Navigation auf See

Zu Beginn des 17. Jahrhunderts waren riesige Flächen der Erdkugel praktisch noch unerforscht.

Erst die zunehmende Perfektionierung von Marineausrüstung und Navigationsgerät ermöglichte es, große Fahrten aufzunehmen und ferne Länder zu bereisen und auch die letzten weißen Flecken auf der Weltkarte zu tilgen.

Die ersten Entdeckungs-Reisen waren rein wirtschaftliche Unternehmungen. Niemand dachte auch nur im Entferntesten daran, neue Länder zu entdecken oder an astronomische oder geographische Beobachtungen. Einziges Ziel war, wertvolle Ladung zurück zu bringen.

Bis etwa 1750 wurde jede Entdeckung strikt geheim gehalten. Die Kartographie galt als eine Art Geheimwaffe, als ein lebensnotwendiges Wissen, das um jeden Preis gehütet werden musste.

Der erste Kompass, der auf See verwendet wurde, war eine in einen Strohhalm steckende Nadel, die in einer Schüssel mit Wasser schwamm. Wenn der Steuermann wissen wollte, wo der Nordpol lag, musste er die Nadel mit einem Magnetstein bestreichen und einen ruhigen Augenblick zwischen zwei Wellen abwarten.

Im 17. Jahrhundert wurde das Schiffslog eingeführt, welches aus einem auf einer Seite beschwerten Holzbrett (Logscheit) und einer langen Logleine auf einer Rolle bestand. Es wurde vom Heck ins Wasser geworfen, wo es senkrecht stehen blieb. Während man die Leine auslaufen ließ, rann Sand durch eine Sanduhr. Sie zeigte den Ablauf in einer halben Minute an. An der Leine waren in regelmäßigen Abständen Knoten markiert worden. Die Abstände entsprachen den Meridiantertien, die sich aus einer einfachen Rechnung ergaben: Bei einer Geschwindigkeit von einer Seemeile pro Stunde, also 1852 m in 3600 Sekunden, legt das Schiff 15,43 m in 30 Sekunden zurück. Die Knoten ließen sich beim Auslaufen der Leine fühlen. Soviel Knoten man gefühlt hatte, soviel Knoten machte das Schiff. Dieser Ausdruck wird noch heute in der Seefahrt verwendet. Die Durchschnittsgeschwindigkeit des Schiffes musste man durch stündliches Loggen ermitteln. Durch die Messung mit dem Log konnte nur die relative Geschwindigkeit gegen das Wasser ermittelt werden. Heute misst man auf modernen Schiffen die Geschwindigkeit mittels Ultraschall.

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

Im Jahre 1730 stellte der englische Mechaniker Hadley der Admiralität ein Gerät vor, dass er Oktant nannte. Der Hadley-Oktant, mit einem Messbereich von 45°, trug in seiner endgültigen Form ein Visier, häufig mit zwei Löchern für die verschiedene Helligkeit des Horizontes, gefärbte Blendgläser und einen zweiten kleinen Spiegel zur Beobachtung von Gestirnen hinter dem Rücken. Die größte Genauigkeit betrug eine Bogenminute, der sechzigste Teil eines Grades.

1757 entwickelte Hadley das vervollkommnete Modell des Oktanten, den Sextanten, der eine Winkelmessbereich von 120° bietet. 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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(v.l.n.r. Kompass, Schiffslog (17.Jh), Schiffslog (modern), Quadrant, Oktant, Sextant)

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