Zelfbouw sextant

Een sextant is een precisie-meetinstrument. Bij de astronomische navigatie komt 1° overeen met een afstand over een grootcirkel van 60 Zeemijlen. Hoe nauwkeurig kunnen wij met eenvoudig gereedschap een sextant maken? We gaan het ontdekken. Om te beginnen maken we een houten frame, dat is afkomstig van één van onze eerdere kajuitzeiljachten, het was oorspronkelijk het hout van een zetplank van een van de slaapplaatsen. Aan het genoemde zeiljacht bewaren we vele herinneringen, mooi om het hout ervan in dit sextant te verwerken.

Aftekenen van het frame

We gebruiken als leidraad het model van een kartonnen AstroMedia sextant om te komen tot een basismodel, we benutten vooral de graadverdeling op de onderrand, maar passen het frame aan om het een eigen vorm te geven. Ook maken we het iets groter aan de onderzijde om te komen tot een schaalverdeling van 15 mm per 10°.

Berekening graadverdeling

We meten dat de boog met graadaanduiding op de onderrand heeft een straal r heeft van 170 millimeter. De omtrek van een cirkel wordt berekend met de formule π maal d (de diameter van een cirkel) of π maal 2 maar r (de radius of straal van een cirkel). Dat wil zeggen π * 340 mm maakt 1067,6 mm. 1067,6 gedeeld door 360° geeft 2,965 mm per 1º. Door de spiegelwerking verdubbeld het aantal graden op de gradenboog van de sextant. 10° op de gradenboog van het sextant komt overeen met 29,65 mm gedeeld door twee maakt 14,852 mm.

Omtrek cirkel = π X 2 radius

Omtrek cirkel = 3,14 X 2 X 170
Omtrek cirkel 1067,6 millimeter
1067,6 / 360° = 2,965 millimeter per 1°

10° = 29,65 millimeter
gedeeld door 2 (spiegelwerking) = 14,825 mm

Zaagsneden zetten we (afgerond) op 15 mm,
daarbij rekening houdend met de zaagdikte

Voor de nauwkeurige aflezing 
zie aan het einde van dit verslag

Aanpassing graadverdeling

Om tot een gradenverdeling van 15 mm per 10° te komen is er een straal nodig van π * diameter = omtrek. We stellen 1° vast op 3 millimeter, 10° Wordt dan 30 millimeter op de schaal. 360° maal 3 mm maakt 1080 millimeter als omtrek van een gehele cirkel. De omtrek gedeeld door π is 343,95 mm, de diameter van de cirkel. Gedeeld door twee geeft een straal van 171,9 mm. Afgerond naar boven 172 mm om aan de rand van de sextant een verdeling te verkrijgen van 15 mm. Hier doen we een concessie en maken we een afronding in de waarden. Komen we later op terug!

Frame uitzagen

Alidade ofwel indexarm

De indexarm ofwel de alidade maken we van een mooi stuk mahonie. Ook hout met een verhaal. Is het frame afkomstig van hout van onze eigen zeilboot (dat overigens al verzaagd onderin lag), het hout van de indexarm maken we van hout afkomstig uit de betimmering van een klassieke S-spant dat de wereld rond is gezeild. Waarmee we ons sextant dus gaan verrijken, door een mooi stuk zeilhistorie eraan toe te voegen.

Gradenverdeling

Van de vorige zelfbouw sextant hebben we het nodige geleerd. Zoals de manier hoe merktekens aan te brengen op de onderzijde van het sextant. Maar het resultaat kon beter. In het bijzonder doordat we deze sextant consequent met een handzaag hebben gebouwd zitten er wat schoonheidsfoutjes in. Nu zal een vakman terecht zeggen dat ook met handgereedschap er geen fouten hoeven te zijn. Misschien wel zeggende dat juist handwerk dichter bij perfectie komt. Maar bij de vorige sextant zijn er met de figuurzaag twee zaagsneden naast elkaar gezet en daar het vulmateriaal tussen geschoven. Terwijl met een elektrische decoupeerzaag de zaagsnede in één maal kan worden gezet. Daarom voor dit ogenblik de figuurzaag terzijde geschoven en de zaagsneden gezet en gevuld met licht materiaal: stevig passe-partout papier uit de kunsthandel.

Vlak voor het aanbrengen van de merktekens is daartoe ook het afplakband worden verwijderd. Vooralsnog werkten we aan een grotendeels afgeplakt geheel, nu krijgen we zicht op hoe het worden gaat. Het mooie is dat ook aan de achterzijde de zaagsneden zonder spaanders zijn gezet. Daar zitten in het bijzonder de schoonheidsfoutjes van het eerder gemaakte ‘oefensextant’.

Kim- en Indexspiegel en vizier

Daarop zijn de kim- ofwel horizonspiegel met twee componentenlijm geplaatst. De kimspiegel is verstelbaar op het frame gemonteerd om een 0° instelling te kunnen doen. De Indexspiegel zit vast op de Alidade ofwel de Indexarm. Belangrijk om de spiegels haaks op het instrument te verlijmen, om een zo zuiver mogelijke meting te bereiken. Ook de positie van het vizier luistert nauw, om zo objectief en recht mogelijk in de spiegels te kijken.

Zonnefilters

Voor de zonnefilters is UV-beschermend glas gebruikt zoals deze ook in lasbrillen worden gebruikt. Er zijn twee sets gemaakt die onderling uitwisselbaar zijn, één set met enkel glas en één set met dubbel glas. In de nacht kunnen voor de observatie van sterren alle zonnefilters afgenomen worden, voor waarneming van de zon kan een enkel of dubbel filter tussen de index- en kimspiegel worden geplaatst. Uiteindelijk is een driedubbele filtering mogelijk door een zonnefilter tussen vizier en kimspiegel.

Metrische gradenverdeling

Langs de onderrand is een metrische gradenverdeling aangebracht, waarbij ieder streepje staat voor 1 millimeter. De onderrand heeft een meetbereik van 90°, de onderrand meet 13,7 centimeter ofwel 137 mm van 0° tot 90°. Hieruit volgt dat 1 mm overeenkomt met 0,66°.

De onderrand van de sextant 
heeft een gradenverdeling van 90°

Van 0° tot 90° meet de onderrand 137 millimeter
90° / 137 mm = 0,6569° / 1 mm 
(afgerond 1 mm = 0,66°)

0,659 * 60’ = 39,4’
(afgerond 1 mm = 40’)

39,4’ = 39’24”

Wijze van aflezen en nauwkeurigheid

Stel de zon wordt gemeten op een hoogte van 56 millimeter, dan volgt daaruit 56 mm maal 0,66° maakt 36,96°.

Wordt de zon gemeten op een hoogte van 84 millimeter, dan wordt het 84 maal 0,66° maakt 55,44°. Zo beschikken we met de sextant over een grove meting (de zaagsneden en de cijfers) en een fijne meting, de millimeters aan de onderzijde te vermenigvuldigen met 0,66°

1 millimeter op de afleesbare van dit sextant komt overeen met een gemeten booghoek van 0,66° ofwel 39,4’. Uitgaande van een hoogtemeting over een meridiaan of grootcirkel van de aarde betekent dit dat een millimeter overeenkomt met 39,4’ overeenkomende op 39,4 Zeemijl.

Lees hier over de Astronomische Navigatie