Einen Sextanten verwenden

Der Sextant ist eine Navigationshilfe, die aus einem kleinen Sichtteleskop, Spiegeln, einem beweglichen Arm und einem gespiegelten Holz- oder Metallbogen von 60 Grad (dem Sechstel eines Kreises, von dem sich auch der Name des Instrumentes ableitet).^{[1]XForschungsquelle} Du kannst einen Sextanten verwenden, um die Position der Sonne, des Mondes oder anderer Himmelskörper am Himmel zu bestimmen, sowie die geografische Breite, an der du dich befindest. Obwohl sein Aufbau kompliziert aussieht, kannst du ihn mit einem Verständnis davon, wie er funktioniert und mit Übung verlässlich verwenden, um deinen Standort festzustellen.

Teil 1

Teil 1 von 3:

Den Höhenwinkel eines beobachteten Objektes finden

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Wenn du den Sextanten nicht an Bord eines Schiffes auf See verwendest, musst du deine Sichtung an deine Höhe über dem Meeresspiegel anpassen.^{[2]XForschungsquelle} Wir besprechen die Korrektur später; für den Moment musst du nur deine Höhe über dem Meeresspiegel kennen.
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Sichte den Horizont, indem du durch den Horizontspiegel blickst. Der Horizontspiegel ist nur teilweise versilbert, sodass du durch ihn hindurch und durch das Sichtteleskop darunter sehen kannst.
- Die Horizontlinie bildet die Basislinie für den Höhenwinkel für das Objekt, dessen Position du bestimmst.
- Dein Sextant könnte die Horizontlinie nicht auf 0 Grad betrachten. Wenn er es nicht tut, muss du das Winkelmaß des Objektes, das du bestimmen möchtest, um denselben Wert korrigieren, den der Fehler an der Horizontlinie aufweist. Dieser Fehler wird als Indexfehler bezeichnet.^{[3]XForschungsquelle}
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Bewege den Indexarm des Sextanten, bis das Objekt, dessen Position du zu finden versuchst, ebenfalls am Horizont sichtbar ist. Ein zweiter Spiegel, der Indexspiegel, ist an dem beweglichen Arm befestigt. Wenn man den Indexarm dreht, dreht sich die Scheibe, auf der der Indexspiegel liegt, bis Licht, das auf den Indexspiegel trifft, auf den reflektierenden Teil des Horizontspiegels trifft, sodass es so wirkt, als würde das Objekt, von dem das Licht kommt, auf dem Horizont liegen.
- Sextanten, die dazu entworfen sind, sich die Sonne anzusehen, enthalten verdunkelte Gläser, um deine Augen vor den Sonnenstrahlen zu schützen.
Mit der Klemme zum Umklappen wird verhindert, dass sich der Arm frei bewegt.
Nimm Anpassungen vor, während du den Sextanten von einer Seite zur anderen drehst, bis das Objekt den Horizont berührt.
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Notiere die Zeit, zu der du die Sichtung vorgenommen hast. Du musst die Zeit in Stunden, Minuten und Sekunden notieren, angefangen bei den Sekunden, um Fehler zu vermeiden.
- Die Zeit schnell zu notieren ist besonders wichtig, wenn du einen Sextanten in der Navigation auf See verwendest.
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Notiere das Winkelmaß. Du kannst den Höhenwinkel des Objektes wie folgt lesen:
- Der Höhenwinkel steht in der Mitte des Indexarms (der Teil des Indexarmes, an dem die Klemme und die Mikrometertrommel angebracht sind) in einem Fenster über dem Sextantbogen. Der Indexarm könnte eine Lupe haben, die dir hilft, die Gradeinteilung des Sextantbogens zu lesen.
- Die Minuten und Sekunden können von den Gradeinteilungen über der Mikrometertrommel abgelesen werden.
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Korrigiere das Winkelmaß entsprechend deiner Position und des Objektes, das du sichtest. Das Winkelmaß, das du mit dem Sextanten herausgefunden hast, muss für folgende Dinge korrigiert werden:
- Indexfehler. Dieser Fehler entsteht, wenn der Sextant den Horizont nicht als 0 Grad liest, sondern als mehr oder weniger als 0. Wenn dein Sextant den Horizontwinkel als größer als 0 (eine positive Zahl) liest, subtrahiere den Horizontwinkel von dem Winkelmaß des Objekts. Wenn dein Sextant den Horizontwinkel als weniger als 0 (eine negative Zahl) liest, füge die Anzahl an Grad der Differenz zu dem Winkelmaß des Objekts hinzu.
- Senkung. Diese Korrektur passt auf deine Höhe über dem Meeresspiegel an. Finde deine Höhe in Fuß (wenn du sie in Metern weißt, multipliziere sie mit 3,28) und multipliziere anschießend die Quadratwurzel deiner Höhe mit 0,98, um den Betrag zu finden, mit dem du das Winkelmaß korrigieren musst.
- Lichtbrechung. Lichtstrahlen biegen sich, wenn sie eine Substanz durchdringen; dieses Verbiegen wird als Lichtbrechung bezeichnet. Je dicker die Atmosphäre ist, desto größer ist die Brechung. Du kannst die richtige Korrektur für die Lichtbrechung für deinen Standort mit einem nautischen Jahrbuch herausfinden.
- Parallaxe. Du musst die Parallaxe einbeziehen, wenn du die Sonne, den Mond oder einen Planet mit deinem Sextanten beobachtest. Diesen Korrekturfaktor findest du in einem nautischen Jahrbuch.
- Halbdurchmesser. Wenn du ein Objekt mit einem beträchtlichen sichtbaren Durchmesser beobachtest (die Sonne oder den Mond), musst du die sichtbare Distanz von seinem Rand zur Mitte finden. Diesen Korrekturfaktor findest du in einem nautischen Jahrbuch.^{[4]XForschungsquelle}
Wenn alle diese Korrekturen angewandt werden, hast du den Höhenwinkel des Objekts.
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Teil 2

Teil 2 von 3:

Deine geographische Breite mit einem Sextanten finden (am Tag)

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1
Finde den Höhenwinkel der Sonne an ihrem höchsten Punkt. Das ist zur Mittagszeit deiner Ortszeit (Normalzeit).
- Befolge die Anweisungen in „Teil 1: Den Höhenwinkel eines beobachteten Objektes finden”.
2
Ziehe Referenztabellen zurate, um die geografische Breite zu finden, direkt über der die Sonne an dem Tag sein sollte, an dem du sie beobachtest. Die Sonne erscheint direkt über (an ihrem Höhepunkt, mit 90 Grad Höhe) dem Äquator (0 Grad geografische Breite) an Frühlings- und Herbstäquinoktium (der erste Tag des Frühlings und des Herbsts).
- Von dem Äquinoktium (Tagundnachgleiche) im März, wo die Sonne direkt an ihrem Höhepunkt erscheint, bewegt sie sich nach Norden bis zur Sonnenwende im Juni und dann zurück zum Äquator hin bis zum Äquinoktium im September. Die geografische Breite, an der die Sonne direkt an ihren Höhepunkt ist während der Sonnenwende im Juni ist der Nördliche Wendekreis oder Wendekreis des Krebses, 23,5 Grad nördlicher Breite.
- Von dem Äquinoktium im September bewegt sich der Ort, an dem sie direkt an ihrem Höhepunkt steht, nach Süden bis zur Sonnenwende im Dezember, dann bewegt sie sich bis zum Äquinoktium im März zurück zum Äquator hin. Die geografische Breite, an der die Sonne direkt an ihren Höhepunkt ist während der Sonnenwende im Dezember ist der Südliche Wendekreis oder Wendekreis des Steinbocks, 23,5 Grad südlicher Breite.
- Wenn du dich nördlich des Nördlichen Wendekreises befindest, wird die Sonne an ihrem höchsten Punkt immer südlich von dir erscheinen. Wenn du zwischen den Wendekreisen bist, könnte die Sonne entweder nördlich oder südlich von dir an ihrem höchsten Punkt erscheinen oder direkt über dir, je nach Jahreszeit.
3
Finde die Differenz zwischen dem Höhenwinkel der Sonne und dem Höhepunkt. Wenn die Sonne südlich von dir in einem Winkel von 49 Grad erscheint, subtrahiere 49 von 90 und du findest die Differenz von 41.
- Wenn du diese Beobachtung während des Äquinoktiums im Juni oder September machst, ist diese Differenz dein geografischer Breitengrad, in diesem Fall 41 Grad nördliche Breite. Wenn die Sonne an einem der Äquinoktien in demselben Höhenwinkel nördlich von dir erschienen ist, wäre deine Breite 41 Grad südliche Breite. Wenn es nicht eines der Äquinoktien ist, musst du weiter rechnen.
- Wenn die geografische Breite, an der die Sonne direkt an ihrem Höhepunkt ist, nördlich des Äquators liegt und die Sonne südlich von dir an ihrem Höhepunkt erscheint, addiere diese geografische Breite (die solare Abweichung) zu dem restlichen Winkel, um deine geografische Breite zu finden. Wenn die Sonne an einer Breite von 20 Grad nördlicher Breite an ihrem Höhepunkt erschien, als du ihren Höhenwinkel von 49 Grad von deiner Position gesehen hast, wäre deine geografische Breite 61 Grad nördlicher Breite (90 – 49 + 20). Desgleichen würdest du, wenn die geografische Breite, an der die Sonne an ihrem höchsten Stand ist südlich des Äquators liegt und die Sonne nördlich von dir an ihrem höchsten Punkt zu sein scheint die geografische Breite zu dem restlichen Winkel addieren um deine geografische Breite zu erhalten.^{[5]XForschungsquelle}^{[6]XForschungsquelle}
- Wenn die geografische Breite, an der die Sonne direkt an ihrem Höhepunkt ist, südlich des Äquators ist und die Sonne an ihrem höchsten Punkt südlich von dir erscheint, subtrahiere diese Breite von dem restlichen Winkel, um deine geografische Breite zu erhalten. Wenn die Sonne bei einer Breite von 20 Grad südlicher Breite auf ihrem Höchstpunkt erschien, als du einen Höhenwinkel von 49 Grad aus deiner Position beobachtet hast, wäre deine geografische Breite 21 Grad nördlicher Breite (90 – 49 – 20). Desgleichen würdest du, wenn die geografische Breite, an der die Sonne an ihrem Höchstpunkt war, nördlich des Äquators liegt und die Sonne an ihrem höchsten Punkt nördlich von dir erscheint, die Breite von dem restlichen Winkel subtrahieren, um deine geografische Breite zu erhalten.
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Teil 3

Teil 3 von 3:

Deine geografische Breite mit einem Sextanten finden (bei Nacht)

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1
Finde den Polarstern oder Nordstern. Der Polarstern ist der hellste Stern des Sternbilds Ursa Minor (der Kleine Bär oder der Kleine Wagen). Er befindet sich am Schwanz des Kleinen Bären bzw. am Griff des Kleinen Wagens. Wenn du Schwierigkeiten hast, ihn zu finden, gibt es zwei Möglichkeiten.
- Blicke an den zwei Sternen am äußeren Ende des Wagens am Kleinen Wagen entlang in die Richtung, in die sich der Wagen öffnet. Diese Sterne werden dich als Anhaltspunkte zum Polarstern führen.
- Blicke vom großen Quadrat im Pegasus durch das Sternbild Kassiopeia (das einem „M“ oder „W“ ähnelt, abhängig von seiner Position am Himmel). Wenn der Große Wagen unter dem Horizont liegt, ist das eine Ersatzmethode, um den Polarstern zu finden.
2
Finde die Höhe des Polarsterns mit deinem Sextanten. In „Teil 1: Den Höhenwinkel eines beobachteten Objektes finden“ findest du Anleitungen dazu, wie du das machst. Der Höhenwinkel für den Polarstern ist derselbe wie deine geografische Breite.
- Diese Methode funktioniert nur an Standorten auf der Nordhalbkugel, da der Polarstern südlich des Äquators nicht sichtbar ist.
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Tipps

Geräte, die mit dem Sextanten in Beziehung stehen, sind der Quadrant, Quintant und Oktant. Die Geräte tragen diese Namen, weil ihre Bögen einen viertel Kreis, einen fünftel Kreis und einen achtel Kreis abbilden. Alle sind so graduiert, dass das Winkelmaß auf ihrem Bogen das doppelte des Winkels beschreibt, den die Bögen tatsächlich abbilden; das heißt ein Sextant beschreibt einen 60-Grad-Winkel, ist aber mit einer Weite von 120 Grad markiert.^{[7]XForschungsquelle}
Moderne Sextanten tragen größere Spiegel als antike Sexanten, mit Spiegeldurchmessern von 5 cm im Vergleich zu einer Größe von 2,5 cm bei antiken Sextanten. Manche haben auch künstliche Horizonte für Bedingungen, unter denen kein natürlicher Horizont gesehen werden kann.^{[8]XForschungsquelle}
Der astronomische Sextant ist dem navigatorischen Sextanten ähnlich. Der Unterschied zum navigatorischen Sextanten ist, dass es ein viel größeres Instrument ist, das keine Spiegel verwendet, um Winkel zu messen, was bedeutet, dass es keine Winkel messen kann, die größer sind als sein 60-Grad-Bogen.^{[9]XForschungsquelle}

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Warnungen

Das Teleskop des Sextanten muss parallel zur Ebene des Sextanten eingestellt sein. Siehe, um das zu überprüfen, auf zwei Sterne, die mehr als 90 Grad voneinander entfernt liegen und verwende den Sextanten, um sie nebeneinander erscheinen zu lassen. Bewege den Sextanten so, dass die Sterne sich auf eine Seite deines Blickfelds verschieben. Wenn die beiden Sterne sich voneinander entfernen, wenn du das tust, hast du einen Einstellungsfehler und musst das Teleskop des Sextanten anpassen. Das ist nur bei antiken Sextanten ein Problem; moderne haben anpassbare Teleskope.
Der Horizontspiegel muss ebenfalls lotrecht zu der Ebene des Sextanten stehen. Du kannst das überprüfen, indem du deinen Indexarm auf 0 Grad stellst und durch den Horizontspiegel siehst. Drehe die Mikrometertrommel (Feinschraube) vor und zurück, sodass du sowohl den Stern als auch sein reflektiertes Bild siehst. Wenn das reflektierte Bild direkt durch das tatsächliche Bild verläuft, ist dein Horizontspiegel richtig ausgerichtet. Wenn es an einer Seite vorbeigeht, hast du einen Seitenfehler und musst den Horizontspiegel anpassen, bis die Bilder einander durchschreiten.
Über den Indexfehler hinaus sind Sextanten empfänglich für andere Probleme, die korrigiert werden müssen, wenn sie gefunden werden. Wenn der Indexspiegel nicht lotrecht zum Rahmen des Sextanten ist, kann der Bogen des Sextanten gebrochen erscheinen, wenn er durch den Indexspiegel betrachtet wird. Das wird als Fehler der Rechtwinkligkeit bezeichnet. Du kannst das überprüfen, indem du den Indexarm bei 60 Grad sperrst und durch den Indexspiegel siehst.
Auf diese drei Fehler muss man überprüfen und sie müssen in dieser Reihenfolge korrigiert werden: Fehler der Rechtwinkligkeit, Seitenfehler, Ausrichtungsfehler.^{[10]XForschungsquelle}

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