Comandorul Vasile Chirilă

12 instrumente antice de astronavigație explicate și replicate de comandorul Vasile Chirilă45 min read

De Adriana Moscu 24.07.2023

Expoziția „Peste mări și zări. De la astrolab la sextant” prezintă instrumente complexe cu ajutorul cărora vechii exploratori au navigat pe mările lumii, spre tărâmuri noi.

Ce invenții se ascund în spatele unor cuvinte misterioase precum gnomon, astrolab sau quadrant? Care este legătura dintre cross staff și plasturele care acoperea uneori ochiul piratului? De ce au nevoie navigatorii pentru a-și determina poziția cu ajutorul aștrilor? Cum se măsoară distanțele unghiulare folosind degetele de la o mână? Răspunsul la toate aceste curiozități este la comandorul Vasile Chirilă, curatorul expoziției temporare Peste mări și zări. De la astrolab la sextant,Link: antipa.ro găzduită de Muzeul Național de Istorie Naturală „Grigore Antipa” până pe 31 august. 

Pe 26, 28 și 29 iulie, comandorul Vasile Chirilă se va afla în București pentru o nouă serie de conferințeDetalii despre înscrieri, aici: antipa.ro care vor avea și o parte practică. Comandorul va face demonstrații cu instrumentele de astronavigație prezente în expoziție și le va explica participanților modul în care se determină poziția navei pe hartă.  

Într-o zi caniculară de vară, am ajuns în camera de la Muzeul Antipa care găzduiește expoziția și redă atmosfera răcoroasă și umbroasă din interiorul unei nave vechi. Aici, comandorul Vasile Chirilă, curatorul expoziției și autorul cărții Astronavigația de la gnomon si astrolab la sextantul Apollo.O poți cumpăra de la parterul muzeului sau de pe librariaonline.ro mi-a explicat cum explorau navigatorii, în trecut, cerul înstelat și cum găseau marinarii drumul înspre ținuturi îndepărtate și necunoscute, ori, dimpotrivă, înapoi spre casă, cu ajutorul astrolabului și al sextantului. 

CITEȘTE ȘI: 5 expediții maritime eșuate. Și câteva epave (re)găsite

La final, am ieșit în curtea muzeului, unde comandorul m-a lăsat să mă conving singură de precizia instrumentelor replicate de el după indicațiile matematicienilor antici. Deși suprafața era plană, mâinile mele tremurau un pic, însă m-a ajutat soarele generos, așa că experimentul s-a încheiat cu succes. Iată ce mi-a spus comandorul Chirilă despre despre instrumentele antice de astronavigație. 

https://mindcraftstories.ro/images/2023/07/Mindcraftstories_instrumente-nautice-astronavigatie-peste-mari-si-zari-antipa_Gnomon_comandor-Vasile-Chirila.jpg

Foto: Vasile Chirilă

MindcraftStories_1Gnomonul, cel mai vechi instrument de astronavigație

Cuvântul „gnomon” provine din limba greacă și înseamnă „indicator” sau „cel care arată”. Gnomonul își are originea, în civilizațiile antice ale Mesopotamiei și Egiptului.

Aceste culturi au dezvoltat primele forme simple ale instrumentului, pe care îl, foloseau pentru a măsura timpul și pentru a determina orientarea geografică. Gnomonul folosește umbra pentru a afla unde este nordul, cu ajutorul timpului și a faptului că soarele se mișcă de la est la vest.

Instrumentul este ușor de folosit și poți construi chiar tu unul, cu un simplu băț. „Pentru orientarea în pădure, poți folosi o creangă înfiptă în pământ cât mai drept posibil, pe o porțiune plană, ideal perpendiculară. Marchezi prima umbră și o identifici ca fiind vestul. După un anumit interval de timp, marchezi a doua umbră și o identifici ca fiind estul. Unind cele două puncte, obții o linie de la vest la est. Te așezi cu piciorul stâng către vest și piciorul drept către est, astfel că stângul este orientat către primul semn și dreptul către al doilea semn. În fața ta vei avea nordul, iar în spatele tău, sudul”, spune comandorul Vasile Chirilă.

Gnomonul a ajutat, printre altele, oamenii, să facă saltul de la gândirea magică la cea critică. „Înaintea erei noastre, europenii se temeau să părăsească zona Mediteranei de teamă că vor cădea de pe un pământ plat sau că se vor apropia prea mult de soare și vor fi arși de vii. În schimb, locuitorii din Micronezia navigau utilizând catargul navei. Ei se întindeau pe spate și priveau vârful catargului”, explică Vasile Chirilă.

În Grecia antică, gnomonul a fost rafinat și a devenit un instrument esențial în astronomie și geometrie. Matematicianul și filosoful Thales din Milet l-a folosit pentru a măsura înălțimea piramidelor, astronomul Anaximandru a calculat cu ajutorul său înălțimea obiectelor și distanțele dintre ele, iar Eratostene la utilizat pentru a calcula circumferința Pământului și a stabilit o metodă de determinare a latitudinii. 

În perioada medievală, călugării din mănăstiri și astronomii vremii l-au integrat în obeliscuri sau în zidurile bisericilor. În secolele ulterioare, odată cu progresul științei și tehnologiei, gnomonul a evoluat în diverse tipuri de ceasuri solare și instrumente astronomice mai complexe. Au apărut ceasurile solare portabile, ceasurile solare de grădină și diverse alte dispozitive utilizate în navigație și astronomie.

Gnomonul a fost folosit și în misiunile spațiale Apollo, pentru că pe Lună magnetismul este foarte diferit față de cel de pe Pământ, iar pentru folosirea roverelor trebuia determinată orientarea corectă. Și pe misiunile cu rovere de pe Marte se folosește un gnomon, care ajută la orientarea nord-sud. 

https://mindcraftstories.ro/images/2023/07/Mindcraftstories_instrumente-nautice-astronavigatie-peste-mari-si-zari-antipa_Astrolab-planisferic_comandor-Vasile-Chirila.jpg

Foto: Vasile Chirilă

Cifre Articol MindcraftStories_2Astrolabul planisferic, rol-cheie în determinarea poziției astronomice și a orientării spațiale

Originea exactă a astrolabului planisferic este incertă, dar se crede că a evoluat dintr-un instrument mai simplu numit planisfer, folosit în Grecia antică. Matematicianul și astronomul grec Hipparchus (190-120 î.Hr.) este adesea menționat ca unul dintre pionierii astrolabului. În forma sa cunoscută astăzi a apărut mai târziu, în perioada medievală, fiind creat de astronomi și savanți arabi, cum ar fi astronomul persan Muhammad al-Battani (858-929) și savantul arab Al-Zarqali (1029-1087). 

Astrolabul planisferic era folosit pentru a determina ora locală, pentru a calcula coordonatele astronomice și pentru a trasa hărți ale cerului. A fost folosit și în navigație pentru a determina latitudinea și pentru a stabili direcția pe mare pe baza observării stelelor și a Soarelui.

Astrolabul planisferic funcționează pe principiul proiecției sferice a cerului pe o suprafață plană. Este compus dintr-un disc circular, reprezentând cerul, și o rețea complexă de linii și marcaje, care indică constelațiile, stelele, planetele și alte obiecte cerești. Astrolabul are o linie centrală numită alidada, care reprezintă linia de referință a orizontului. Pentru a folosi astrolabul, utilizatorul trebuie să alinieze astrolabul cu orizontul și să vizeze un obiect ceresc, cum ar fi o stea sau un planetă, prin intermediul orificiului de pe lancetă. Apoi, cu o scală gradată și pe baza coordonatele gravate pe discul principal, se pot efectua diverse măsurători și calcule, cum ar fi înălțimea obiectului ceresc deasupra orizontului sau direcția sa azimutală.

„Pentru a utiliza astrolabul, trebuie să-l ții în mână și să îl rotești astfel încât alidada să fie aliniată cu un obiect ceresc, cum ar fi Soarele sau o stea. Apoi, trebuie să citești pe instrument informațiile necesare pentru a calcula diversele date astronomice, cum ar fi ora, poziția stelelor, ascensiunea dreaptă și declinația lor”, explică Vasile Chirilă. 

https://mindcraftstories.ro/images/2023/07/Mindcraftstories_instrumente-nautice-astronavigatie-peste-mari-si-zari-antipa_Astrolabul-nautic_comandor-Vasile-Chirila.jpg

Foto: Vasile Chirilă

Cifre Articol MindcraftStories_3Astrolabul nautic permitea navigatorilor să calculeze cu aproximație latitudinea

Un astrolabul nautic mai sofisticat a apărut în secolul al XV-lea și a fost utilizat de marinari pentru a determina poziția navei pe mare. Diferența principală între astrolabul nautic și cel planisferic constă în forma și structura sa. Astrolabul nautic este conceput sub forma unor discuri plane, cu un gnomon mobil și un sistem complex de cercuri gravate pe suprafața sa, care includ cercul azimutului, cercul altitudinii și cercul zodiacal.

Astrolabul nautic era folosit pentru a măsura unghiul de înălțare al astrelor în raport cu orizontul, ceea ce permitea navigatorilor să calculeze cu aproximație latitudinea. Utilizând datele obținute cu ajutorul astrolabului nautic și alte instrumente de navigație, cum ar fi busola magnetică, marinarii puteau stabili poziția relativă a navei lor pe mare.

Astrolabul nautic este construit din materiale rezistente la coroziune, precum bronzul sau alama, este prevăzut cu o riglă sau un braț mobil, care poate fi ajustată pentru a măsura unghiul de înălțare al unei stele sau al Soarelui, și echipat cu o scală, pentru a determina latitudinea.

„Astrolabul marinarului sau nautic a fost, inițial, un înclinometru, folosit pentru a determina latitudinea unei nave pe mare prin măsurarea altitudinii Soarelui la amiază sau a altitudinii unei stele la culminația superioară sau la meridian. Nu este un astrolab propriu-zis, este un cerc gradat cu o alidadă, folosit pentru a măsura unghiurile verticale, fiind permisă utilizarea sa pe navele supuse vântului și valurilor puternice, unde astrolabii clasici nu ar fi adecvați. Datorită formei sale, a fost numit și inel”, spune comandorul.   

Instrumentul a fost esențial în epoca marilor descoperiri geografice, pentru că facilita explorarea și navigația pe distanțe lungi. Prin măsurarea înălțimii astrelor și a Soarelui, marinarii puteau deduce direcția și distanța parcursă de navă, iar în funcție de asta, își planificau rutele. 

În timpul expedițiilor sale, Columb a folosit astrolabul nautic pentru a aproxima latitudinea unde se afla pe mare. Prin măsurarea înălțimii unor stele precum Polaris și Soarele, Columb putea estima latitudinea navei și își putea planifica rutele în timpul călătoriilor către America.

https://mindcraftstories.ro/images/2023/07/Mindcraftstories_instrumente-nautice-astronavigatie-peste-mari-si-zari-antipa_Kamalul-indian_comandor-Vasile-Chirila.jpg

Foto: Vasile Chirilă

Cifre Articol MindcraftStories_4Kamalul indian, folosit atât pentru navigația pe mare, cât și în deșert

Cum te orientezi pe un relief întins, nesfârșit și variabil, cu dune a căror formă se schimbă foarte des? „Până la inventarea kamalului, navigatorii arabi din zona ecuatorială și călătorii prin deșert își foloseau degetele întinse la lungimea brațului pentru a măsura unghiul de înălțare al unei stele (Stelei Polare) deasupra orizontului cu ajutorul căruia determinau latitudinea. Când este ținut la lungimea brațului întins, lățimea unui deget măsoară un unghi care rămâne destul de apropiat ca valoare de la o persoană la alta. Astfel, măsurau diferite combinații de degete întinse pentru a obține unghiuri precum 5,1° sau 20°”, spune Vasile Chirilă. Evident, oamenii nu au caracteristici fizice identice, așa că aceste măsurători erau diferite, așa că au fost necesare reguli standardizate. 

Astfel a apărut kamalul, o bucată de scândură folosită pentru orientare și stabilirea poziției pe mare, deosebit de utilă în navigația în apele calde și liniștite ale Mării Roșii și Oceanului Indian, unde stelele puteau fi văzute ușor. 

Kamalul constă într-o placă mică, de obicei din lemn sau os, prevăzută cu o gaură într-unul dintre capete. De asemenea, este necesar un șnur sau un fir cu o lungime cunoscută, de obicei atașat de placă printr-un nod. Navigatorul ține kamalul astfel încât șnurul să fie întins, iar gaura să fie aliniată cu o stea sau un alt astru de referință. Apoi, navigatorul ține kamalul la nivelul gurii, astfel încât steaua de referință să fie vizibilă prin gaura din placă. Astfel, se observă unghiul sub care se află steaua sau astrul de referință în raport cu orizontul, folosindu-se degetele sau alte puncte de referință. Cu ajutorul unor tabele astronomice și a cunoașterii latitudinii locale, se poate determina poziția navei pe mare.

„Kamalul era întins la plecarea din port și se glisa până când partea de jos era tangentă cu orizontul, iar partea de sus era tangentă cu steaua. Prin fixarea unui nod, navigatorii știau că erau în dreptul portului atunci când steaua polară se afla la aceeași distanță. Acest sistem poate părea complicat, dar fiecare port avea un kamal specific, care avea o sfoară cu o anumită lungime. De exemplu, pentru un port era necesară o sfoară de trei metri, iar pentru altul era nevoie de o sfoară de 80 de metri. Lungimea sforii era determinată de lungimea navei”, spune comandorul Chirilă. 

Pentru a putea folosi kamalul, navigatorii își luau ca punct de reper Steaua Polară, o stea fixă care se află în apropierea Polului Nord ceresc. Fiindcă se află în apropierea punctului cardinal nord, aceasta oferă un punct stabil de referință în timpul navigației. Utilizând kamalul, navigatorii puteau măsura înălțimea stelei polare deasupra orizontului și, în funcție de aceasta, puteau determina latitudinea locului în care se aflau.

„Kamalul era foarte util doar în regiunile ecuatoriale în care Steaua Polară era foarte aproape de orizont. Asta poate explica de ce nu era folosit în Europa, unde latitudinile sunt mai mari de 35°”, spune Vasile Chirilă. „Mai mult, kamalul nu poate fi ținut întotdeauna corect: sfoara trebuie să fie întinsă în timpul măsurătorilor, iar placa trebuie ținută perpendicular pe linia de vizare. Orice înclinare compromite măsurătoarea. Mici erori de câteva grade pot duce la abateri enorme în calcularea poziției navei.”

https://mindcraftstories.ro/images/2023/07/Mindcraftstories_instrumente-nautice-astronavigatie-peste-mari-si-zari-antipa_Quadrantul-nautic_comandor-Vasile-Chirila.jpg

Foto: Vasile Chirilă

 Cifre Articol MindcraftStories_5Quadrantul nautic, un astrolab simplificat

Termenul „quadrant” provine din limba latină, de la cuvântul „quadrans”, care înseamnă „a patra parte” sau „un sfert”, și se referă la faptul că instrumentul este divizat în patru părți egale, fiecare corespunzând unui unghi de 90°. Quadrantul nautic este denumit astfel deoarece forma sa amintește de un sfert de cerc, în care unghiurile sunt măsurate și indicate și este, în esență, un sfert de astrolab, sau un astrolab simplificat. Inventatorii lui au eliminat anumite componente,  concentrându-se în principal pe măsurarea unghiurilor și direcțiilor, ceea ce l-a făcut popular în navigația maritimă.

Principiul de funcționare este relativ simplu: navigatorul ținea instrumentul cu mâna și urmărea obiectul pe care îl măsura (de exemplu, Soarele sau o stea) prin intermediul scăriței circulare de pe instrument. Apoi, folosind brațul mobil, măsura unghiul format între orizont și obiect, oferind astfel informații despre înălțimea acestuia.

Quadrantul nautic putea fi folosit atât ziua, cât și noaptea. Ziua, navigatorul măsura înălțimea Soarelui, în timp ce noaptea se concentra asupra stelelor sau a altor obiecte cerești vizibile. „Quadrantele solare au fost instrumente astronomice importante în observatoarele europene, fiind utilizate pentru astronomia pozițională. În versiunile de dimensiuni mai mari ale instrumentului, în special în cele murale, un braț mobil numit rază era atașat la vârful quadrantului și era folosit pentru măsurarea unghiurilor”, spune comandorul.

În Orientul Mijlociu, în observatoare precum Maragheh, Rey și Samarkand, astronomii islamici din Evul Mediu au îmbunătățit instrumentul. „Au construit quadrante murale care erau fixate în planul meridianului, și quadrante altazimutale, care puteau fi mutate pentru a determina altitudinea și azimutul unui corp ceresc.”

Pe mare, quadrantul a fost folosit de mulți navigatori celebri, deși acuratețea instrumentului era limitată de dimensiunea sa și de efectul pe care vântul sau mișcarea navei observatorului îl aveau asupra firului de plumb. 

Totuși, în 1492, „Columb a scris în jurnalul său că a folosit un quadrant pentru a observa Steaua Polară în călătoriile către Lumea Nouă. În 1520, Magellan avea îmbarcate douăzeci de quadrante la bordul navelor sale. Amerigo Vespucci apare în gravura lui Jan Van der Straet cu un quadrant în mână când descoperă coastele Americii”.

https://mindcraftstories.ro/images/2023/07/Mindcraftstories_instrumente-nautice-astronavigatie-peste-mari-si-zari-antipa_Quadrant-observații-solare_comandor-Vasile-Chirila.jpg

Foto: Vasile Chirilă

Cifre Articol MindcraftStories_6Quadrantul pentru observații solare

Quadrantul pentru observații solare este un instrument de navigație astronomică utilizat pentru a măsura înălțimea Soarelui în timpul zilei. Acesta este construit sub forma unui arc de cerc, împărțit în grade și echipat cu un sistem de vizare și o umbrelă.

Pentru a utiliza quadrantul, navigatorul trebuie să se afle într-un loc deschis și să țină instrumentul într-o poziție orizontală, astfel încât umbra vizorului să se alinieze cu raza de lumină a Soarelui. Apoi, prin ajustarea unui braț mobil și măsurarea unghiului format între acesta și arc, navigatorul putea determina înălțimea Soarelui.

Prin cunoașterea înălțimii Soarelui într-un anumit moment al zilei, în funcție de unghiul de înălțime măsurat și de data în calendar, utilizând tabele și calcule astronomice, se putea estima latitudinea navei.

Instrumentul este prevăzut cu trei pinule, care au rolul de a facilita utilizarea și măsurătorile precise. Pinula principală este cea de vizare, amplasată în partea de sus a quadrantului. Aceasta este utilizată pentru a vizualiza obiectul sau fenomenul astronomic dorit.

Celelalte două pinule sunt folosite pentru a măsura unghiurile în raport cu pinula de vizare. Prima dintre ele, pinula orizontală, este amplasată în partea de jos a instrumentului și  poate fi ajustată pentru a asigura o aliniere corectă cu orizontul. Cea de-a doua, pinula verticală, este situată pe lateralul quadrantului și este folosită pentru a măsura unghiul de azimut.

Pentru a utiliza quadrantul pentru observații solare, utilizatorul aliniază pinula de vizare cu  marginea superioară a soarelui. Apoi, măsoară unghiul față de orizont cu pinulele orizontală și verticală. 

https://mindcraftstories.ro/images/2023/07/Mindcraftstories_instrumente-nautice-astronavigatie-peste-mari-si-zari-antipa_Cross-stafful_comandor-Vasile-Chirila.jpg

Foto: Vasile Chirilă

Cifre Articol MindcraftStories_7Cross stafful – la propriu, cu ochii în soare

Numele de cross stuff (traversă încrucișată) vine de la forma sa de cruce. De altfel, utilizarea cross staffului „a dat naștere expresiei shooting the stars, datorită modului în care era ținut, similar cu un arcaș țintind spre Soare sau stele”, spune Vasile Chirilă. 

Cross stafful a fost inventat în jurul secolului al XVI-lea și a fost folosit pentru a măsura înălțimea unui obiect sau a unui punct de pe orizont. Instrumentul este compus dintr-un baston lung, de obicei din lemn, care are un sistem de diviziuni sau marcaje pentru a permite măsurarea unghiului. La unul dintre capetele bastonului este montată o placă mobilă, numită „traversă” sau „arbore”, care poate fi deplasată în sus și în jos. Pe traversă, sunt montate două capete fixe sau mobile, numite „alunci” sau „pinule”. Aceste pinule sunt utilizate pentru a alinia instrumentul cu obiectul observat și pentru a măsura unghiul de înălțime.

Pentru a utiliza cross stafful, navigatorul alinia obiectul observat (de exemplu, marginea inferioară a soarelui) cu una dintre pinule, în timp ce cealaltă pinulă era folosită pentru a măsura distanța dintre aceasta și traversă. Măsurătoarea oferea o estimare a unghiului. Prin cunoașterea înălțimii soarelui într-un moment dat și a datei și locului de observație, navigatorul putea calcula poziția sa pe mare.

Cross stafful a fost folosit în principal în navigația maritimă în secolele XVI-XVIII. A fost utilizat de navigatori celebri, precum exploratorul englez John Davis și exploratorul olandez Willem Barentsz, în timpul expedițiilor lor în căutarea Pasajului de Nord-Est și a Pasajului de Nord-Vest.

https://mindcraftstories.ro/images/2023/07/Mindcraftstories_instrumente-nautice-astronavigatie-peste-mari-si-zari-antipa_Back-stafful_comandor-Vasile-Chirila.jpg

Foto: Vasile Chirilă

Back stafful, o soluție împotriva pericolului de orbire

„Back stafful a fost numit astfel pentru capacitatea sa de a masura unghiuri de până la 90° fără a privi direct la Soare pe timpul observațiilor”, explică Vasile Chirilă. Instrumentul mai este cunoscut și sub numele „Davis quadrant”, în onoarea navigatorului și exploratorului englez John Davis, care în secolul al XVI-lea, a contribuit la popularizarea și utilizarea acestui instrument în navigație, în timpul călătoriilor sale în căutarea Pasajului de Nord-Vest către Asia.

Back stafful este compus dintr-un baston lung, de obicei din lemn, care are un sistem de diviziuni sau marcaje pentru a permite măsurarea unghiului de înălțime. La un capăt al bastonului, există o știftă sau o pinulă mobilă care poate fi deplasată în sus și în jos. La celălalt capăt al bastonului, se găsește o tijă orizontală fixă, numită arc, cu o serie de diviziuni pentru citirea unghiului.

Pentru a utiliza back stafful, navigatorul se întorcea cu spatele către soare și ținea instrumentul în mână, își alinia ochiul cu știfta mobilă și se orienta către soare, astfel încât umbra să cadă pe arc. Apoi, prin deplasarea știftului mobil, se asigura că umbra cădea exact pe o anumită diviziune a arcului. Unghiul de înălțime era citit pe baza poziției știftului mobil și a diviziunilor arcului.

https://mindcraftstories.ro/images/2023/07/Mindcraftstories_instrumente-nautice-astronavigatie-peste-mari-si-zari-antipa_Quadrantul-semicruce_comandor-Vasile-Chirila.jpg

Foto: Vasile Chirilă

https://mindcraftstories.ro/images/2020/04/Cifre-Articol-MindcraftStories_9.jpgQuadrantul semicruce măsura înălțimea unui obiect ceresc

Numele quadrantului semicruce provine din asocierea cu forma unui cross staff ( jumătate de traversă încrucișată) și este un precursor mai simplu al back staffului. Este denumit „semicruce” datorită formei sale distinctive.

Acest instrument este compus dintr-o limbă de metal care servește drept șine de ghidare și un braț mobil care se poate deplasa pe aceste șine. Pe brațul mobil sunt marcate gradele și minutele, permițând navigatorului să măsoare unghiul dintre orizont și obiectul ceresc dorit.

Utilizarea quadrantului semicruce implică alinierea orizontului cu brațul mobil și apoi observarea și înregistrarea poziției obiectului ceresc pe brațul mobil. Unghiul înregistrat poate fi apoi utilizat pentru a determina latitudinea sau pentru a realiza calcule navigaționale.

„În practică, instrumentul era mai precis, dar mai dificil de folosit decât back stafful. Era asemănător cu gnomonul, dar aproape imposibil de utilizat pentru a măsura unghiuri la stele sau Lună”, spune comandorul. „Limitările instrumentelor timpurii constau în faptul că navigatorii puteau face observații doar la crepusculul de dimineață și de seara și doar dacă orizontul era clar.”

https://mindcraftstories.ro/images/2023/07/Mindcraftstories_instrumente-nautice-astronavigatie-peste-mari-si-zari-antipa_Arcul-marinarului_comandor-Vasile-Chirila.jpg

Foto: Vasile Chirilă

https://mindcraftstories.ro/images/2020/04/Cifre-Articol-MindcraftStories_10.jpgQuadrantul arcului încrucișat sau arcul marinarului

Arcul marinarului este un instrument derivat din back staff și a fost creat de Edmund Gunter în anul 1623. 

Cu ajutorul quadrantul arcului încrucișat se măsura înălțimea Soarelui sau a unor stele deasupra orizontului. Instrumentul era compus dintr-un arc semicircular, împărțit în grade, cu o ramă în partea de jos și trei pinule la vârf. Cele trei pinule permit alinierea instrumentului atât pe orizontală, cât și pe verticală, astfel încât să poată fi urmărită poziția exactă a Soarelui sau a stelelor. 

Pentru a folosi quadrantul arcului încrucișat, navigatorul ținea instrumentul astfel încât o pinulă să arate către Soare sau către stea, iar cealaltă pinulă să indice orizontul. Apoi, se măsura unghiul dintre orizont și Soare/stea pe arc și se înregistra această valoare. Astfel, navigatorul putea determina înălțimea Soarelui sau a stelelor pe cer, ceea ce îi oferea informații vitale pentru navigație.

https://mindcraftstories.ro/images/2023/07/Mindcraftstories_instrumente-nautice-astronavigatie-peste-mari-si-zari-antipa_Octantul-naval_comandor-Vasile-Chirila.jpg

Foto: Vasile Chirilă

https://mindcraftstories.ro/images/2020/05/Cifre-Articol-MindcraftStories_11.jpgOctantul naval și principiul dublei reflexii

Deși, vizual, nu foarte diferit de cele dinaintea lui, cu acest instrument se face trecerea în era instrumentelor moderne de navigație. Octantul a fost numit inițial quadrant reflectant, pentru a-l distinge de quadrantul Davis. În prezent, este cunoscut sub numele de octant și folosește principiul dublei reflexii. 

Inventat independent de către John Hadley și Thomas Godfrey, în jurul anului 1730, octantul naval este un instrument de navigație utilizat în principal în secolul al XVIII-lea pentru determinarea altitudinii obiectelor cerești, în special a Soarelui și a stelelor, în scopul aflării poziției navei pe mare.

Octantul naval este numit astfel datorită faptului că diviziunea unghiulară a arcului său este de 1/8 dintr-un cerc complet, adică 45°. În plus față de scala principală de 0-45°, octantul este prevăzut cu un index care poate fi mișcat pentru a măsura unghiuri mai mici. Acest index este conectat printr-o oglindă la un indicator al unghiului observat, permițând navigatorului să=l citească direct pe scala instrumentului.

Navigatorul ține octantul în mână și își ajustează poziția astfel încât să vadă simultan atât obiectul ceresc cât și orizontul. Prin mișcarea indexului și utilizarea oglinzii, se obține un unghi de reflexie care poate fi citit pe scala instrumentului. Acest unghi de reflexie poate fi utilizat pentru a calcula altitudinea obiectului ceresc și, în final, pentru a determina poziția navei.

Octantul naval a reprezentat un avans semnificativ în domeniul navigației, oferind marinarilor un instrument precis și ușor de utilizat pentru determinarea poziției pe mare. A fost folosit pe scară largă de către navigatori și exploratori precum James Cook în expedițiile lor și a jucat un rol esențial în cartografierea și descoperirea unor noi teritorii.

https://mindcraftstories.ro/images/2023/07/Mindcraftstories_instrumente-nautice-astronavigatie-peste-mari-si-zari-antipa_Sextantul-naval_comandor-Vasile-Chirila.jpg

Foto: Vasile Chirilă

https://mindcraftstories.ro/images/2020/05/Cifre-Articol-MindcraftStories_12.jpgSextantul naval, strămoșul GPS-ului

Similar cu octantul din toate punctele de vedere, sextantul naval este denumirea generică pentru a desemna un instrument care folosește principiul dublei reflexii pentru a măsura unghiuri terestre sau pe sfera cerească. 

Se numește sextant nu pentru că arcul său se întinde pe 60°, ci pentru că instrumentul este prevăzut cu un arc gradat egal cu a șasea parte a unui cerc. 

Datorită capacității sale de a măsura unghiuri mai mari, sextantul a înlocuit treptat octantul și a cunoscut o dezvoltare rapidă și îmbunătățiri importante, fiind instrumentul preferat de navigatori. „Din punct de vedere practic, sextantul nu necesită energie și funcționează independent de alte sisteme de navigație. Ca atare, poate fi folosit ca un sistem de rezervă în caz de defectare a sursei de energie electrică și/sau a comunicațiilor”, spune comandorul Vasile Chirilă. 

Cei care promovau metoda distanțelor lunare pentru găsirea longitudinii la sfârșitul secolului al XVIII-lea au stimulat inventarea sextantului. 

Sextantul este alcătuit dintr-un cadran cu un index care poate fi mișcat pentru a măsura unghiuri. Oglinda principală și oglinda orizontală permit navigatorului să vadă simultan atât obiectul ceresc, cât și orizontul.

Funcționarea sextantului se bazează, de asemenea, pe principiul reflexiei oglinzilor. Navigatorul ajustează poziția sextantului astfel încât să vadă atât obiectul ceresc, cât și reflexie a acestuia pe oglinda orizontală. Prin mișcarea indexului și utilizarea oglinzilor, se obține un unghi de reflexie care poate fi citit pe scala instrumentului. Acest unghi de reflexie poate fi utilizat pentru a calcula altitudinea obiectului ceresc și, în final, pentru a determina poziția navei.

Avantajul său principal este că poate fi folosit atât ziua cât și noaptea și este de importanță vitală atunci când niciun reper terestru nu este la vedere. Comandorul Vasile Chirilă spune că funcționează chiar și la bordul unei platforme care își schimbă poziția, motiv pentru care „timp de secole s-a regăsit la bordul navelor și submarinelor pe mare, dar și la bordul aeronavelor, chiar și pentru misiunile Apollo, ca variantă de navigație de rezervă”.



Text de

Adriana Moscu

Este jurnalist și, de aproximativ 20 de ani, se bucură de principalul avantaj al profesiei, pentru că nicio zi nu seamănă cu alta. Are o relație de love-hate cu oamenii, pe care, de cele mai multe ori, îi îmblânzește prin interviuri.

ȘTIINȚĂ|FYI

Milioane de jucători de Borderlands 3 au ajutat la cercetarea microbiomului intestinal

De
Unul dintre cele mai populare jocuri de tip looter-shooter transformat simplul act de a rezolva puzzle-uri într-un efort de știință comunitară
ȘTIINȚĂ|FYI

„Soarele artificial” din Coreea de Sud a funcționat pentru 48 de secunde la 100 de milioane °C

De
Unul dintre cele mai puternice reactoare de fuziune nucleară din lume a stabilit un nou record de încălzire al plasmei.
ȘTIINȚĂ|FYI

A murit Peter Higgs, fizicianul care a prezis în 1964 existenţa particulei fără masă, „bosonul Higgs”

De
Pentru cercetările sale, Higgs a primit premiul Nobel pentru fizică în 2013.
ȘTIINȚĂ|RO-CERCETARE

Cercetarea românească în martie. O tehnologie clujeană va fi folosită în viitoarele aselenizări

De
Cercetarea românească în martie. O tehnologie clujeană va fi folosită în viitoarele aselenizări