Navigatie-instrumenten uit het verleden

Navigatie-instrumenten uit het verleden

In de loop der eeuwen zijn verschillende ingenieuze instrumenten uitgevonden als hulpmiddel om zeeën te bevaren.

Geschiedenis

Trefwoorden

Navigatie, Orientatie, Verzending, calendarstone, Passer, kwadrant, astrolabia, Astronomie, ontdekking, ontdekkingsreiziger, schepen, Zon, Poolster, magnetisch veld, Magnetische noordpool, gradenboog, horizont, gradenschaal, Schaal, geometrie, straalbreking, schip, Wiskunde, zeeën, geschiedenis, Middeleeuwen, Modern Age

Gerelateerde items

Scènes

Navigatie-instrumenten

  • zonnesteen - Een lichtbrekend kristal, geschikt om de stand van de zon te bepalen.
  • Chinees zeekompas - Een instrument dat gebruikmaakt van de magnetische veldsterkte van de aarde om richtingen te bepalen.
  • kwadrant - Een instrument dat wordt gebruikt om hoeken te meten
  • astrolabium - Een instrument waarmee de gebruiker verschillende snelle astronomische berekeningen kan uitvoeren.

Het Nederlandse 'navigeren' is afgeleid van het Latijnse woord 'navigare', dat 'zeilen' betekent. Deze handeling omvat twee hoofdtaken: het bepalen van de huidige locatie en het volgen van een geplande route.

Het is geen toeval dat de oorsprong van dit woord te maken heeft met zeereizen. Voor reizigers aan land zijn er relatief veel oriëntatiepunten beschikbaar, maar dit geldt bij zeevervoer alleen voor reizigers die langs de kust varen.

Lange tijd vertrouwden zeelieden als ze op open zee vaarden op de stand van de zon, bekende zeestromingen en de migratierichting van dieren.

Pas in de Middeleeuwen verschenen de eerste navigatie-instrumenten. Hierdoor werd het mogelijk om je positie relatief nauwkeurig te bepalen. De werking van deze navigatie-instrumenten was uiteraard nog steeds gebaseerd op de positie van hemellichamen; de enige 'permanente' referentiepunten.

zonnesteen van de Vikingen

Volgens het recentste onderzoek vertrouwden de Vikingen wellicht op een speciaal kristal om hun positie op zee te bepalen. Het ging om ijslandspaat oftewel dubbelspaat: een doorzichtige, dubbelbrekende vorm van calciet. Als licht een dubbelbrekend kristal binnenkomt, breekt het in twee gepolariseerde stralen. De twee stralen breken niet verder als ze de achterkant van het kristal bereiken, zodat de twee stralen daar het kristal verlaten en parallel aan elkaar hun weg vervolgen. Hierdoor worden voorwerpen die door een stuk calcietkristal worden bekeken dubbel weergegeven.

Door deze eigenschap konden de Vikingen zelfs wanneer het bewolkt was, wat vaak voorkwam in hun vaderland, de zon aan de hemel vinden.

De zonnesteen moest eerst gekalibreerd worden. Wanneer het onbewolkt was, keek de navigator door de zonnesteen naar de lucht en draaide deze voor zijn ogen tot het punt in de lucht waar hij naar keek zo helder mogelijk was. Vervolgens graveerde hij in het oppervlak van het kristal een pijl die naar de zon wees. Als het bewolkt of mistig was, zocht hij ook de helderste richting van het kristal, omdat de gegraveerde pijl de richting van de zon aangaf. Op basis van metingen op twee verschillende punten in de lucht, tekende de navigator cirkels die deze punten doorsneden. De zon bevond zich op het snijpunt van deze twee cirkels.

Volgens sommige wetenschappers konden zeelieden met de zonnestenen, in combinatie met andere instrumenten (zonnekompas, schaduwstok), zelfs na zonsondergang hun locatie bepalen.

Kompas

  • doos
  • verticale as
  • magnetische naald - Een vrij bewegende naald die altijd naar de magnetische noordpool wijst.

De werking van het kompas is gebaseerd op de magnetische veldsterkte van de aarde. Kompassen worden gebruikt om te bepalen waar de magnetische noordpool zich bevindt. (De magnetische stalen naald wijst altijd naar het noorden.)

De eerste kompassen verschenen in het oude China. Ze leken alleen op de kompassen uit de middeleeuwen voor wat betreft de manier waarop ze werkten. Ze werden gebruikt voor navigatie aan land. Dit Chinese instrument werd naar Europa meegebracht door Arabische kooplieden die de toen bekende wereld rondreisden. Het ontwikkelde zich in Europa tot zijn huidige vorm.

Het instrument bevond zich in een behuizing, waarin een magnetische naald aan een verticale as vrij kon ronddraaien. Het kompas werd doorgaans op de middellijn van het schip gemonteerd, die met een lijn op de behuizing gemarkeerd werd.

Op golvende zeeën was een kompas onnauwkeurig. Daarom werd in de zestiende eeuw een ophanging ontwikkeld die de as continu in een verticale positie hield. Later werden extra markeringen op de behuizing aangebracht om hoeken te kunnen meten.

Kwadrant

  • kwadrantplaat - Het kwadrant kreeg zijn naam omdat het de vorm van een kwartcirkel heeft.
  • loodlijn - Een gewicht, meestal gemaakt van lood, bevestigd aan een touw. Deze geeft altijd de richting loodrecht op het aardoppervlak aan.
  • schaal - De kwartcirkel is voorzien van een verdeling van 0º tot 90º.

Het kwadrant kreeg zijn naam omdat het de vorm van een kwartcirkel heeft. Dit instrument wordt gebruikt om de hoogte van sterren te bepalen en is in feite een gradenboog. De eerste kwadranten stammen uit de oudheid.

De werking van dit instrument werd al in de tweede eeuw beschreven door Claudius Ptolemaeus, een geleerde uit Alexandrië in Egypte.

In de loop der eeuwen zijn er allerlei soorten kwadranten ontwikkeld. Het kwadrant voor zeenavigatie wordt ook wel geometrisch kwadrant genoemd. Met dit instrument konden zeelieden de geografische breedte van elke locatie bepalen.

De zijde van het kwadrant waaraan de vizieren waren bevestigd, werd naar de Poolster gericht. (De helderste ster in het sterrenstelsel Kleine Beer bevindt zich dicht bij de noordelijke hemelpool). De hoek tussen de gekozen richting en de zichtbare horizon is daardoor gelijk aan de hoek tussen de loodlijn die loodrecht op het aardoppervlak staat en de andere kant van het instrument (dit zijn allebei loodrechte hoeken). De wijzer van de loodlijn gaf de geografische breedte van de betreffende locatie aan op de schaal. Zo konden zeelieden die naar het noorden of zuiden voeren de breedtecirkel die ze zochten vinden.

Astrolabium

  • mater (basisschijf) - De matrix van het instrument waarop markeringen zijn aangebracht. De voorzijde van het instrument is diep genoeg om ruimte te bieden aan één of meer platte schijven.
  • gradenverdeling
  • tympanum - Een schijfvormige plaat, het verwijderbare deel van het instrument. Hierin zijn de coördinatenlijnen van de horizontale en equatoriale coördinaatstelsels gegraveerd met de noordpool in het midden.
  • rete (schijf) - Een schijf die rond het midden van het instrument kan worden gedraaid. Puntige wijzers geven de positie van de helderste sterren aan. De rete bevat ook de eclipticacirkel (ecliptica: de zichtbare jaarlijkse baan van de zon aan de hemel).
  • alidade (lineaal met vizieren) - Deze lijkt op een wijzer van een horloge. Hiermee kan de hoogte van hemellichamen boven de horizon worden gemeten en kan de hoogte in graden worden afgelezen op de schaal rond de hoek van het astrolabium.
  • nomogram - Een grafisch berekeningsdiagram. Bij van multivariabele functies kan dit instrument ook worden gebruikt om de bijbehorende waarden te berekenen.

Met het astrolabium kunnen verschillende snelle astronomische berekeningen worden uitgevoerd.

Volgens sommige onderzoekers stamt het uit het oude Griekenland, terwijl andere onderzoekers het aan middeleeuwse Arabische geleerden toeschrijven. Het staat echter vast dat wetenschappers in de eeuwen voor de geboorte van Christus al beschikten over de wiskundige en astronomische kennis die nodig was om dit instrument te kunnen ontwikkelen.

Astrolabia werden voornamelijk gebruikt om de lokale tijd (en natuurlijk de astronomische gebeurtenissen op een bepaalde dag) relatief nauwkeurig te kunnen bepalen, doordat de geografische breedte en de betreffende datum bekend waren. Dit werkte ook andersom: als men de datum en tijd (of een astrologische gebeurtenis) kende, kon men de geografische breedte van elke locatie bepalen.

Het was redelijk ingewikkeld om dit instrument op zee te gebruiken. Dit kwam deels doordat de waarnemer recht in de zon moest kijken en deels doordat het door het schommelen van het schip lastig was de horizon in te stellen, waardoor het instrument onnauwkeuriger werd.

Animatie

  • zonnesteen - Een lichtbrekend kristal, geschikt om de stand van de zon te bepalen.
  • Chinees zeekompas - Een instrument dat gebruikmaakt van de magnetische veldsterkte van de aarde om richtingen te bepalen.
  • kwadrant - Een instrument dat wordt gebruikt om hoeken te meten
  • astrolabium - Een instrument waarmee de gebruiker verschillende snelle astronomische berekeningen kan uitvoeren.
  • Vikingschip - De Vikingen waren meesters in de scheepsbouw. Omdat schepen onmisbaar waren voor de handel, veroveringstochten en ontdekkingstochten, is het begrijpelijk dat Vikingen hun met zeilen en roeispanen uitgeruste schepen koesterden.
  • magnetische noordpool
  • jonk - Een van de oudste typen zeilboten ter wereld. Er zijn in de loop van de geschiedenis verschillende soorten schepen ontwikkeld. Een daarvan is de Kantonese jonk.
  • Poolster
  • schijnbare horizon
  • loodlijn
  • Santa Maria - De driemastkraak van Christoffel Columbus was het vlaggenschip van zijn eerste, bekende reis.
  • α

Gesproken tekst

Het Nederlandse 'navigeren' is afgeleid van het Latijnse woord 'navigare', dat 'zeilen' betekent. Deze handeling omvat twee hoofdtaken: het bepalen van de huidige locatie en het volgen van een geplande route.

Het is geen toeval dat de oorsprong van dit woord te maken heeft met zeereizen. Voor reizigers aan land zijn er relatief veel oriëntatiepunten beschikbaar, maar dit geldt bij zeevervoer alleen voor reizigers die langs de kust varen.

Volgens het recentste onderzoek vertrouwden de Vikingen wellicht op een speciaal kristal om hun positie op zee te bepalen. Het ging om ijslandspaat oftewel dubbelspaat: een doorzichtige, dubbelbrekende vorm van calciet. Door deze eigenschap konden de Vikingen zelfs wanneer het bewolkt was, wat vaak voorkwam in hun vaderland, de zon aan de hemel vinden.

De werking van het kompas is gebaseerd op de magnetische veldsterkte van de aarde. Kompassen worden gebruikt om te bepalen waar de magnetische noordpool zich bevindt. (De magnetische stalen naald wijst altijd naar het noorden.)

De eerste kompassen verschenen in het oude China. Ze leken alleen op de kompassen uit de middeleeuwen voor wat betreft de manier waarop ze werkten. Ze werden gebruikt voor navigatie aan land. Dit Chinese instrument werd naar Europa meegebracht door Arabische kooplieden die de toen bekende wereld rondreisden. Het ontwikkelde zich in Europa tot zijn huidige vorm.

Het kwadrant kreeg zijn naam omdat het de vorm van een kwartcirkel heeft. Dit instrument wordt gebruikt om de hoogte van sterren te bepalen en is in feite een gradenboog. De eerste kwadranten stammen uit de oudheid.

In de loop der eeuwen zijn er allerlei soorten kwadranten ontwikkeld. Het kwadrant voor zeenavigatie wordt ook wel geometrisch kwadrant genoemd. Met dit instrument konden zeelieden de geografische breedte van elke locatie bepalen.

Met het astrolabium kunnen verschillende snelle astronomische berekeningen worden uitgevoerd.

Volgens sommige onderzoekers stamt het uit het oude Griekenland, terwijl andere onderzoekers het aan middeleeuwse Arabische geleerden toeschrijven.

Astrolabia werden voornamelijk gebruikt om de lokale tijd (en natuurlijk de astronomische gebeurtenissen op een bepaalde dag) relatief nauwkeurig te kunnen bepalen, doordat de geografische breedte en de betreffende datum bekend waren. Dit werkte ook andersom: als men de datum en tijd (of een astrologische gebeurtenis) kende, kon men de geografische breedte van elke locatie bepalen.

Gerelateerde items

Jonk

Een zeilschip met karakteristieke loggerzeilen gebruikt voor zowel militaire en commerciële doeleinden.

Santa María (15e eeuw)

De driemaster van Christopher Columbus, "Santa María" genaamd, was het vlaggenschip van zijn revolutionaire reis.

Vikingschip (10e eeuw)

Deze uitstekende scheepsbouwers en zeilers legden grote afstanden af over zeeën en rivieren.

De baan van de Zon op de belangrijkste breedtegraden van de Aarde

De schijnbare dagelijkse baan van de Zon is het gevolg van de rotatie van de Aarde om haar eigen as.

Het geografisch coördinatensysteem (basisniveau)

Het geografisch coördinatensysteem maakt het mogelijk om elke locatie op de aarde exact aan te geven.

Het magnetische veld van de aarde

De magnetische noord- en zuidpolen van de aarde kan men nabij de geografische Noord- en Zuidpool terugvinden.

Geografische ontdekkingen (15-17e eeuw)

De legendarische geografische ontdekkingen van de moderne tijd hebben niet alleen de landkaarten opnieuw getekend, maar ook hun sporen achtergelaten op...

Atmosferische circulatie

Het verschil tussen de temperatuur van de polaire en equatoriale zones veroorzaakt atmosferische circulatie, welke wordt beïnvloed door een aantal factoren,...

Satellietnavigatie, GPS

Het Global Positioning System bestaat uit 24 satellieten, maar slechts 4 hoeven zichtbaar te zijn voor het positioneren.

Schoeners

Schoeners waren zeilschepen die voor het eerst werden gebouwd in Nederland in de 17e eeuw. Ze werden voornamelijk gebruikt als koopvaardijschepen.

Zeestromingen

De thermohaliene circulatie is het wereldwijde systeem van zeestromingen, dat een grote invloed heeft op het klimaat op aarde.

Added to your cart.