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Sextant


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Sextant ca. 1890
Foto: NOAA Photo Library

Ein Sextant (Spiegelsextant auch Sixtant) ist ein Messinstrument dem man den Winkel zwischen zwei weit entfernten Objekten bestimmen Er wird hauptsächlich zur Höhenmessung von Gestirnen für die Navigation auf See verwendet seltener auch in Luftfahrt und bei Expeditionen . Früher fand er auch Anwendung in Astronomie und der Landvermessung .

Eine wesentliche Eigenschaft ist die doppelte Spiegelung eines der beiden Meßstrahlen wodurch das stabilisiert wird und genaue Winkelmessungen auch auf Boden kleiner Schiffe möglich sind.

Der Name Sextant kommt von der Winkelskala die 60° Sechstel eines Kreises) umfasst. Der ältere Oktant hatte eine Skala von nur 45° Achtel eines Kreises) womit Winkel bis 90° werden konnten. Hingegen ist der Quadrant ein Winkelmesser bezüglich der Lotrichtung .

Aufbau und Funktionsweise

Die drei grundlegenden Komponenten des Sextanten

  • ein drehbarer Spiegel ( Indexspiegel ) der fest auf einem Zeiger ( Alhidade ) montiert ist mit dessen Hilfe man genaue Winkeleinstellung ablesen kann
  • ein feststehender Spiegel ( Horizontspiegel ) der entweder halbdurchlässig ist ( Vollsichtspiegel ) oder bei dem nur die eine verspiegelt die andere dagegen durchsichtig ist ( Halbspiegel ). In beiden Fällen können in diesem zwei Bilder ein direktes und ein gespiegeltes werden.
  • ein kleines Fernrohr oder auch nur ein einfaches Rohr Linsen zum anvisieren des Horizonts das auf den Horizontspiegel gerichtet ist.

Mit dem Fernrohr wird durch den hindurch der Horizont angepeilt; dadurch ist eine waagerechte Ausrichtung des Sextanten garantiert. Der drehbare wird solange verstellt bis das Bild des ebenfalls auf den Horizontspiegel trifft und sich mit dem Horizont deckt. Dann kann an Skala der Höhenwinkel abgelesen und daraus die errechnet werden.

Weitere Komponenten:

  • Um die helle Sonne anvisieren zu können und damit das des Horizonts nicht überstrahlt wird können verschiedene Filter in den Strahlengang geklappt werden
  • Bei modernen Sextanten wird die Alhidade durch Schraube über ein kleines Getriebe bewegt das einer Trommel untergebracht ist (Trommelsextant). Dadurch kann Ablesegenauigkeit erhöht werden
  • Um auch bei Dunst den Sextanten waagerecht zu können besitzen einige Modelle einen künstlichen der nach dem Prinzip einer Wasserwaage funktioniert.

Genauigkeit

Schon zu Zeiten der Segelschifffahrt hatten eine Messgenauigkeit von etwa einer Bogenminute (1/60 was einer Positionsgenauigkeit von einer Seemeile entspricht. Moderne Sextanten erreichen eine Genauigkeit 10-20 Bogensekunden. In der Praxis kann der jedoch nie so genau gehandhabt werden so der tatsächliche Messfehler etwa 2 Bogenminuten beträgt. einem Schiff leidet die Mess genauigkeit durch den Wellengang der genaues Anpeilen Horizonts erschwert.

In der Luft führt die hohe des Flugzeugs zu Ungenauigkeiten da sich das bereits während des Messvorgangs um einen Betrag der über der Genauigkeit des Instruments liegt. "Bracketing" (Stern A - B - A) sich dieser Fehler großteils eliminieren.

Sextant auf der ehemaligen 10 DM Banknote

Entwicklung

Das erste Konzept für ein Gerät Winkelmessung mit Hilfe von Spiegeln stammt von Isaac Newton der seinen Entwurf 1700 an die Royal Society einreichte. Seine blieben jedoch unbeachtet und wurden erst 1742 nach seinem Tod veröffentlicht.

Um 1730 entwickelten unabhängig voneinander John ( 1682 - 1744 ) englischer Astronom und Mathematiker und Thomas Godfrey ( 1704 - 1749 ) Optiker und Erfinder in den britischen Kolonien Amerika den Sextant und reichten ihre Entwürfe die Royal Society ein. Hadleys Konstruktion damals Oktant erwies sich als die zweckmäßigere und der Vorläufer aller weiteren Sextanten. Beide Versionen aber als gleichwertig und so teilten sich Erfinder einen Preis der für die genaue auf See ausgesetzt worden war.

Die ersten Sextanten waren noch aus gebaut. Auf See verzog sich das Holz die Luftfeuchtigkeit so dass die Instrumente bald Metall gefertigt wurden. Der Sextant ist ein empfindliches Instrument. Eine kleine Verformung des Zeigers eine kleine Verstellung des Spiegels durch ein kann zu einer falschen Positionsbestimmung führen die viele Kilometer neben der tatsächlichen Position liegt. sicher sein zu können dass das Gerät beschädigt ist wurde ein Sextant nur selten der Hand gegeben und in der Regel gekauft. Neuere Instrumente lassen sich an den der Spiegel justieren .

Der Sextant ersetzte schnell den Jakobstab und das Astrolabium . Im Bereich der Landvermessung wurde er vom Theodoliten abgelöst. Bei der Navigation auf See der Sextant erst mit der Satellitennavigation ( GPS ) an Bedeutung. In der Luftfahrt war Sextant nur kurze Zeit in Gebrauch und bald durch Funknavigation Trägheitsnavigation und Kreiselkompasse heute ebenfalls durch Satellitennavigation ersetzt.

  



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