Navigation nach den Sternen

 

Da ich öfters zu diesen Theam befragt wurde, möchte ich hier einen kurzen Überblick darlegen. Seit Anbegin der Seefahrt orientierte sich der Seemann an Sonne und Sternen, wobei sich die Methoden mit der Zeit immer mehr verfeinerten. Zur Bestimmung der aktuellen Position benötigt man 2 Koordinaten, Geographische Länge und Geographische  Breite. Wobei die Breite seit Erfindung des Oktanten und dessen Weiterentwicklung zum Sextanten ohne größere Probleme bestimmt werden konnte, war die Ermittlung der Länge auf Grund der sehr ungenauen Uhrzeit an Bord der Schiffe lange Zeit nicht möglich. Die Breite lässt sich recht einfach durch die "Mittagsbreite", bzw des Nachts solange die Kim noch sichtbar ist durch Peilung der Sterne errechnen, wobei in Gewässern auf der nördlichen Halbkugel durch denPolarstern recht angenehm ist.

Wie messe ich mit einem Sextant:

Ein Sextant ist nichts anderes als ein sehr genaues Winkelmeßgerät, ausgestattet mit 2 Spiegeln, Indexspiegel als Halbspiegel oder als durchlässiger Spiegel und Zenitspiegel, einen kleinen Linsenfernrohr, Stellschraube,einen Satz Sonnenfilter zum Schutz der Augen und einer Skala zum ablesen des gemessenen Winkels, wobei mit den heutzutage verwendeten Trommelsextanten und reichlich Übung eine sehr genaue Ablesung möglich ist und hiermit eine Genauigkeit der Position von ca. 2 Seemeilen erreicht werden kann. Anmerkung: Diese Genauigkeit lässt sich nur an Bord von größeren Schiffen mit relativ ruhigen Deck erzielen. Durch die  Anordnung von Index- und Zenitspiegel kann der Betrachter sowohl Gestirn als auch Den Horizont im Blickfeld zu behalten. Nun visiert man das gewünschte Himmelsobjekt an, durch drehen an der Stellschraube zieht man nun den unteren Rand des Gestirns oder der Sonne an die Kimmlinie, da man den Sextanten freihändig nicht exakt gerade halten kann, wir durch pendeln nach links und rechts solange feinjustiert, bis der untere Rand des Gestirns nur am höchsten Punkt auf der Kimmlinie aufsitzt. Jetzt rasch noch Uhrzeit notiert, Gradanzahl ablesen und fertig ist die Messung. Mehrere Messungen oder Ermittlung der Monddistanz führt man am besten zu zweit durch, wobei der Nautiker die Messungen durchführt und ein Helfer die Uhrzeit und das Ergebnis notiert. Das Ergebnis kann aber noch nicht zur Berechnung herangezogen werden, da hier noch einge Korrekturwerte eingebracht werden.

  1. Die Augenhöhe: Je höher das Auge des Betrachters von Meeres-Null entfernt ist, desto weiter ist bedingt durch die Erdkrümmung die Kimm entfernt.
  2. Atmosphärische Brechung: Da der Luftdruck mit steigender Höhe abfällt verändert sich der Brechungsindex der Atmosphäre. Gestirn steht zu hoch, Durchmesser von Sonne und Mond variieren je nach Tageszeit.
  3. Gestirnsdurchmesser: Da bei der Messung der untere Rand auf die Kimm aufgesetzt wird, muss der Wert zum Mittelpunkt von Sonne und Mond berücksichtigt werden.
  4. Horizontal Parallaxe: ensteht durch die Entfernung zwischen Erdmittelpunkt und Standpunkt des Beobachters auf der Erdoberfläche, wirkt sich allerdings nur  bei Sonne, Mond (stark) und Planeten durch die "geringe" Entfernung aus. Bei Messung von Gestirnen kann diese Korrektur weggelassen werden.
  5. Eventuelle Indexfehler des Sextanten, sollte bei heutigen Geräten und bei sachgemäßen Umgang und Pflege eigentlich kein Thema mehr sein.

 Diese Korrekturwerte entnimmt man einen nautischen Jahrbuch, zB  wie es das  Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie in Hamburg herausgibt.

 In diesen Jahrbuch findet man auch Tabellen über die 4 navigationstauglichen Planeten, Venus, Mars, Jupiter und Saturn, so wie Tabellen der 80 gängigen Fixsterne die zur Navigation benutzt werden.  Nun nimmt man die gemessenen Gestirnswinkel, blättert im Jahrbuch, wälzt Logarithmentabellen, schlägt sich mich mit Sinus und CoSinus herum und erhält nach elendiger heurmrechnerei seinen aktuellen Standort.  Die Grundlagen dieser Berechnungen  füllen ganze Bücher aus, doch deren Erläuterung würden hier wohl zu weit führen.

Wie oben bereits gesagt wurde, lässt sich mit den heutigen Sextanten , Dank der Ganggenauigkeit heutiger Uhren und reichlich Übung die aktuelle Position auf ca. 1-2 Seemeilen feststellen.

In der heutigen Zeit mit GPS gestützten Kursrechner, Kreiselkompass, Navigationscomputern usw. ist zu jeder Zeit die aktuelle Position mit wenigen Metern Abweichung von den Bildschirmen ablesbar, was auch notwendig ist, da Hafenliegezeiten immer teurer werden und das Zeitfenster für die Ankunft immer enger wird.

Nachteil der Himmelsnavigation sei natürlich auch nicht verschwiegen, ist der Himmel bedeckt wie es z.B. im Atlantik oder am Großkreis sehr oft der Fall ist, dann half in früheren Zeiten nur noch "koppeln", d.h. den Einfluß von Strömung, Winddruck, Wellengang, Geschwindigkeit und Kompassmissweisung in die Standort- und Kursberechnung miteinzubeziehen um so auf ein halbwegs genaues Besteck zu kommen. In Landnähe wurde die Abweichung zum Zielort dann mittels Landmarken, Leuchttürmen, Feuerschiffen, in neuerer Zeit mittels Funkfeuer bestimmt.

 

Meldauf & Steppes - Lehrbuch der Navigation

Montenbruck - Grundlagen der Ephemeridenrechnung