sekstant

Skisse av hvordan sekstanten er oppbygget og hvordan vinkelen (høyden) til et himmellegeme fremkommer. Bildet over viser hvordan sekstanten holdes under en observasjon.
Sekstant
Lisens: CC BY SA 3.0

Sekstant er et navigasjonsinstrument for å måle vertikale og horisontale vinkler. Det brukes mest til måling av himmellegemers høyde over horisonten i forbindelse med astronomisk navigasjon.

Faktaboks

Uttale
sekstˈant
Etymologi
av latin ‘en sjettedel’

Utforming

Når stedlinjer skal beregnes, må observasjonen korrigeres for observatørens øyenhøyde, strålebrytning med mer. Tabeller for dette finnes normalt i nautiske tabeller eller almanakker.
Korreksjoner av observasjon
Lisens: CC BY SA 3.0
Oktanten var forløperen til sekstanten, og bruk og oppbygging er nesten identisk. Buen var noe mindre, og rammen var oftest bygget av tre (gjerne ibenholt). Kikkerten var mer primitiv enn på dagens sekstanter.
Oktant
Lisens: CC BY SA 3.0

Sekstanten har en sektorformet metallramme med en bue hvor den målte vinkelen kan avleses. Sektorens bue er cirka 75° (opprinnelig 60° = ⅙ sirkel, derav navnet), og på grunn av det spesielle speilarrangementet vil buen dekke vinkelmålinger mellom cirka 0° og 150°.

Alhidaden er en arm som kan svinges om et lager i buens sentrum; den har i den andre enden en mekanisme for finavlesing av målte vinkel, normalt er dette en trommelskrue med inndeling på mindre enn et bueminutt (1/60 grad). På eldre instrumenter var det en såkalt nonius for finavlesing av målte vinkel. På alhidaden står det store speilet og på rammens venstre side, det lille speilet. En kikkert er montert på rammen, slik at man kan se det lille speilet og speilbildet fra det store speilet.

Foran begge speil er det montert mørke solfiltre som gjør at man kan se direkte mot solen uten at øyet tar skade. Bare den høyre halvdelen av det lille speilet er foliert, den venstre har klart glass. Når alhidaden står på null grader, er de to speilenes flater parallelle. Ser man da gjennom kikkerten vil man se horisonten som en rett linje i begge speilene.

Bruk

Når for eksempel Solens høyde skal måles, sikter man, med alhidaden på 0°, mot Solen gjennom kikkerten og det lille speilets klare del, slik at man ser horisonten. Ved å skyve alhidaden fremover, beveges det store speilet slik at speilbildet fra solen gradvis kommer til syne i den folierte delen av det lille speilet. Idet underranden av solen ligger overett med horisonten, leses solens nøyaktige målte høyde av på buen og trommelskruen. Operasjonen kalles ofte «å ta ned solen». På lignende vis kan høyden til månen, planeter og stjerner måles.

For å få stedlinjer som benyttes i beregning av posisjon, kreves det at man har nautisk almanakk som gir detaljer om himmellegemenes plass på himmelkulen. I tillegg må man gjøre visse korreksjoner for optiske forhold. Opp gjennom tidene har det vært forskjellige metoder og tabellverk for å beregne de astronomiske stedlinjene, men i dag er det vanligst å først beregne en høydevinkel basert på skipets bestikkposisjon. Så observeres høyden med sekstant. Forskjellen mellom observert og beregnet høyde gir da en «høydefeil» som inngår i posisjonsberegningen.

Nøyaktigheten på en observasjon med sekstant vil i stor grad avhenge av brukerens dyktighet. I tillegg vil det kunne oppstå feil på instrumentet. Mest vanlig er det at speilene kan komme litt ut av stilling som følge av støt. En slik feil kalles indeksfeil og er en følge av at speilene ikke er helt parallelle når sekstanten står i nullstilling. Man kan lett finne ut denne feilen ved å justere trommelskruen til horisonten observeres rett, for så å ta hensyn til feilen i observasjonen. Alternativt kan feilen justeres til null ved hjelp av stillskruer på speilene.

Boblesekstant og kunstig horisont

Ved å måle to horisontale vinkler mellom kjente punkt på land kan posisjon bestemmes.
Survey sekstant
Lisens: CC BY SA 3.0

Hvis man ikke kan se horisonten, eksempelvis i områder med is, eller i retninger hvor det er land i horisonten, vil man måtte benytte kunstig horisont. Vanligst er da å benytte «boblesekstant». Denne har innebygd en kunstig horisont i form av en dåselibelle med luftboble. Et eget speilarrangement bringer libellen inn i lysstrålenes bane mellom de to vanlige speilene og observatørens øye når sekstanten holdes horisontalt. Tidligere laget man en kunstig horisont ved å fylle en liten skål med kvikksølv, og sikte mot solens speilbilde i kvikksølvet.

Tidligere var det vanlig å gjøre astronomiske observasjoner på lange flyreiser. Man kunne da benytte forskjellige former for boblesekstanter, men mange fly hadde permanent monterte «fly-sekstanter» i taket i cockpiten. Instrumentet var der forbundet med et periskopsystem som gikk over flykroppen. Av mer kuriøse fly-sekstanter kan det nevnes at spesielle varianter var utviklet for bruk innen romfart, og under Apollo-programmet benyttet man sekstant i navigeringen mot Månen.

Måling av horisontale vinkler

En pinne montert på en flytende plate vil kaste en skygge som kan benyttes til observasjon av breddegrad og peiling til solen - ikke ulikt dagens solur. I norrøn litteratur beskrives dette som «solskuggafjøl». Ved å variere pinnens høyde eller ha flere kurver kunne man ta hensyn til forskjellig deklinasjon og tid på året.
Solskuggafjøl
Lisens: CC BY SA 3.0

Holdes sekstanten horisontalt, er det mulig å måle vinkler mellom to punkter på land. Vinkelen som da avleses, vil representere en karakteristisk sirkulær stedlinje som skjærer de to punktene. Måles vinkel mot et tredje punkt, vil man ha to stedlinjer, og følgelig nok til å bestemme posisjonen med relativt god nøyaktighet. For å sette observasjonen ut i et kart kreves det at man har en justerbar vinkel.

Denne metoden for stedfesting ble mye brukt under sjøkartlegging langs norskekysten før man fikk elektroniske hjelpemidler på 1970-tallet.

Historikk

Astrolabium (øverst) og forskjellige former for kvadranter (under) kunne henges som en pendel for å få riktig horisontalreferanse. Kvadranter lik skissen under var i bruk allerede for over 1000 år siden av de norrøne sjøfarerne. Bilde viser et typisk kunstferdig utformet astrolabium i messing.
Astrolabium
Lisens: CC BY SA 3.0

Sekstant er et resultat av mange hundre år med utvikling av instrumenter for måling av høyde til himmellegemer. Først målte man solhøyden ved hjelp av påler eller pinner som kastet skygge, ikke ulikt et solur (gnomon).

Det finnes dokumentasjon på at de norrøne sjøfarerne benyttet en såkalt «solskuggafjøl» eller solkompass. Dette var en treplate med en pinne på som, når den fløt i en bolle med vann, kunne vise en skygge hvor solhøyden kunne avleses på en skala på treplaten (gnomonkurve). Dermed kunne man bestemme både lokal tid, peiling (retning) til solen, samt stedets breddegrad når solen var på sitt høyeste (i meridianen). Det finnes også dokumentasjon på at de norrøne sjøfarerne benyttet enkle kvadranter for astronomisk navigasjon flere hundre år før dette ble vanlig i andre europeiske land.

Den første varianten av instrumenter som direkte kan sammenlignes med sekstant var jakobsstaven, som er beskrevet fra 1300-tallet. Senere kom flere perfeksjonerte varianter av jakobsstaven som ble kalt kvadranter.

Astrolabium var et lignende instrument med en eldre opprinnelse som blant annet ble benyttet på de store oppdagelsesreisene omkring 1500-tallet.

Utover på 1700-tallet ble kvadranten og astrolabiet avløst av oktanten. Denne er svært lik dagens sekstant, men som navnet antyder, er buen basert på en åttendedels sirkel. Oktanten var det vanligste instrumentet for astronomiske observasjoner på sjøen frem til den gradvis ble avløst av sekstanten på slutten av 1700-tallet og tidlig 1800-tall.

Det ble også laget instrumenter basert på en inndeling med en femtedels sirkel. Disse ble kalt kvintanter eller pentanter, og har i praksis veldig lik utforming av dagens sekstanter, uten at begrepene er i vanlig bruk.

På de fleste skip som seiler i internasjonal fart er det fortsatt sekstant om bord, og den Internasjonale Maritime Organisasjonen (IMO) stiller krav til at navigatører skal kunne bestemme sin posisjon basert på astronomiske observasjoner.

Les mer i Store norske leksikon

Litteratur

  • Bowditch, Nathaniel (2002). The American practical navigator. NV Pub.9V1. U.S. Government Printing Office.
  • Kjerstad, Norvald (2019). Elektroniske og akustiske navigasjonssystemer. Fagbokforlaget.
  • Kjerstad, Norvald (2016). Navigasjon. Fagbokforlaget.
  • Maloney, Elbert S. (1985). Dutton's navigation and piloting, Naval Institute Press, Annapolis, Maryland.
  • Morcken, Roald (1977). Veien mot nord. Sjøfartshistorisk årbok 1977. Bergen Sjøfartsmuseum.

Kommentarer

Kommentaren din publiseres her. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg