Navigáljunk papíralapon!

A csillagászati navigáció több száz éves módszere a GPS és fedélzeten megtalálható több nagy kapacitású és nagy bonyolultságú eszköz korában egyre inkább elfelejtett tudássá, valóságos misztikummá vált.

Az első kereskedelmi célú kézi GPS-vevő, a Magellan NAV 1000-es 1989-ben jelent meg, és ezzel a csillagászati navigáció szerepe teljesen megszűnt a kedvtelési célú tengeri hajósok körében.
Mégis, ha a technika csődöt mond, magabiztosságot adhat, ha képesek vagyunk pusztán az égitestek segítségével meghatározni a pozíciónkat. Erre többféle módszer létezik. Mérhetjük a Nap deleléskori magasságát és ennek pontos idejét, amiből a földrajzi szélességünk és a földrajzi hosszúságunk is kiszámítható. Használhatjuk a 7 csillag módszerét is, azaz naplemente után vagy napfelkelte előtt a már/még látható horizont mellett kimérhetjük több csillag magasságát, amivel azonnal megkaphatjuk a pozíciónkat. Ebben a cikkben azonban az intercept methodnak nevezett harmadik módszert írjuk le, amely során egy égitest, nehezítésként a Nap magasságát mérjük egy napon belül két alkalommal, a második mérés végén pedig meghatározzuk a napi pozíciónkat.

A feladathoz szükségünk lesz szextánsra, pontos órára, az aktuális évre vonatkozó tengerészeti almanachra és a matematikai transzformációt (sight reduction) segítő táblázatokra vagy képletekre.

Cikkünkben az érthetőség kedvéért igyekszünk egyszerűsíteni, néhány részletre (korrekciók, LHA egészértékűségének elérése) nem térünk ki, a célunk csupán a koncepció átadása.

Mérés a szextánssal
Egy délelőtti mérés során szextánssal kimérjük az égitest valós magasságát: a szextánsban látott két félkép egymáshoz képesti mozgatásával elérjük, hogy az egyik félképen látható napkorong alja éppen érintse a másikon látható horizontot, feljegyezzük a mérés másodpercre pontos időpontját, majd leolvassuk a mért szögértéket a szextánsról. A mért értéken elvégezzük a szükséges korrekciókat, hogy ne Vlagyivosztokban kösünk ki:
● a szextáns indexhibája miatti korrekció (ezt ki lehet mérni, minden szextánsnak más),
● a mérést végző szemmagassága miatti korrekció (Correction for Dip of the Horizon),
● a légkör fénytörése miatti korrekció (Correction for Refraction),
● a napkorong kiterjedése miatti korrekció (Correction for Lower Limb).

Megállapítjuk a méréskor aktuális becsült pozíciónkat, amit az elhajózás alapján számolunk. Ez annyit jelent, hogy ha például 4 csomós átlagsebességgel haladtunk 230°-ra az előző napi (pontos) pozíciónk 18 órával ezelőtti mérése óta, akkor az előző napi pozíciónkból 230° irányban kell húznunk egy vonalat a térképen, amelyre az előző napi pozíciónkból felmérünk 18 [óra] x 4 [csomó] = 72 tengeri mérföldet a becsült pozíciónk megkapásához. Amennyiben azonban a hajó becsült pozíciójának meghatározásakor Vlagyivosztok jött ki, és tegnap hagytuk el Gibraltárt, akkor valamit elszámoltunk,és kezdhetjük elölről.

A helyzetvonal megrajzolása előtt tegyünk egy rövid kitérőt (Nem, nem Vlagyivosztok felé!): ha a Nap becsült magassága 44 fok, de mi 45 fokra mértük, akkor a Föld felszínén a becsült pozíciónkba beállva és a Nap felé (azimut) fordulva pontosan 1 foknyit, azaz 60 szögpercnyit kellene gyalogolnunk a vízen ahhoz, hogy végül 45 fok alatt lássuk a Napot. Sajnos vízen járni nem mindenki tud, másrészt a 60 szögperc egy 60 tengeri mérföldes túrát jelent a Nap felé, amelynek végére jó eséllyel már éjszaka lesz, a Nap sehol, így a gyaloglás idejére hasznos volna megállítanunk a Föld forgását és keringését az iránytartás miatt. Szerencsénkre fenti túrát a térképen virtuálisan is megtehetjük. Ez a logika látható az alábbi ábrán, a szemléletesség érdekében 1°-nál jóval nagyobb szögkülönbséggel.

A figyelmes olvasó joggal érezheti, hogy a fenti, elsőre tán absztrakt festménynek tűnő ábrán szereplő színes, szaggatott vagy éppen folytonos vonalak további izgalmakat is tartogatnak. A megérzés helyes, és egy percig se csüggedjünk! A misztérium hátralévő részéről perceken belül lehull a lepel.

Lássuk tehát, hol tartunk: van egy délelőtti helyzetvonalunk, ezen azonban továbbra sem tudjuk, hogy hol vagyunk. A délutáni mérésünk egy újabb, délutáni helyzetvonalat fog eredményezni. A módszer ugyanaz, mint délelőtt, a Nap vándorlása következtében pedig az azimut is változik, magyarul a délutáni helyzetvonal nem lesz párhuzamos a délelőttivel. Ez remek hír, ugyanis azt jelenti, hogy a délutáni helyzetvonalon megkaphatjuk a napi pozíciónkat. Ehhez egyetlen lépésre van szükség: a délelőtti helyzetvonalat napon belüli (néhány órás) elhajózásunk mértékében és irányában eltoljuk (az átlagsebességünk és a hajózásunk iránya alapján).

Ahol a délelőtti eltolt helyzetvonalunk metszi a délutáni helyzetvonalat, ott lesz a délutáni napi pozíciónk.
Minél nagyobb az időbeli különbség a délelőtti és délutáni mérés között, annál nagyobb szöget zár be a délelőtti és délutáni helyzetvonal, tehát annál pontosabb lesz a metszéspontjuk. Azonban ezzel együtt a napon belüli elhajózásunk az idő múlásával mind pontatlanabb mértékben és irányban fogja eltolni a délelőtti helyzetvonalat. Ökölszabályként napfelkelte után, valamint naplemente előtt 1-2 órával nem ajánlott mérni.

Zárszó
A modern csillagászati navigáció története fél évezredre nyúlik vissza: portugál matematikusok akkoriban dolgozták ki az alapjait. Kolumbusz Kristóf már első útja során is használt csillagászati navigációt (a dead reckoning módszer mellett). Bár számításaiban több alkalommal is hibázott, megérkezett, és ez a lényeg. Kolumbuszt egész életében érdekelte a csillagászati navigáció, folyamatosan fejlesztette magát, és negyedik útja során már nem hibázott. Ezért ha elsőre nem sikerül, gondoljunk Kolumbuszra, és ne adjuk fel!

(Cikkünk az Aqua Magazin 167. számában olvasható teljes terjedelmében. Keresse a kiemelt újságárusoknál és a benzinkutakon! És fizessen elő rá, hogy a jövőben se maradjon le exkluzív tartalmainkról!)