Muzeum Morskie w Trieście

[Henryk von Groc]

Sekstant

Kątomierz lusterkowy, optyczny przyrząd nawigacyjny stosowany niegdyś w żeglarstwie i astronomii, służący do mierzenia wysokości ciał niebieskich nad horyzontem, a także kątów poziomych i pionowych pomiędzy obiektami widocznymi na Ziemi. Nazwa pochodzi od łacińskiego słowa sexta, co znaczy szóstą część, ponieważ kątomierz (limbus) – podstawowa część przyrządu, stanowi wycinek jednej szóstej koła. Najczęstszym zastosowaniem sekstantu jest określenie astronomicznej pozycji obserwowanej na podstawie pomiaru wysokości Słońca z kulminacji - tj. o godzinie 12 w południe czasu słonecznego, astronomicznej linii pozycyjnej na podstawie pomiaru wysokości Słońca i czasu (UTC) pomiaru lub określenie pozycji na podstawie pomiarów wysokości gwiazd rano i wieczorem - np. określenie szerokości geograficznej z pomiaru wysokości Gwiazdy Polarnej.

Sekstant został wynaleziony w 1731 roku przez angielskiego matematyka i wynalazcę szeregu przyrządów optycznych (mylnie podaje się, że był astronomem) Johna Hadleya (1682-1744) i praktycznie do dzisiaj pozostał w tej samej postaci.

Pomiar za pomocą sekstantu polega na wycelowaniu lunetki na horyzont i obracaniu ruchomym ramieniem (alidadą) do momentu, kiedy obraz obserwowanego ciała, odbity w dwu zwierciadłach (ruchomym i nieruchomym podzielonym na połowy: przezroczystą i odbijającą), pokryje się z horyzontem widzianym przez przezroczystą część zwierciadła. Kąt odczytuje się na skali wygrawerowanej na limbusie przy pomocy noniusza lub śruby mikrometrycznej. Rzeczywista wysokość jest dwukrotnie większa od kąta przesunięcia alidady, dlatego – aby uniknąć konieczności mnożenia wyniku przez dwa – podziałka jest dwukrotnie zagęszczona. Tym samym zakres pomiarowy sekstantu wynosi 2 × 1/6 kąta pełnego, czyli 120°.

Pomiarów dokonuje sie z dokładnością do 0,1 minuty kątowej. W astronawigacji pozwalałoby to teoretycznie na oznaczenie położenia statku z dokładnością do 0,1 mili morskiej czyli 185 metrów. W praktyce, ze względu na szereg czynników wpływających na dokładność pomiaru, ostateczna dokładność jest kilkanaście razy gorsza.

Sposób dokonania pomiaru sekstantem

[Henryk von Groc]

Koło Bordy

Przyrząd nawigacyjny, służący do pomiaru kątów - zwłaszcza pionowych. Zasada jego działania jest taka sama jak w sekstancie, ale koło pozwala mierzyć dowolne kąty, podczas gdy sekstant – tylko kąty nie przekraczające 120°. Koło Bordy składa się z dwóch niezależnie obracających się kół z dwiema lunetami. Zastosowanie koła pozwoliło na znaczny wzrost dokładności pomiarów kątów w geodezji.

Przyrząd ten skonstruował uczony, wojskowy i urzędnik okresu Wielkiej Rewolucji Francuskiej Jean-Charles Borda podczas prac nad zmierzeniem południka Dunkierka–Barcelona. Pomiar tego południka związany był z wprowadzaniem systemu dziesiętnego i uniwersalnego układu miar i wag, a w szczególności z definicją wprowadzanej wtedy, nowej jednostki długości – metra.

[Henryk von Groc]

Chronometr

Zegar, cechujący się dużą dokładnością i odpornością na zmienne warunki pracy. Chronometr mechaniczny został skonstruowany w 1759 przez angielskiego stolarza Johna Harrisona.

W nawigacji stosowane były chronometry mechaniczne z mechanizmem balansowym, o napędzie sprężynowym. Posiadają mocną obudowę, aby wytrzymywać działanie zmiennych warunków morskich. Chronometry takie są umieszczane w drewnianych skrzynkach, a następnie zawiesza się je na specjalnym mocowaniu w pozycji poziomej, aby nie dochodziło do błędów pomiarowych. Błąd wskazań chronometru – liczba sekund, o którą przyspiesza lub spóźnia się w czasie doby, nazywana jest dziennym ruchem lub chodem chronometru. Ustawiany jest najczęściej na czas Greenwich, a następnie nie przestawia się go na czas aktualny w miejscu położenia, lecz różnice czasu z odpowiednim znakiem zapisuje się w dzienniku chronometru. Znajomość dokładnego czasu jest niezbędna przy stosowaniu astronawigacji.

[Henryk von Groc]

Kompas magnetyczny

Przyrząd nawigacyjny służący do wyznaczania kierunku południka magnetycznego. W kompasie wykorzystywane jest zjawisko ustawiania się swobodnie zawieszonego magnesu wzdłuż linii pola magnetycznego. Kompas składa się z wąskiego, długiego i lekkiego magnesu (tzw. igły magnetycznej) ułożyskowanego na pionowej osi oraz tarczy z podziałką kątową (tzw. róży kompasowej). Współczesne kompasy wypełnione są płynem (zwykle alkoholem), co zapobiega drganiu igły utrudniającemu odczyt.

Nawigacja przy użyciu kompasu magnetycznego wymaga uwzględnienia poprawek.

Ze względu na różne położenie biegunów magnetycznych i geograficznych im większa szerokość geograficzna tym większe odchylenie między południkiem geograficznym a magnetycznym wskazywanym przez kompas (wpływ ma też niejednolitość pola magnetycznego Ziemi). (patrz: deklinacja magnetyczna) i dlatego powyżej 85° N lub S przestają one spełniać swoje zadanie. Obiekty znajdujące się w pobliżu kompasu – na przykład stalowy kadłub statku – mogą zakłócać jego wskazania

[Henryk von Groc]

Busola

Urządzenie nawigacyjne służące do wyznaczania kierunku bieguna magnetycznego. Busola, podobnie jak kompas, jest wyposażona w igłę magnetyczną. W XIII wieku włoscy marynarze zastąpili pływającą "igłę" nowym urządzeniem. Było to pudełko z drzewa bukowego z zamkniętą wewnątrz igłą. Stąd pochodzi nazwa busoli. Nieco później pod igłą na dnie pudełka umieszczono podziałkę w stopniach. Pozwoliło to nie tylko wyznaczać kierunek północny, ale także i kierunki pośrednie.