными попытками его освоения, заселения и изучения. Словно гигантский природный магнит, Шпицберген притягивал к себе последние четыре столетия храбрых и любознательных людей. Презирая постоянно грозившие опасности, устремлялись они в неведомый холодный край, чтобы увидеть и познать загадочные оледенелые земли.

В разное время на Шпицбергене побывали десятки выдающихся мореплавателей, ученых, путешественников, воздухоплавателей и летчиков, чьи имена могли бы украсить историю освоения любой страны. Среди них оказалось немало и русских людей. Словно бесценные автографы, оставили они свой след на обширном архипелаге, в два с лишним раза превышающем по размерам территорию Бельгии. Вовсе не случайно видим мы имена наших соотечественников в названиях многих географических объектов на карте Шпицбергена. Некоторые из них связаны с работами шведско-русской экспедиции по измерению дуги меридиана. Это выдающееся научное мероприятие, известное как Шпицбергенское градусное измерение, представляло собой важнейшее событие в истории исследования как самого архипелага, так и всей Арктики. Осуществленное на самом пороге XX века, оно стало первым успешным опытом международного сотрудничества ученых в проведении геодезических, астрономических и гравиметрических работ в высоких широтах Земли.
Полное описание экспедиционных исследований приводится в увлекательной книге "На Шпицберген и по Шпицбергену во время градусного измерения", написанной одним из главных и наиболее активных исполнителей русской части экспедиции астрономом Пулковской обсерватории А.С. Васильевым. Книга была издана в 1915 г. в Одессе и уже давно является раритетом. Эпиграфом своего повествования автор выбрал известное изречение Великого князя Святослава: "Ляжем костьми, но не посрамим Земли Русской". Этими словами Васильев хотел подчеркнуть невероятные трудности и лишения, которые довелось испытать участникам героической экспедиции на Шпицбергене в 1899-1901 гг. Тематика книги мне особенно близка потому, что наша Шпицбергенская экспедиция, организованная Институтом географии АН СССР в 1965 г., начинала свои многолетние исследования в центре архипелага, на ледниковом плато Ломоносова, как раз в тех местах, где работали русские геодезисты и астрономы задолго до нас. Советским гляциологам пришлось работать на тех же ледниках, пересекать те же горные речки, пробираться порою по тем же скалам... Однако нам было несравнимо легче — мы имели в своем распоряжении вертолеты, переносные радиостанции, точные карты и снегоходы. Недалеко находились угольные рудники Баренцбург и Пирамида треста "Арктикуголь"...
Для чего понадобилось снаряжать в самом конце прошлого столетия крупную шведско-русскую экспедицию по измерению дуги меридиана на далекий Шпицберген?
Постепенно к концу прошлого столетия градусные измерения привели ученых к мысли о том, что истинной фигурой Земли является не эллипсоид вращения, а геоид. Эта близкая сфероиду фигура учитывала не только сплющенность планеты у полюсов, но и все крупные неровности ее рельефа. Главной задачей ученых становится определение отличия геоида от сфероида на территории Европы, а затем и в других районах мира.
Тогда-то, около ста лет назад, и привлек к себе внимание Шпицберген. В 1899 г. академии наук России, Швеции и Франции решили объединить свои усилия для градусного измерения в северных и южных широтах. Стороны договорились, что русские и шведские геодезисты организуют совместную экспедицию на Шпицберген, а французские — в Перу.
Для уточнения программы предстоящих исследований весной 1898 г. по приглашению Академии наук России в С.-Петербург приезжали будущий руководитель шведских работ на Шпицбергене профессор М. Едерин, академик А.Э. Норденшельд и известный математик Г.  Миттаг-Леффлер. В обоих государствах были созданы специальные комиссии по градусным измерениям на Шпицбергене. В России его возглавил Президент Императорской академии наук Великий князь Константин Константинович. В комиссию вошли видные русские ученые — академики О.А. Баклунд (директор Пулковской обсерватории), Ф.А. Бредихин, А.П. Карпинский, М.А. Рыкачев и Ф.В. Шмидт, адъюнкты Академии, вскоре ставшие академиками, сейсмолог Б.Б. Голицын и геолог Ф.Н. Чернышев. Военное и морское ведомства представляли три генерала. Немного раньше при Шведской академии наук аналогичную комиссию возглавил кронпринц Густав. В ее состав были введены также известные шведские ученые: академик А.Э. Норденшельд, астрономы Н.К. Дунер и М. Едерин, геолог Г.Де Геер. Комиссии стали руководящим центром для дальнейших работ по градусному измерению на архипелаге Шпицберген. По существу с этого момента берет начало одна из крупнейших научных экспедиций прошлого века в высоких широтах Арктики, организованная академиями наук России и Швеции.
Для проведения генеральной рекогносцировки всей сети треугольников, выбора линии базисов и установки геодезических знаков (сигналов) шведская комиссия отправила на Шпицберген летом 1898 г. специальную экспедицию во главе с профессором М. Едериным. От России в ней участвовал подполковник Корпуса военных топографов Шульц. Программа работ была выполнена за исключением постановки знака на высоком горном массиве Хидениуса (Хидения) в центре острова Западный Шпицберген — на месте, где требовалось соединить северную (шведскую) часть сети с южной (русской). Вернувшись в Стокгольм, Едерин на заседании шведско-русской комиссии доложил о предварительных итогах рекогносцировки. На совещании окончательно утвердили программу предстоящих исследований, на которые отводилось два лета и одна зима. Приступать к измерениям решили уже в 1899 г. Начальником шведской части объединенной экспедиции был назначен профессор М. Едерин, а русской — штабс-капитан Корпуса военных топографов Д.Д. Сергиевский. Фактическим руководителем и участником этой и двух последующих русских экспедиций был академик Ф.Н. Чернышев — блестящий ученый и энергичный организатор, пользовавшийся большим международным авторитетом.
Разработанные комиссиями планы предусматривали разбить тригонометрическую сеть с севера на юг архипелага, которая простиралась на 460 км вдоль проливов Хинлопен и Стур-фьорд. Как и большинство сетей в Западной Европе и России, она состояла из ряда смежных простых треугольников. В 1898 и 1899 гг. шведы смогли почти повсюду расставить сигналы, после чего вполне определился вид треугольников. Самый северный пункт сети находился на широте 80°50', а наиболее южный — на 76°38'. В каждом треугольнике надлежало измерить все углы, а на некоторых вершинах провести еще и астрономическое определение широт и азимутов, а также выполнить другие исследования.
В соответствии с первоначальным планом русская и шведская партии должны были работать вместе и по мере производства работ продвигаться к югу острова Западный Шпицберген. Для ускорения наблюдений шведы заранее организовали зимовку на северо-востоке этого острова в Сорг-фьорде. Местом русской зимовки выбрали мыс Ли на северо-западе острова Эдж в проливе Стур-фьорд. Предполагалось, что именно сюда дойдет шведско-русское градусное измерение в 1899 г.
В состав русской партии в 1899 г. вошли шесть геодезистов-астрономов, два физика, два натуралиста, врач и механик, а также большая группа мезенских поморов в качестве рабочих.
В июне шведско-русская флотилия вышла в море, взяв курс на Шпицберген. Участники экспедиции везли с собой дома, оборудование, инструменты, снаряжение, продовольствие, уголь... На подходе к южной части острова Западный Шпицберген суда попали в сильнейший туман, и вскоре флотилия распалась. Но радиосвязи в то время не было. "Бакан" и ледокол, входившие в состав русского отряда, двигались очень осторожно, стараясь держаться ближе к востоку, чтобы войти в пролив Стур-фьорд, а дальше следовать к мысу Ли. Однако плавание в тумане сбило русские суда с намеченного курса, и они неожиданно оказались на юго-западе Западного Шпицбергена в большом заливе Хорнсунн, то есть совсем в стороне от градусной сети. Тем временем шведы вырвались вперед...
Угля для обоих пароходов оставалось недостаточно. К тому же ледокол во льдах получил поломку рулевой рамы. После короткой разведки на "Бакане" командование решило создать зимовочную базу в заливе Хорнсунн. На его южный беper выгрузили доставленные в разобранном виде жилой деревянный дом, склады для инструментов и павильон для проведения научных работ. В просторном теплом доме были предусмотрены максимально возможные удобства для зимовщиков — отдельные комнаты, большая, прекрасно подобранная библиотека и даже пианино, едва ли не первое на всем архипелаге.
Настойчивые попытки выполнить программу вместе со шведами там, где они поставили геодезические знаки, отняли у русской партии всю первую половину короткого полярного лета. В конце июля ее участники вынуждены были начать работу самостоятельно, независимо от своих коллег, притом в наиболее сложной в техническом отношении южной части сети треугольников...
Небольшой поселок, возникший на берегу безлюдного залива, получил название Константиновка в честь Августейшего председателя русской комиссии по градусному измерению на Шпицбергене. Перед уходом судов на родину корабельный священник "Бакана" освятил 28 августа 1899 г. это поселение. Зимовать остались 27 человек, в том числе Д.Д. Сергиевский и А.С. Васильев.
Суровая полярная ночь, длящаяся на Шпицбергене свыше ста дней, не давала возможности проводить геодезические работы. С наступлением светлого времени начались первые рекогносцировки. Маршруты к тригонометрическим сигналам по неизведанным местам часто сопровождались штормовыми ветрами, длительными метелями и морозами, достигавшими -30 °С. Подъемы на горы и ледники с тяжелейшим инструментом, форсирование широких трещин и бурных речек, ночевки в крохотных палатках — эти и другие трудности приходилось постоянно преодолевать участникам походов. И все же люди смогли исходить всю южную часть острова Западный Шпицберген. Ученые собрали массу ценного географического, топографического и иного материала в таких местах, где раньше не бывали исследователи. К сожалению, надежды на хорошие весенние дни, чтобы полностью провести наблюдения на всех намеченных геодезических пунктах, не оправдались.
Вторая русская экспедиция прибыла в Константиновку в мае 1900 г. Зимовщики получили пополнение в лице астрономов, физиков, топографа и натуралиста. "Бакан" должен был доставить полевые партии на три пункта в юго-западной части сети треугольников, однако тяжелая ледовая обстановка в Стур-фьорде внесла серьезное осложнение в работу. Кроме того, поставленные шведами геодезические знаки в виде пустотелых железных цилиндров оказались неудачными — два из них упали под действием тяжести налипшего снега и льда и сильных ветров. Пришлось русским геодезистам заменять непригодные сигналы новыми, выложенными из камней в форме круглых усеченных пирамид. Эти знаки оказались очень надежными.
Несмотря на все старания моряков "Бакана" и их мужество, попытки добраться в июне до восточного или северного пункта русской части триангуляции не увенчались успехом. Поэтому план пришлось менять на ходу. Ф.Н. Чернышев одобрил предложение А.С. Васильева приступить к выполнению задач в центре острова, чтобы оттуда попасть на пункты русской сети, которые связывали ее со шведской триангуляцией.
По проекту А.Э. Норденшельда северную и южную части градусного измерения следовало соединить через одну из вершин горного массива Хидениуса, самого высокого на архипелаге. Неудача шведов дала повод комиссии считать невозможным проникнуть туда с тяжелым точным инструментом. Не вызывает сомнений, что связать обе части градусной сети было невероятно трудно. Вот почему комиссия посчитала возможным поставить на высшей точке внутри острова только один геодезический знак, видимый с нескольких соседних пунктов. За выполнение этой сложнейшей задачи взялся астроном Васильев. Его отряд состоял из 10 человек. Инструмент, продовольствие на два месяца и строительные материалы для сооружения сигналов уложили на сани, которые с помощью людей тащили упряжки из 18 собак.
1 июля "Бакан" вошел в крупнейший залив архипелага — Ис-фьорд, врезавшийся в самое сердце острова Западный Шпицберген, и направился на восток, к его верховьям. Сплошной толстый лед намертво закупорил все подходы к большому выводному леднику Норденшельда, спускавшемуся с ледникового плато Ломоносова в воды залива. По этому леднику лежал путь геодезистов в центр острова. Высадить их с первого раза не удалось, и "Бакан" временно перебазировался в другой залив — Адвент-фьорд. На его берегу Васильев поставил новый астрономический пункт. Высокая точность наблюдений на нем подвигла молодого ученого сделать это место спорным для будущих астрономических определений на Шпицбергене.
Через 10 дней геодезисты смогли высадиться на ледник и приступить к выполнению главной задачи. Тем временем команда "Бакана" вернулась в Адвент-фьорд и занялась там постройкой опорного астропункта. После своего 47-дневного героического похода Васильев с радостью увидел этот культурный русский памятник, имевший вид прямоугольного параллелепипеда высотой около метра. Надпись на его большой медной доске гласила: "Астрономический пункт. Русская партия шведско-русской экспедиции для измерения дуги меридиана на Шпицбергене. 1900"...
17 июля отряд двинулся от главного склада в сторону горы Ньютона, высочайшей на архипелаге. Путь шел по большому ледниковому плато Ломоносова. Его ледораздел достигал высоты 1000-1200 м. Через пять дней Васильев стоял под горой, но туман накрыл геодезистов. На третий день слегка прояснилось, и они увидели к востоку большую гору, которую назвали именем Чернышева. На одном из ее скалистых отрогов, на высоте 1207,7 м, Васильев отыскал место для сигнала. Отсюда были видны все пять опорных пунктов северной и южной частей градусной сети и даже пролив Хинлопен, а порою просматривался за ним и западный участок Северо-Восточной Земли — второго по величине острова архипелага. Таким образом, построенный Васильевым триангуляционный знак решил успех экспедиции, так как позволял связать обе сети в одну систему. Поставленный на этом месте сигнал был сложен из камней и имел форму прямого конуса высотой 4 м. В него вделали металлический флаг России.
А.С. Васильев пишет, что в 1900 г. во время "ужасного до невероятности тяжелого труда были перенесены лишения, налагаемые холодом, а иногда и голодом, не раз целость наблюдаемого инструмента и жизнь некоторых участников похода висели на волоске... Вот условия научной работы на Шпицбергене. Правда, проникновением в центральную часть Шпицбергена мы сделали для экспедиции большое дело". Добавлю, что дело это не входило в план русских работ. Деятельность астронома удостоилась высокой оценки на заседании Императорской академии наук. Академик Ф.Н. Чернышев заметил, "что этот поход составит одну из самых блестящих страниц в истории полярных исследований, и мы, русские, должны гордиться тем, что нашим соотечественникам удалось разрешить те задачи, которыми обусловливался успех всего предприятия по градусному измерению на Шпицбергене".
Впереди же предстояло выполнить огромную работу, гораздо большую, чем удалось сделать за два летних и один зимний сезоны. Наступил 1901 г., время, установленное комиссией для окончания всех полевых работ. В состав третьей русской экспедиции вошли восемь астрономов-геодезистов, зоолог и художник. Базисными измерениями руководил академик О.А. Баклунд. Участники экспедиции должны были выполнить нелегкую задачу: завершить астрономические и геодезические исследования и, в частности, установить окончательное место для базиса и измерить его.
В тот год у берегов Шпицбергена создалась очень тяжелая ледовая обстановка. Поэтому суда экспедиции сопровождал ледокол "Ермак". С трудом ему удалось пробиться сквозь льды пролива Хинлопен и высадить геодезистов на припай льда у края огромного ледника Негри. Им предстояло проделать большой и изнурительный поход по ледникам и горам в центральную часть острова к горе Чернышева, чтобы завершить начатые в прошлом году наблюдения на пяти пунктах триангуляционной сети. Русские ученые помогали шведам выполнять наблюдения на южном пункте, в результате чего протяженность русской сети увеличилась и соединилась со шведской триангуляцией.
Практически основная часть триангуляционных работ была завершена за один летний сезон. Успеху способствовали не только благоприятные погодные условия и полученный опыт, но огромный энтузиазм всех участников экспедиции, их мужество и понимание задач, поставленных перед ними.
22 августа закончились работы на последнем пункте русской части триангуляции, и после дополнительных измерений на ряде южных пунктов южной сети и около Хорнсунна русская экспедиция отбыла из Константиновки на родину. А.С. Васильев с горечью пишет о том, с каким чувством сожаления он и его сподвижники расставались с полюбившейся им суровой природой закованного в лед архипелага с остроконечными горами и синими фьордами.

Шпицбергенское градусное измерение продолжалось 522 дня! Из них на зимовку было истрачено 269. Первый летний сезон длился 75 дней, второй — 95 и третий — 83. За это время русской экспедиции удалось выполнить грандиозную программу, в том числе: осуществить заново почти половину рекогносцировки русской части сети; провести определение широт и азимутов на 11 пунктах, гравиметрические наблюдения на 5 пунктах, топографическую съемку на площади в 10000 км2; соорудить сигналы на 14 пунктах основной базисной сети; измерить горизонтальные и вертикальные углы и базис длиной 6,2 км. Кроме того, ученые занимались изучением земного магнетизма, силы тяжести, полярных сияний, геологией, гляциологией и биологией.
Основная задача Шпицбергенского градусного измерения — уточнение размеров эллипсоида и величины его сжатия была решена в соответствии с требованиями, которые выдвигались наукой в то время. По данным шведско-русской экспедиции, величина сжатия Земли получилась равной 1:297,2, то есть достаточно близкой к соответствующей величине известного эллипсоида Ф.Н.  Красовского (1:298,3), принятого в СССР в 1946 г. Следует отметить еще раз, что определение дуги земного меридиана удалось выполнить за три года благодаря совместным работам русских и шведских геодезистов и астрономов, их высокой квалификации, опыту и мужеству.
Все участники беспримерной экспедиции были награждены нагрудными знаками с императорским вензелем и изображением контура Шпицбергена, на котором золотыми точками были обозначены вершины триангуляционной сети и обозначены годы 1899-1901.
...Прошло 100 лет с начала работ по градусному измерению на Шпицбергене. За это продолжительное время сотни маленьких и больших экспедиций разных стран мира излучали уникальную природу полярного архипелага. Давно уже определение размеров земного эллипсоида основывается на исчислении огромных по диапазону градусных измерений, проведенных учеными на разных широтах всех материков. Несмотря на это градусные измерения на Шпицбергене следует считать одним из передовых научных геодезических предприятий на самом пороге XX века по результатам, организации и проведению работ в тяжелейших условиях Арктики. Несомненно, работы шведско-русской экспедиции занимают достойное место в мировых градусных измерениях.