Astronomisk navigation

Allerede i antikken anvendte man himmellegemerne til at navigere efter, selvom kursen kun blev bestemt meget omtrentligt. Siden har man igennem århundederne søgt at forfine metoderne. Mange af metoderne gør brug af himmellegemernes højde, hvormed menes den vinkel, som himmelobjektet danner med kimingen, set fra observatørens sted. Til målingerne havde man brug for et vinkelmålingsinstrument.


Vinkelmålingsinstrumenter

I det 13. århundrede reintroducerede den berømte italiener Leonardo af Pisa den såkaldte kvadrant. 1481 er året, hvor en astrolab for første gang nævnes i forbindelse med søfart. Den er en simplificeret udgave af en astronomisk astrolab. Begge instrumenter, dvs. kvadranten og astrolaben, blev anvendt af Christoffer Columbus, der som bekendt i 1492 rejste ud for at finde en ny vej til Indien. En omtale på engelsk af de to instrumenter og Columbus rejse iøvrigt kan findes på følgende adresse: Columbus' navigation.

I begyndelsen af 1500-tallet tog man Jacobsstaven i brug til at måle vinkler med. Også den var en ændret udgave af den astronomiske Jacobsstav, der blev opfundet (eller genfundet?) af Levi ben Gerson (1288 - 1344) omkring 1330 til at måle diameteren af solen og distancen mellem to himmelobjekter, målt i vinkel. På engelsk får den nautiske Jacobsstav også navnet cross-staff. Instrumentets introduktion kan hænge sammen med Vasco da Gama's banebrydende rejse i 1498 syd om Afrika.

Den engelske kaptajn, John Davis (1552 - 1605), der i 1587 havde været på en ekspedition for at finde Norvestpassagen, udgiver i 1595 en bog, hvori han blandt andet beskriver en ny type vinkelmålingsinstrument. Fordelen ved det nye instrument, der får navnet Davis-kvadranten eller på engelsk back-staff, er at man ikke behøver at kigge imod solen for at foretage målinger. Nøjagtigheden er også forbedret.

I 1730 konverterer den 26-årige Philadelphia glarmester, blikkenslager og selvlært amatørvidenskabsmand Thomas Godfrey (1704 - 1749) en Davis-kvadrant til et højdemålingsinstrument med påmonterede spejle. Omtrent samtidigt og uafhængigt af Godfrey får den videnskabelige tekniker, matematiker og fellow of the Royal Society John Hadley (1682 - 1744) idéen til nogle lignende refleksinstrumenter. Hadleys instrument kaldes for en oktant, da den udgør 1/8 af en hel cirkel. Oktanterne benævnes dog også undertiden kvadranter, fordi hver grad på instrumentets limb (bue) repræsenterer 2 grader i vinkel. Instrumentet kan altså måle vinkler fra 0 til 90 grader.

Kaptajn John Campbell (1720 - 1780) foreslår at udvide oktantens bue fra 1/8 til 1/6 af en cirkel. Instrumentet, der naturligt nok får navnet en sekstant, kan dermed måle vinkler fra 0 til 120 grader - husk, at 1 grad på limben svarer til 2 grader i virkeligheden! Med sekstanten havde man udviklet det mekaniske vinkelmålingsinstrument til perfektion og instrumentet er blevet anvendt regelmæssigt til langt op i vort århundrede. Billedet nedenfor viser en sekstant lavet af den berømte instrumentmager Jesse Ramsden omkring 1772. Det pågældende instrument menes at have været anvendt ombord på James Cooks skib på dennes tredje rejse. Det kan måle vinkler med en nøjagtighed på 1 bueminut.

 

 

Nye sekstanter kan stadig købes. På billederne nedenfor demonstrerer jeg den såkaldte Freiberger-sekstant, der i Danmark koster omkring 7000 kr. Denne model bliver blandt andet anvendt i undervisningen på Marstal Navigationsskole.









Historien om skibet "søstrene"

Jeg er selv efterkommer af en sømandsfamilie fra Marstal på Ærø. Klik på knappen eller billedet for at få en lille historie om datidens stolte sejlskibe.


En note

Jeg har lavet en lille note, som interesserede læsere kan downloade. Den indeholder korte beskrivelser af en række milepæle i navigationens historie.

Begivenheder i navigationens historie (71 kB).



Nogle Links

Early Navigation Methods (Metoder i navigationens historie)
Software til navigation (Navigator software)
Columbus' navigation (Site på engelsk om Columbus rejse og de instrumenter, han anvendte)
Voyages of Christopher Columbus (Wikipedia)

Ellers vil jeg henvise til min egen bog Astronomisk Navigation - sfærisk geometri i anvendelse, der er udgivet på Matematiklærerforeningens forlag i 1998, men er desværre udsolgt nu! Bogen er et forsøg på at give en matematisk stringent forklaring på forskellige metoder indenfor astronomisk navigation, herunder stedlinjemetoden.


 

Hvis du vil undersøge nogle af de principper, som ligger bag emnet astronomisk navigation, så kan du kigge på følgende side:

Hvis du vil sætte dig nærmere ind i, hvordan man navigerer efter Solen, Månen, planeterne eller stjernerne, så får du brug for en nautisk almanak. En sådan kan fås i bogform på engelsk hos Amazon.com. Data kommer fra Her Majesty's Nautical Almanac Office and United Kingdom Hydrographic Office. Mange af de nødvendige data kan dog findes gratis på en fremragende hjemmeside, som du kan komme til via nedenstående link.



Skriv en dato nederst på siden og tryk på knappen Go get it og du får en masse data vedrørende himmellegemerne.
 



Vikingerne

Som dansker kan man på mange måder være stolt af vikingerne. Ofte skildres vikingerne som et råt og krigerisk folkefærd, som undertvang sig andre kulturer i Europa. Det er imidlertid ikke så omtalt, at vikingerne var overordentligt dygtige navigatører. Vikingerne foretog rejser til Middelhavet, Grønland og endda Nordamerika, som nordboerne opdagede 500 år før Columbus. Det mest imponerende er vel, at de omkring år 1000 var i stand til at sejle over Atlanten til Nordamerika og endda komme velbeholdne hjem igen.
Men hvordan fandt vikingerne for eksempel vej til de nordatlantiske øer, Shetlandsøerne, Førøerne; Island og Grønland? Lange sejlture på åbent hav uden mulighed for landkending. Desværre ved vi ikke rigtigt noget om deres redskaber og instrumenter. Der er dog nogle fingerpeg fra sagaerne: Her står blandt andet, at når himmellegemerne var synlige, så kunne man "deila ættir" (man kunne dele horisonten), altså finde retninger. Der står også, at når det var overskyet, sneede eller var tåget, så blev man "hafvilla" (man mistede orienteringen). Vore forfædre var altså godt kendt med at finde vej ved hjælp af himmellegemerne. Der var naturligvis tale om en grov retningsbestemmelse, men den har sandsynligvis været brugbar, når man navigerede i mindre etaper efter den model, som englænderne kalder "island hopping". Her er idéen, at man for eksempel fra Bergenegnen først søger kending af Shetlandsøerne, derefter førøerne, så Island og til sidst Grønland. Det har endvidere været diskuteret meget i forskerkredse, om vikingerne ikke var i besiddelse af en eller anden form for kompas, selvom man kun med sikkerhed kan fastslå, at det magnetiske kompas kom til nordeuropa en gang i 1200-tallet.


Litteratur

Søren Thirslund. Træk af Navigationens historie I  -  fra oldtiden til 1530. Handels- og søfartsmuseet på Kronborg, 1987.
Søren Thirslund. Træk af Navigationens historie II  - 1530-1850. Handels- og søfartsmuseet på Kronborg, 1988.
Søren Thirslund. Træk af Navigationens historie III  -  1850-1988. Handels- og søfartsmuseet på Kronborg, 1989.

Ovenstående bøger er gode til at danne sig et billede af navigationens historie. Et godt supplement til de mere matematiske bøger. Nedenfor forsidebilleder af bøgerne.

 

Links

Museet for Søfart  (Meget flot søfartsmuseum i Helsingør)