Creatieve en vindingrijke Astronomische Navigatie

Alternatief voor een sextant

De hoogte van een hemellichaam kan genomen worden met een meetlat, waarbij de ‘lengtematen’ omgezet kunnen worden in ‘booggraden’.

Een aardig ‘maak het zelf’ instrument is de volgende, simpeler dan een sextant maar redelijk nauwkeurig: Neem een meetlat met een onderverdeling in centimeters. We weten: de omtrek van een cirkel is meetkundig verdeeld in 360°. Met de wiskundige formule Pi (ca. 3,14) maal de diameter van de cirkel kan de omtrek worden bepaald (omtrek = 3,14 * D) zoals ook met Pi maal 2 maal de radius/straal (omtrek = 2*R*3,14) van de cirkel. Bij een cirkel van 360 centimeter komt iedere centimeter van de omtrek van die cirkel overeen met 1°. De straal van een cirkel met een omtrek van 360 centimeter in formule luidt 360° = 3,14 * D waaruit volgt D = 114,6 Delen we 114,6 door 2 komen we uit op een straal R = 57,3 centimeter. Nemen we een touwtje van 57,3 centimeter lengte aan de lineaal zoals op de tekening tussen de tanden, dan kunnen we iedere centimeter op de meetlat beschouwen als 1° van de boog. Nog nauwkeuriger, een centimeter op de meetlat is verdeeld in 10 millimeters, een graad is verdeeld in 60′, dus een millimeter op de meetlat bedraagt 6′. Belangrijk om te vermelden dat deze hoogtemeting uitsluitend toegepast kan worden op de maan, op sterren en planeten: zonlicht brengt letsel aan het menselijk oog!

Zonnekompas

Eigenlijk een zonnewijzer, het werkt volgens hetzelfde principe. De naald (in dit geval een potlood) in het midden van het bord werpt een schaduw af vanaf het midden naar de randen van het bord. Op de randen van het bord zouden ook tijdaanduidingen kunnen staan, maar bij ons zonnekompas zijn er de windstreken gezet. Waarbij de schaduw de streek aanwijst die ligt recht tegenover de richting van de zon. Op de foto, de schaduw valt tussen West en West-Noord-West (aangeduid met het streepje), is de richting van de zon recht tegenover, de zon ‘Azimuth’ van de zon ligt tussen Oost en Oost-Zuid-Oost.

Zonnekompas of zonnebord gemaakt van een plastic bord, een potlood, plakletters en een pijpje plastic.

Het zonnekompas of zonnebord kan op verschillende manieren gebruikt kan worden. We ‘weten’ dat de zon s’morgens in het oosten opkomt en s’avonds in het westen ondergaat. Op het middaguur staat de zon (op onze breedten en op het noordelijk halfrond) pal in het zuiden. De schaduw van het potlood valt dan over de ‘tegenpool’, het noorden. Wanneer we de tijd weten, bijvoorbeeld aan de hand van een horloge, dan duidt het ‘zonnekompas’ in die perioden de windstreken aan.

Andersom werkt ook, hebben we de beschikking over een kompas, en we stellen het zonnekompas zodanig op dat de windstreken overeenkomen met de aanduiding van het kompas, wanneer de zon pal zuid (180°) staat en de schaduw van het potlood valt over de aanduiding van het noorden (0°), dan weten we dat het rond het middaguur is. Wel de zomer- of wintertijd verrekenen!

Zeezeiler Henk Bezemer gebruikte bij zijn avontuurlijke en experimentele zeiltocht van het Engels Kanaal naar de Azoren zonder moderne navigatiemiddelen ook een dergelijk ‘zonnekompas’ of ‘strekenkompas’ om op te sturen aan de stand van de zon en de afgeworpen schaduw. Hij gebruikte daarbij tabellen die duidden in welke richting op welk tijdstip van de dag de zon dagelijks zou staan. Van daaruit stuurde Henk Bezemer langs de te varen koers.

Azimuth en zonsdoorgang (transit/culminatie) aflezen vanaf een eenvoudig kompas

Met een eenvoudig bolkompas is het mogelijk ‘azimuthpeiling’ op de zon te nemen d.m.v. de weerspiegeling van de zon in het glas van een eenvoudig bolkompas. Het principe is als volgt: ‘stel het kompas zo op dat de “zeilstreep” van het kompas het zuiden aanduidt. Hoe nauwkeuriger dat gedaan wordt hoe beter de uitkomst. Stel het kompas tegelijkertijd ook zo op dat de zon in het bolle glas van het kompas kan schijnen. Door nu van bovenaf op het kompas te kijken zal indirect de zon in het glas gezien worden als een weerspiegeling van de zon. Wanneer de weerspiegeling recht tegenover de “zeilstreep” staat is dat het moment van de zonsdoorgang op de positie waar wij ons bevinden.

We volgen het verloop van de weerspiegeling in het glas van het bolkompas, die zich eerst in het oostelijke deel van de kompasroos bevind maar geleidelijk aan zich naar het westelijke deel verplaatst. Rond het middaguur (rekening houdende met zomer of wintertijd) bevind de weerspiegeling van de zon zich in het zuiden, in het verlengde van de ‘zeilstreep’. De zon heeft zich zichtbaar verplaatst aan de hemel van oost naar west, weerspiegeld in het bolle glas van het kompas. Er is een Azimuth (ware peiling van de zon) van 180°.

Praktijk

We nemen een ‘azimuthpeiling’ op de zon, d.m.v. de weerspiegeling van de zon in het glas van een eenvoudig bolkompas, waar we om 12.30 uur zomertijd de zon weerspiegelt zien (als een lichtpunt) in zuidoostelijke richting. De ‘zeilstreep’ zo nauwkeurig gedraaid op 180° ofwel ‘zuid’. Een ‘azimuthpeiling’ met een kompas met verticale naald in het midden van de kompasroos zou vele malen nauwkeuriger kunnen zijn.

Kompaspeiling van de zon, de weerspiegeling van de zon lezen we om 12.30 uur zomertijd af in zuidoostelijke richting.

We volgen het verloop van de weerspiegeling in het glas van het bolkompas, en om 13.40 uur zomertijd bevind de weerspiegeling van de zon zich in het zuiden, in het verlengde van de ‘zeilstreep’. De zon heeft zich zichtbaar verplaatst aan de hemel van oost naar west. Er is een Azimuth (ware peiling van de zon) van 180 graden.

Kompaspeiling van de zon, we peilen de zon in het zuiden.

Rond dit tijdstip, 13.40 uur zomertijd vind voor onze positie de ‘culminatie’, ‘transit’ of ‘zonsdoorgang’ plaats. Het moment om met de sextant de zonshoogte te gaan meten om de breedtegraad te bepalen. Maar hier concentreren we ons op de lengtegraad door het bepalen van de ‘LengteUurHoek’ LHA.

We doen de tijdwaarneming van ‘transit’: 13.40 uur. Vanwege de geldende zomertijd trekken we daar een uur vanaf: het is voor ons 12.40 uur UTC ofwel 12.40 uur GMT. 60 minus 40 minuten leert dat het over 20 minuten 12.00 uur UTC/GMT op de meridiaan van Greenwich zal zijn, een AW op aarde beweegt zich immers van west naar oost.

Gedurende 4 tijdsminuten verdraaid de aarde zich 1 booggraad, wij bevinden zich op een GHA van 20 tijdsminuten, 20 tijdsminuten / 4° maakt 5°. Volgens onze ‘zonswaarneming’ in het zuiden bevinden wij ons op 5° oosterlengte. Onze waarneming klopt. Volgens de GPS bevonden wij ons op 4°57′ OL.

Volgens de zonstabel vindt de ‘transit’ van de zon op onze lengte op 26 juli 2019 plaats om 13.46 uur zomertijd. De ‘transit’ of ‘culminatie’ zou dus 6 tijdsminuten later dan onze waarneming plaats hebben gevonden. Rekenende met deze gegevens komen we dan uit op 13.46 uur zomertijd – 1.00 uur maakt 12.46 uur UTC/GMT, 46 tijdsminuten voor 12.00 uur GMT op de 0 meridiaan. 60 tijdsminuten – 46 tijdsminuten maakt 14 tijdsminuten.

14 tijdsminuten / 4° = 3,5° ofwel 3°30′ oosterlengte. Dit wijkt minstens 1,5° af van onze feitelijke positie als AW: wij bevinden ons volgens de GPS op 4°57′ OL. We kijken opnieuw naar de tabel, en wel naar de kolom ‘Tijdsvereffening’ op 26 juli 2019.

Klik hier voor Zonsgegevens 2019

Daar vinden we een tijdsvereffening van – 6.57 minuten. 13.46 uur – (afgerond) 7 minuten maakt 13.39 uur zomertijd en 12.39 uur UTC/GMT. 21 tijdsminuten / 4° ofwel 5.25° graden ofwel 5°15′ oostelijk van de 0° meridiaan van Greenwich. Onze eerste waarneming op het bolkompas en gebruikmakende van een exacte tijd liet ons een lengte berekenen, zelfs dichter bij de uitkomsten van de tabellen!

Disclaimer De bovenstaande uitleg en benaderingen zijn zo betrouwbaar mogelijk uitgelegd maar geven geen garantie op een veilige navigatie ter land, ter zee of in de lucht. Het bovenstaande is uitsluitend bedoeld om het begrip van en de belangstelling voor de astronomische navigatie te verbreden.

Sluit Menu