Hvorfor var sekstanten så vigtig? Hvornår blev kompasset opfundet? Og hvorfor hedder det knob? Find ud af, hvordan fortidens navigatører kunne nå i sikker havn uden en gps.
Ved hjælp af en sekstant, et kompas og et nøjagtigt ur kan navigatøren bestemme sin position– selv på åbent hav.
Hvordan fandt de søfarende vej før kompas og sekstant?
De tidlige søfarere bevægede sig ikke langt fra kysten, hvis de kunne undgå det. Landkending betød faste pejlemærker som bjerge og kløfter, kyster og byer – noget statisk og ubevægeligt, som navigatøren kunne beregne sin position ud fra. Derfor var langt de fleste af fortidens sejladser kystnære.
Men enkelte civilisationer fostrede dygtige sømænd, som dristede sig ud på åbent hav selv i en tid uden kompas og sekstant til at vise vej: Stillehavets polynesiske søfarere fandt fx vej ved at aflæse bølgeretninger og strømforhold tusindvis af kilometer fra land.
I Middelhavet afslører efterladte kort, at minoerne også havde et indgående kendskab til navigation og navigerede kyndigt efter stjernebilleder, når de skulle finde vej fra Kreta til bl.a. Egypten og Syrien. Længere mod nord tilbagelagde vikingerne også mange hundrede kilometer over åbent hav med Solen og Månen som vejvisere.
Hvem opfandt sekstanten?
Sekstanten var kulminationen på den vinkelmåling i forhold til horisonten, der blev indledt med astrolabiet. Princippet bag blev opfundet af en engelsk matematiker og instrumentmager ved navn John Hadley, der præsenterede sin såkaldte oktant første gang i 1731. I 1750’erne var hans oktant blevet videreudviklet til den sekstant, vi kender i dag.
Sekstantens genistreg består i, at sømanden ved hjælp af to spejle og en sigtekikkert kan bringe sit pejlemærke – fx Solen eller Nordstjernen – “ned” og flugte med horisonten i sit synsfelt. Når de flugter, kan han låse målingen og på instrumentets vinkelskala aflæse pejlemærkets vinkel til horisonten.
Uanset hvor meget skibet gynger, er vinklen mellem pejlemærke og horisont låst, og observationer med sekstanten er derfor langt mere pålidelige end med fx astrolabiet.
“Sekstanten er en naturlig forlængelse af skibsnavigatørens arm – den er blevet en del af ham”. Brian Callison, forfatter.
Hvorfor hedder det sekstant?
Sekstanten har fået sit navn, fordi instrumentets bundramme udgør en sjettedel af en cirkel, dvs. 60 grader. På grund af instrumentets dobbelte spejlsystem er den vinkel, instrumentet kan aflæse af himlen, imidlertid det dobbelte, dvs 120 grader.
Hadleys oktant kunne kun måle 90 grader i alt, så sekstantens større rækkevidde var en mærkbar forbedring. Søens folk kunne nu inddrage flere af himlens pejlemærker og dermed øge nøjagtigheden af deres aflæsninger drastisk. Først med satellitnavigationens gennembrud på det åbne hav i 1970’erne blev sekstanten udfaset.
Sådan virker sekstanten
1. To billeder bliver ét
Navigatøren stiller skarpt på horisonten (også kaldet kimingen) gennem sigtekikkerten. Billedet består af to dele: Venstre side stammer fra det stationære horisontspejl, højre side fra det bevægelige alhidadespejl.
2. Solen tvinges ned
Navigatøren løsner nu sigtelinealen, hvor alhidadespejlet sidder. Han skyder linealen fremad, indtil han får Solen i sigte i højre side af billedet. Inden da har han vippet sekstantens solfilter ned for at beskytte øjnene.
3. Vinkel låses fast
Navigatøren justerer, så Solens underside flugter med horisonten, og låser så sigtelinealen. På sekstantens gradinddelte ramme (kaldet limbus) kan han nu aflæse Solens vinkel over horisonten – i dette tilfælde 70 grader.
4. Måling kontrolleres
Navigatøren kontrolmåler ved at svinge sekstanten fra side til side. Solen skal beskrive en bue, hvis laveste punkt berører horisonten. Efter kontrollen slår navigatøren op i sin solhøjdetabel for at fastslå sin position.
Hvad var et astrolabium?
Astrolabiet var en slags forløber for sekstanten. Forskerne kan spore dets oprindelse tilbage til oldtidens grækere, men det var særligt araberne, som i 800-tallet udviklede astrolabiet til et avanceret multiredskab, der kunne bruges til bl.a. at angive tiden for bøn, finde vej til Mekka og opmåle land. Mange af de fornemste bevarede eksemplarer bærer arabiske skrifttegn og har været brugt i bl.a. Córdoba og Cairo.
Den grundlæggende idé med astrolabiet er at måle forskellige himmellegemers, fx Solens eller stjernernes, vinkel i forhold til horisonten – et koncept, der går igen i mange tidlige navigationsinstrumenter.
Arabiske astronomer udviklede astrolabiet – et finmekanisk multiværktøj, der blev brugt til at måle vinkler og positionsbestemme før opfindelsen af sekstanten.
Vinklen kan nemlig bruges til at fastslå navigatørens position på Jorden. For at bestemme breddegraden – altså hvor langt man befinder sig nord eller syd for ækvator – kunne navigatøren fx måle vinklen mellem Solen og horisonten. I områderne omkring ækvator er vinklen altid høj midt på dagen, fordi Jordens midte til forskel fra polerne altid er vendt direkte mod Solen.
Kun her, i de ækvatoriale egne, kan Solen stå i den maksimale 90-graders vinkel i forhold til horisonten ved middagstid. Jo længere man bevæger sig nord eller syd for ækvator, desto mindre bliver den maksimale vinkel, søfareren kan måle ved middagstid.
I Danmark når Solen fx sin maksimale højde på 58 grader i juni. Krydser man polarcirklerne, er vinklen nul, når Solen forsvinder helt i vintermånederne.
I teorien burde det med andre ord være en smal sag at finde sin breddegrad: Hvis man måler Solens vinkel over horisonten ved middagstid, ved man, hvor langt man er fra ækvator. Men i praksis var det alt andet end enkelt, først og fremmest fordi Jorden ikke roterer lodret om sin akse. Den hælder 23,5 grader, hvilket navigatøren måtte tage højde for ved hjælp af ganske komplicerede beregninger.
Og så skulle han have adgang til tabeller, der viste Solens position i forhold til ækvator på det givne tidspunkt det givne sted. Derudover skulle han flugte astrolabiet med horisonten. Opgaven er overkommelig på land, men nærmest umulig på et gyngende skibsdæk, hvilket gjorde målingerne unøjagtige.
Hvem opfandt kompasset?
Søfartshistorikerne kan ikke blive enige om, hvor og hvornår den første magnetiske nål i et egentligt kompas svingede mod nord, men kinesiske kilder nævner allerede for 2.000 år siden en opfindelse med den maleriske betegnelse den “sydpegende fisk”.
Betegnelsen dækkede over en anordning, hvor en lille fisk af træ blev nedsænket i et kar med vand. Inde i fisken fandtes et stykke jern – magnetit – der fra naturens hånd er magnetisk og derfor orienterer sig langs Jordens nord-syd-akse.
Tilsyneladende blev opfindelsen primært brugt i forbindelse med spådomme og til at finde den rette fengshui under opførelsen af nye bygninger, men måske allerede så tidligt som i 800-tallet benyttede kinesiske sømænd kompasset som et egentligt navigationsinstrument. Fra Kina nåede det til de arabiske lande og Europa – i hvilken rækkefølge hersker der ikke enighed om blandt historikerne.
Tidlige kinesiske kompasser fandtes i mange udgaver. Fælles for dem var, at et stykke magnetit orienterede sig i syd-nord-retning – her en skeformet version, der er placeret på en bronzeplade med indgraverede stjernekonstellationer.
I slutningen af 1100-tallet er kompasset dog med sikkerhed nået til Europa. Her beskriver den engelske munk og naturforsker Alexander Neckam, hvordan sømænd kan finde vej ved hjælp af en magnetiseret nål, der kan bestemme retningen mod de fire verdenshjørner.
I det 14. århundrede var kompasset blevet indkapslet i glas og udstyret med gradinddelinger – formentlig af florentinske købmænd. Samtidig blev det udstyret med den såkaldte kompasrose, hvor verdenshjørnerne tydeligt er optegnet, så sømanden med et hurtigt øjekast kunne følge den udstukne kurs.
Hvornår blev verden inddelt i længde- og breddegrader?
Idéen med at lægge et usynligt “net” ned over kloden kan spores tilbage til antikken og astronomen Hipparchos fra Nikæa (ca. 190-ca. 125 f.Kr.). De nærmere detaljer er desværre gået tabt, men Hipparchos’ idé var dengang som nu, at et antal breddekredse inddeler kloden i nord-syd-aksen. Tilsvarende strimler længdekredse kloden op i intervaller i øst-vest-retning.
For begges vedkommende har man behov for et referencepunkt, en såkaldt nulmeridian, som man beregner graderne ud fra. Breddegradens naturlige nulmeridian er ækvator, som derfor udgør den nulte breddegrad.
Længdegradens nulmeridian har ikke på samme måde et naturligt tilhørsforhold – det skal bare vedtages af kartografen. Hipparchos mente fx, at den nulte længdegrad skulle gå igennem fødeøen Rhodos.
Men det var først i det 16. århundrede, at systemet blev udviklet og anvendt i praksis. En af de første, der systematisk anvendte længde- og breddegrader, var den flamske geograf Gerhard de Kremer – af eftertiden kendt som Gerardus Mercator. Han var efter sigende ikke plaget af udlængsel, men frekventerede de over tusind bøger i sit bibliotek, når han producerede sine meget efterspurgte kort og atlasser.
I 1569 præsenterede han et verdenskort, hvor han havde projiceret den runde Jord ned på et fladt verdenskort på en måde, så ækvator og nulmeridianen vises som lige linjer på kortet.
Den såkaldte Mercator-projektion er stadig i brug i dag. Ganske vist forvrænger den proportionerne, jo længere man bevæger sig væk fra ækvator, men projiceringen gør det muligt for navigatøren at udstikke sin kurs i lige linjer.
Den berømte kartograf Gerardus Mercator udstyrede som en af de første sine kort med parallelle længde- og breddegrader.
I det 17. århundrede blev systemet yderligere forbedret af andre videnskabsmænd, herunder den franske matematiker og kartograf Jean Picard. Med uendeligt tålmod triangulerede han sig frem til en forbløffende nøjagtig gengivelse af Jordens form, der ikke – som hidtil troet – var kuglerund, men lidt fladmast og bulende ud på midten, en såkaldt ellipsoide.
Efter Picards opmålinger kunne ækvator placeres med større nøjagtighed. Nulmeridianen skiftede til gengæld plads på kortene alt afhængigt af kartografens lune og de geopolitiske magtforhold. Først i 1884 blev det besluttet, at den skulle skære gennem Royal Observatory i Greenwich, hvilket den stadig gør i dag.
Sekstantens genistreg består i, at sømanden ved hjælp af to spejle og en sigtekikkert kan trække sit pejlemærke ned til horisonten.
Hvad brugte søfarerne timeglas til?
For en landkrabbe byder livet til søs på forvirrende mange ukendte navne og regler. Fx angives skibets fart i knob, og livets gang ombord opdeles ikke i timer, men i “glas”. Hvad angår sidstnævnte, er betegnelsen et levn fra dengang, timeglasset dikterede rytmen ombord. Døgnet var – og er stadig – inddelt i syv vagter, der igen er inddelt i “glas”, som hver svarer til en halv time.
Udtrykket “knob” stammer også fra sejlskibenes æra. For at beregne skibets hastighed smed mandskabet et bræt fastgjort til en såkaldt logline i vandet fra fartøjet. På loglinen var der bundet knuder – knob – med målsatte intervaller. Ved at tælle antallet af knuder, som passerede et punkt på skibet i løbet af et givent tidsrum, kunne de søfarende beregne hastigheden gennem vandet.
En knob svarer i dag til, at man tilbagelægger en sømil i timen (1,852 km/t.).
Hvordan fandt søfolk længdegraden?
Fire år efter at John Hadley præsenterede princippet bag sekstanten, kunne hans navnebror og landsmand tømreren John Harrison præsentere endnu en revolution inden for navigation til søs: Den første prototype på et nøjagtigt ur med betegnelsen H1.
Før Harrisons kronometer, som det blev kaldt dengang, var urene ikke robuste nok til at klare de ubarmhjertige forhold ombord. Drønende hug, når skibet pløjede sig gennem bølgerne, den fugtig tropisk hede og isnende polarluft, de konstante skift i temperatur og atmosfærisk tryk – påvirkningerne var ødelæggende for urenes fine mekaniske dele.
Men Harrisons nye kronometre – det sidste og bedste gik under betegnelsen H4 – var bygget solidt og kunne holde tiden. Dermed gik navigatørens ældste og mest brændende ønske i opfyldelse: At kunne bestemme længdegraden nøjagtigt.
Først da en fingernem tidligere tømrer præsenterede skibstrafikkens første præcise ur, kaldet H4, kunne søens folk nøjagtigt bestemme deres længdegrad.
Breddegraden kunne som tidligere beskrevet klares ved observationer med sekstanten, men længdegraden kunne ikke fastslås, uden at man kendte tidsforskellen mellem skibets position og nulmeridianen – dvs. hvor langt vest eller øst for nulmeridianen skibet befandt sig.
Det skyldes, at Jorden drejer om sin akse; én omgang på 360 grader tager 24 timer. Derfor angives længdegraderne på de fleste kort og globusser med et interval på 15 grader svarende til en time.
Med Harrisons ur ombord kunne navigatøren nu sammenligne det lokale klokkeslæt (fastslået ved at måle solhøjden med en sekstant) med tidspunktet på det medbragte ur, som gik på Greenwich-tid. Var klokken fx 12 ombord, og det medbragte ur viste, at klokken var 10 i Greenwich, havde man “tabt” to timer.
Det betød, at skibet befandt sig 30 (2 x 15) grader øst for Greenwich. Hvis breddegraden samtidig viste fx 40 grader syd for ækvator, havde navigatøren fundet sin position – i dette tilfælde havde skibet rundet Afrikas Kap det Gode Håb, og kaptajnen ville måske udstikke en ny kompaskurs mod nordøst for at nå Indiens rigdomme.