Sextant Navigation – Die Höhen
Wenn ein Navigator in der maritimen Navigation die Höhe eines Himmelskörpers mit einem Sextanten misst, muss er die Höhe als Winkel des Körpers über dem sichtbaren Horizont messen. (Zum Vergrößern auf das Bild klicken.)
Die so ermittelte Höhe muss um Instrumenten- und andere Fehler korrigiert werden, bevor Berechnungen angestellt werden können.
Der Marinesextant
Der Sextant hat seinen Namen von der Ausdehnung seines Schenkels, die der sechste Teil eines Kreises oder 60 Grad ist. Der Marinesextant ist ein Doppelreflexionsinstrument, das zur Messung von Winkeln in derselben Ebene verwendet wird. Der Bogen ist in Grad von rechts nach links von 0 bis 120 (manchmal auch etwas mehr) eingeteilt. Allerdings ist der Schenkel nur 1/6 eines Kreises, da das Instrument doppelt reflektiert. Siehe nebenstehendes Bild zur weiteren Verdeutlichung.
Rechts von 0 Grad auf dem Bogen sind 5 Grad eingeteilt. Dieser Bogen der Überschreitung wird „Außerhalb des Bogens“ genannt, und der Bogen links von der Null wird als „Auf dem Bogen“ bezeichnet.
Der Sextant kann zur Messung von Winkeln in vertikalen, horizontalen oder schrägen Ebenen verwendet werden.
Das Prinzip des Sextanten
Das optische Prinzip, das bei einem Sextanten verwendet wird, ist folgendes: Gegeben, dass ein Lichtstrahl von zwei Spiegeln nacheinander reflektiert wird, dann ist der Winkel zwischen der ersten und der letzten Richtung des Strahls das Doppelte des Winkels zwischen den Spiegeln.
Dies ist der Winkel, der auf dem ‚Bogen‘ abgelesen wird, nachdem der Navigator ‚einen Stern schießt‘ (eine Höhe nimmt).
Fehler und Korrekturen der Sextanten-Messwerte
Abgesehen von Fehlern bei der Herstellung, die selten sind, kann ein Sextant Fehler haben aufgrund von:
- der Indexspiegel steht nicht senkrecht zur Ebene des Instruments.
- Das Horizontglas steht nicht senkrecht zur Ebene des Instruments
- Der Horizont und die Indexspiegel stehen nicht senkrecht zueinander
Auf See werden diese Fehler durch Einstellschrauben an den Index- und Horizontspiegeln korrigiert. Jeder verbleibende Fehler wird Indexfehler genannt und wird vom Beobachter kalibriert.
Andere Korrekturen der Sextantenablesungen beinhalten Dip (für die Augenhöhe des Beobachters), Refraktion (für die Brechung des Lichts in der Atmosphäre, Parallaxe (wir messen die Höhe an der Erdoberfläche und nicht am Erdmittelpunkt, was die wahre Höhe ist), Halbdurchmesser (von Körpern wie der Sonne und anderen Planeten. Das liegt daran, dass die wahre Höhe des Körpers von seinem Zentrum aus gemessen wird, während der Navigator das nicht genau wissen kann und daher den äußeren Umfang der Sonne oder des Planeten verwendet).
Alle diese Korrekturen werden berechnet oder in nautischen Almanachen und Tabellen gefunden und angewandt.
Wie wird ein Visier genommen?
Abhängig von der Tageszeit, der Klarheit des Horizonts und den Himmelskörpern (Sterne und Planeten), die er deutlich sehen kann, entscheidet der Nautiker, welche Sterne oder Planeten er „anschießt“.
Bei der Aufnahme der Höhe geht es darum, den Himmelskörper durch den Sextanten gesehen „auf den Horizont zu bringen“. Das bedeutet, dass das Spiegelbild des Körpers, wie es durch den Sextanten gesehen wird, langsam bis zu einem Punkt abgesenkt wird, an dem es gerade den Horizont berührt. Dies geschieht, indem man den Sextanten zunächst auf Null stellt und den Arm des Sextanten langsam und gleichmäßig bewegt, während man die Reflexion des Körpers im Instrument im Blick behält. Feinere Einstellungen werden mit dem Mikrometer vorgenommen.
Wenn der Navigator sich vergewissert hat, dass der Körper perfekt auf dem Horizont liegt (bei Planeten und der Sonne wird der Sextant von einer Seite zur anderen geschwenkt, um sicherzustellen, dass der Umfang des Körpers tangential zum Horizont liegt), wird der Winkel auf der Skala des Sextanten abgelesen. Dies ist die unkorrigierte Höhe.
Ein Navigator würde typischerweise auf den Flügel der Navigationsbrücke hinausgehen. Er oder sie nimmt dann eine Höhe und notiert die genaue Zeit. Dann werden Berechnungen angestellt, um die Position des Schiffes zu bestimmen. Dies geschieht in der Regel, wenn das Schiff weit vom Land entfernt ist und Leuchttürme und andere landgestützte Objekte nicht zur Positionsbestimmung genutzt werden können.
Moderne Navigation
Mit dem Aufkommen des GPS wird der Sextant langsam überflüssig. Dennoch wird in Seefahrtsprüfungen immer noch der richtige Umgang mit einem Sextanten geprüft. Elektronische Geräte wie das GPS werden als Hilfsmittel für die Navigation angesehen. Der Sextant ist das einzig Wahre.