Jakobsstab – Quadrant – Oktant – Sextant

jakobsstabErfunden bereits im 13. Jahrhundert, im 15. Jahrhundert bereits ein beliebtes Messinstrument und in der Schifffahrt im 16. Jahrhundert eingesetztes Navigationsinstrument war der Jakobsstab. Mit seiner Hilfe und der Peilung mit dem Auge auf Horizont und Himmelskörper konnte der Breitengrad, auf dem das Schiff sich befand, ermittelt werden. Besonders auf einem schwankenden Schiff waren Messungen kaum mit der wünschenswerten Genauigkeit durchzuführen. Trotz der Entwicklung anderer und besserer Winkelmessinstrumente wurden Jakobsstäbe angeblich zur Beobachtung von Gestirnen bis zum Beginn des 19. Jahrhunderts benutzt. Sie waren in der Nautik die Vorläufer der Quadranten, Oktanten und Sextanten.

 

quadrantDer englische Navigator John Davis entwickelte den Quadranten, der sobald zum wichtigsten Instrument bis Mitte des 18. Jahrhunderts wurde. Leider konnte man damit nur sehr ungenau den Längengrad messen. Daher suchte man intensiv nach einem Gerät, mit dem sich Längengrade bis auf wenige Bogengradminuten messen ließen.

 

 

 

oktantDer Oktant ist ein nautisches Gerät zur Messung von Winkeln. Sein Name bezieht sich auf den Umfang der angebrachten Skala von 45° (lat. octans = achter Teil/einem Achtel-Kreis). Der Messumfang beträgt aber wegen der Spiegelung im Strahlengang das Doppelte (nämlich 90°). Entsprechend ist die Skala eingeteilt. Er wurde vom englischen Astronomen und Mathematiker John Hadley zusammen mit seinen Brüdern George (1685–1768) und Henry (* 1687) entwickelt und 1731 der Royal Society in London vorgestellt. Zuerst als Hadley-Quadrant bezeichnet, wurde er zum Vorläufer der moderneren Sextanten.

 

 

 

1757 entwickelte Hadley das vervollkommnete Modell des Oktanten, den Sextanten. Der Name Sextant kommt von dem Geräterahmen, der einen Kreissektor von etwa 60° (ein Sechstel eines Kreises) darstellt, womit aufgrund des Spiegelgesetzes Winkelmessungen in doppeltem Umfange, also um 120° möglich sind. Der Sextant hat deshalb eine Skala von mindestens 120°. Er besaß einen festen und einen beweglichen Spiegel auf einem drehbaren Arm, der Alhidade. Durch eine Einblicköffnung sind das Bild des Horizonts sowie das des angepeilten Gestirns (etwa die Sonne) zu sehen. Durch Verstellen des Winkelarms werden beide Bilder zur Deckung gebracht, und der Winkel zwischen Stern und Horizont wird auf der Bogenskala angezeigt. Die Differenz von 90 Grad zum gemessenen Winkel gibt an, auf welchem Breitengrad man sich befindet. – Jedoch nur an zwei Tagen im Jahr, zu Frühjahrs- und Herbstbeginn, da an diesen Tagen die Sonne zur Mittagszeit genau senkrecht über dem Äquator steht. An allen anderen Tagen bedarf es zusätzlicher Berechnungen oder vorgefertigter Tabellen (wie der „Nautische Almanach“, ab 1767). Erst die Spiegeltechnik des Sextanten schaffte eine präzise Messung unabhängig von Seegang und Schiffsbewegung. Man konnte so die Position des Schiffes bis auf eine Seemeile (ca. 1,85 km) genau bestimmen. Heute erfolgt die Positionsbestimmung mit höherer Genauigkeit In erster Linie über die Satellitennavigation, das amerikanische >GPS< (Global Positioning System) und das europäische Satelliten-Navigationssystem >Galileo<. Die Abweichung beträgt nur wenige Meter.

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