Navigasjon

Navigasjon handler om metoder for å fastslå et fartøys posisjon og kurs. Ordet kommer fra latin navigationem, som igjen kommer fra navigare (å seile, å styre et skip) og agere (å agere, handle).

Denne artikkelen vil (ihvertfall foreløpig) handle mest om tidligere tiders navigasjon, og ikke ta opp i seg moderne hjelpemidler som for eksempel GPS.

Hvis du skal seile fra ett sted til et annet, er det i prinsippet fire hovedmåter å komme fram på:
1. Hold deg langs kysten til du ser bestemmelsesstedet
2. Finn ut retningen til bestemmelsesstedet og prøv å holde konstant retning.
3. Prøv å holde orden på hvor du har seilt og korriger deretter.
4. Prøv å finne ut hvor du er nå.

1. Hold deg langs kysten

En ulempe ved å holde seg langs kysten er naturligvis at det kan være en omvei, og at det kan være folk på land som du helst ikke vil skal se deg. Men det er trygt.

Hvis man ikke ser kysten, men har en mistanke om at den er nær, finnes det flere metoder: Det sies at vikingen Flóki Vilgerðarson hadde med ravner på skipene. Når han trodde land var i nærheten, slapp han ut en ravn. Dersom ravnen sirklet målløst rundt båten, var det neppe noe land i nærheten, dersom ravnen satte kursen i en bestemt retning, fløy den sannsynligvis mot land.

Dersom man så fugler, kunne man håpe at man var ved land. Havsula var kjent for å fly mot land om kvelden, så hvis du så ei havsule om kvelden, var det bare å prøve å følge etter. Og hvis det var fersk tang i vannet var det et sikkert tegn på at man var ved land.

2. Holde konstant retning

Allerede de gamle fønikerne (for cirka 4000 år siden) skal ha brukt sola og stjernene til å bestemme retninger. Problemet er at små feil i retningen gir store utslag i hvor du havner. Fram til 1400-tallet holdt de fleste seg langs kysten – hvis de da ikke var i områder hvor det var forutsigbar vind eller strøm.

Fra 1100-tallet kjenner vi til bruk av kompass i Kina og i Europa. Disse fortalte hvor nord var, og dermed var det enkelt å finne retningen. Problemet er bare at et kompass ikke viser geografisk nord men magnetisk nord, og forskjellen på dette var ikke godt forstått. Ca. 1700 var oversikter over magnetisk variasjon i ulike deler av verden tilgjengelig, og det gjorde at magnetiske kompasser ble mer til å stole på og ble et viktig hjelpemiddel på jorda rundt-reiser.

Vikingene sies å ha brukt ”solstein”. Dette er en spesiell bergart (cordieritt) som får en annen farge når solstrålene treffer den – og den ”fungerer” selv om sola er dekket av skyer.

På midten av 1200-tallene ble maritime kart vanlige. De hadde ikke lengde- og breddegrad påtegnet, men hadde med retningen mellom viktige havner.

3. Holde orden på hvor du har reist

For å finne ut hvor du har reist, må du holde orden på retningen og farten. Det med retning er beskrevet ovenfor, men hvordan kan du finne ut farten din ute på havet?

På 1500-tallet begynte man å bruke såkalt logg, en trebit festet til en (lang) snor med knuter i jevn avstand. Man slapp loggen over akterenden på skipet, og så hvor mye av snora som ble dratt ut på en viss tidsperiode. Måleenheten for fart ble dermed ganske enkelt antall knuter ("knots") på linja som var dratt ut. Den dag i dag bruker vi knop (og "knot" på engelsk) for farten til havs. Rimeligvis førte man opp opplysningene man fikk fra loggen i ei loggbok.

Dette er imidlertid en unøyaktig måte å måle fart på, ikke minst fordi man bare måler farten relativt til vannet. Hvis det er strøm i vannet, vil det ikke kunne måles av loggen.

Å basere seg utelukkende på unøyaktige målinger av retning og fart var litt skummelt. Ofte hadde man andre ting å gå etter også. For å sikre seg at man var på riktig rute, hadde man etter hvert beskrivelser av bunnforholdene der man skulle ferdes. Til dette brukte man ei "loddsnor", som ble oppfunnet på 1200-tallet. Søkket var dekket av voks for å få med seg bunnmateriale opp. Fra 1300-tallet har vi følgende beskrivelse: "Ye shall go north until ye sound in 72 fathoms in fair grey sand. Then go north until ye come into soundings of ooze, and then go your course east-north-east." (72 fathoms er godt over 100 meter - det er ei lang linje.)

4. Finne ut hvor du er nå

For å finne ut hvor du er nå, trenger du i prinsippet to opplysninger: Hvor du er i øst-vest-retning (lengdegrad) og hvor du er i nord-sør-retning (breddegrad). I praksis nøyde sjøfarere seg ofte lenge med å finne ut breddegraden – holder du deg på riktig breddegrad og seiler i riktig retning langs den, vil du finne fram.

Å finne breddegraden

Hvis du hvor høyt på himmelen Polarstjerna er (antall grader over horisonten), vet du breddegraden automatisk. (Dette kan vises ved et forholdsvis enkelt geometrisk resonnement.) Hvis du imidlertid må vite breddegraden om dagen, eller du er sør for ekvator og derfor ikke kan se polarstjerna, må du bruke sola isteden. Men solhøyden varierer gjennom året, så for å kunne bruke den effektivt til å fastslå breddegrad må man ha tabeller over solhøyden, og disse kom ikke før på slutten av 1400-tallet.

Fra 800-tallet hadde man i India et måleinstrument som kalles kamal. Dette besto ganske enkelt av et rektangulært trestykke på cirka 5 x 2,5 cm med hull i midten. Gjennom hullet gikk det en snor med knuter med jevne mellomrom. Brukere plasserer enden av snora mellom tennene, mens trestykket ble holdt bort fra kroppen på en slik måte at bunnen var i flukt med horisonten mens toppen var på høyde med stjerna man skulle måle. Antall knuter mellom tennene og treplata ville dermed angi vinkelen - jo mindre vinkel, desto større antall knuter.

I Europa ville denne teknologien fungert dårligere, fordi Polarstjerna er høyere på himmelen. Man ville derfor enten trengt en mye større trebit, eller man ville måtte holde den så nær kroppen at nøyaktigheten i målingen ville blitt for dårlig. Istedet utviklet man derfor andre instrumenter:
På slutten av 1300-tallet ble astrolaben tatt i bruk til sjøs. For eksempel skrev Geoffrey Chaucer en bok om astrolaben i 1391. I 1460 kom enkle kvadranter. På 1500-tallet kom Jakobsstaven, også kalt "cross-staff". Denne var ganske nøyaktig, men var tung å bruke til sjøs - den krevde at man måtte holde den mot kinnet og sikte både mot horisonten og stjerna samtidig. Hvis stjerna var Sola, fikk man i tillegg problemer med at øynene ble skadd.

I 1594 fant John Davis finner opp det som ble kalt Daviskvadranten, "Davis’ quadrant". Dette ble på engelsk kalt en "backstaff", fordi du sto med ryggen mot sola og slapp problemet med å se rett på den. Rundt 1730 kom "reflecting octant" (reflekterende oktant) og ca. 1757 ble den første sekstanten laget.

Å finne lengdegraden

Å finne hvor langt øst eller vest du er, er mye vanskeligere enn å finne breddegraden. I teorien er det enkelt – når sola er på sitt høyeste vet du at klokka er 12 lokalt, og du kan regne ut tidsforskjellen til hjemstedet og dermed hvor langt øst eller vest du har beveget deg. Men hovedproblemet med dette er at man lenge ikke ante hva klokka var på hjemstedet. Fram til begynnelsen av 1700-tallet hadde selv de beste klokkene en feilmargin på 10 minutter per dag, noe som utgjorde nesten 280 km i feilmargin. Derfor ble det å finne fram til en presis klokke som fungerte til sjøs i uvær og fukt, veldig viktig. I 1764 oppfant John Harrison en sjødyktig klokke – dette ble brukt av James Cook da han seilte jorda rundt i 1779.

I dag har man radar, gode kompasser og ikke minst GPS til hjelp i navigasjonen.

Undervisningsopplegg

Det er fullt gjennomførbart å gå ut om natta og måle høyden til Polarstjernen, og slik kontrollere hvilken breddegrad man befinner seg på.

Temaet her er også beslektet med jordmåling og Eratosthenes' utregning av jordas omkrets, som godt kan gjenskapes av elevene.

Unless otherwise stated, the content of this page is licensed under Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 License