Duży mosiężny sekstant w drewnianym pudełku z szybką

Sekstant przez stulecia był jednym z najważniejszych przyrządów nawigacji morskiej. Pozwalał marynarzom określać położenie statku na podstawie pomiaru kątowej wysokości Słońca lub gwiazd nad horyzontem. Dzięki obserwacjom ciał niebieskich i danym z roczników astronomicznych można było wyznaczać przede wszystkim szerokość i długość geograficzną statku.
 

🧭 Pomiar wysokości Słońca w momencie jego górowania, czyli przejścia przez południk miejscowy, był jedną z podstawowych metod nawigacji astronomicznej. Pozwalał określić szerokość geograficzną statku. Nawigator nie potrzebował przy tym znać dokładnej długości geograficznej.

☀️ Słońce w ciągu dnia pozornie przesuwa się po niebie i w pewnym momencie osiąga najwyższe położenie. Jest to jego górowanie, czyli górna kulminacja. Właśnie wtedy nawigator wykonywał pomiar sekstantem. Na przedstawionym przykładzie obserwowana jest dolna krawędź tarczy Słońca, ustawiona dokładnie na linii widocznego horyzontu.

🔭 Nawigator patrzył przez lunetę sekstantu i za pomocą alidady przesuwał obraz Słońca, aż jego dolna krawędź pokryła się z horyzontem. W pobliżu górowania Słońce przestaje pozornie wznosić się coraz wyżej. Po osiągnięciu maksymalnej wysokości zaczyna się obniżać. Nawigator wykonywał więc pomiar w pobliżu tego momentu, a najwyższą uzyskaną wartość wykorzystywał jako wysokość południkową.

📐 Sam odczyt z sekstantu nie jest jeszcze gotową wysokością do obliczeń. Odczytaną wysokość sekstantową (Hs) trzeba skorygować m.in. o błąd indeksu, obniżenie widocznego horyzontu wynikające z wysokości oka obserwatora, refrakcję atmosferyczną oraz półśrednicę tarczy Słońca. Po zastosowaniu odpowiednich poprawek otrzymujemy wysokość obserwowaną (Ho).

Następnie od 90° odejmujemy wysokość obserwowaną: z = 90° - Ho. Otrzymujemy w ten sposób odległość zenitalną Słońca. Kolejną potrzebną wartością jest deklinacja Słońca (δ), którą odczytuje się z Nautical Almanac dla chwili obserwacji.

⚓ Szerokość geograficzną wyznacza się następnie na podstawie odległości zenitalnej i deklinacji Słońca. W zależności od położenia Słońca względem równika oraz obserwatora odpowiednie wartości dodaje się albo odejmuje. W konfiguracji przedstawionej na rysunku, gdy zenitowa odległość i deklinacja mają tę samą nazwę kierunkową, stosuje się zależność: φ = z + δ.

🌊 Metoda była szczególnie użyteczna na morzu, ponieważ szerokość geograficzną można było wyznaczyć z jednego pomiaru wysokości Słońca podczas jego górowania. Potrzebne były sekstant, widoczny horyzont, Słońce oraz dane astronomiczne z Nautical Almanac. Dokładny pomiar czasu jest natomiast kluczowy przede wszystkim przy wyznaczaniu długości geograficznej.