Sekstanto

Sekstanto
vd
Dum	1757 - nekonata/nuntempe
Antaŭulo	oktanto
	v • d • r

Sekstanto estas naŭtika mezurilo por mezuri precipe vertikalajn angulojn, speciale la altangulon de astroj super la horizonto. Ĝi havas lornon, fiksan kaj moveblan spegulojn, alidadon kun verniero, arkon kun gradaro kaj legilon. La morderna sekstanto estis inventita iam inter la jaroj 1730-1740, kaj ĝi permesas kontinue mezuri la pozicion de ŝipo dum navigado.

Ĝia ĉefa funkcio estas mezuri la angulon inter du videblaj objektoj. Plej ofte, oni mezuras la angulan altecon de astro (kiel la Suno, Luno, planedo aŭ stelo) super la horizonto. Ĉi tiu mezuro, konata kiel la alteco, estas la unua paŝo por determini pozician linion kaj fine la geografian pozicion de la observanto (latitudo kaj longitudo).

La nomo "sekstanto" devenas de la latina vorto sextans, signifanta "sesono", ĉar la arko de la instrumento estas proksimume sesono de plena cirklo (60°). Tamen, pro la optika principo de duobla reflekto, ĝi povas mezuri angulojn ĝis (120°).

Principoj de funkciado

La sekstanto funkcias laŭ la principo de duobla reflekto. Lumo de unu objekto (ekz-e, stelo) trafas la indeksan spegulon, kiu estas muntita sur movebla brako (la alidado aŭ indeksa brako). Tiu lumo estas reflektita al la horizonta spegulo. La horizonta spegulo estas nur parte arĝentita (aŭ duon-travidebla), permesante al la observanto vidi samtempe du bildojn:

La reflektitan bildon de la unua objekto (ekz-e, la stelo).
La rektan bildon de la dua objekto (ekz-e, la horizonto), vidatan tra la ne-arĝentita aŭ travidebla parto de la horizonta spegulo.

Movante la indeksan brakon, la observanto povas ŝovi la reflektitan bildon de la stelo ĝis ĝi tuŝas la rektan bildon de la horizonto. La angulo de la indeksa brako sur la gradigita arko (la limbo) tiam indikas la angulon inter la du objektoj. Pro la duobla reflekto, la angulo legita sur la skalo estas duoblo de la reala angulo inter la du speguloj, sed la skalo estas gradigita tiel, ke oni legas rekte la angulon inter la du observataj objektoj (Lumo de la astro kaj lumo de la horizonto) (Fonto: Baza Optiko kaj Navigado).

Partoj

Kvankam dezajnoj varias, tipa sekstanto konsistas el jenaj ĉefaj partoj:

Kadro (Frame): La struktura korpo de la instrumento, ofte triangula.
Limbo (Limb): La gradigita arko (kutime de 0° ĝis 120°), sur kiu oni legas la ĉefan angulon.
Alidado (Alidade) aŭ Indeksa Brako (Index Arm): Movebla brako kiu pivotas ĉe la centro de la arko kaj portas la indeksan spegulon kaj la legilon (verniero aŭ mikrometro).
Indeksa Spegulo (Index Mirror): Spegulo fiksita sur la alidado, kiu kaptas lumon de la observata astro.
Horizonta Spegulo (Horizon Mirror/Glass): Fiksita spegulo, duone arĝentita, kiu permesas vidi samtempe la reflektitan bildon de la astro kaj la rektan bildon de la horizonto.
Teleskopo (Telescope): Fiksita al la kadro, uzata por pli klare vidi la objektojn kaj precize kunigi la bildojn.
Mikrometra Tamburo (Micrometer Drum) kaj Verniero (Vernier Scale): Por precize legi frakciojn de gradoj (arkminutojn kaj arksekundojn) sur la limbo. La tamburo estas kutime gradigita en 60 arkminutoj.
Sunokulvitroj aŭ Filtroj (Shades): Koloraj vitroj de diversaj opakecoj, uzeblaj por redukti la intensecon de brila lumo (precipe de la Suno) antaŭ ol ĝi atingas la spegulojn aŭ la okulon. Estas du aroj: indeksaj filtroj (por la reflektita bildo) kaj horizontaj filtroj (por la rekta bildo).
Tenilo (Handle): Por teni la instrumenton stabila dum observado.

Kiel uzi por mezuri altecon

Uzante la sekstanton por mezuri la altecon de la Suno super la horizonto

Sekstanto ankaŭ povas esti uzataj de navigistoj por mezuri horizontalajn angulojn inter diversaj objektoj.

La plej ofta uzo de sekstanto estas mezuri la altecon (angulan distancon super la horizonto) de astro. Jen la bazaj paŝoj:

Kontroli kaj noti la Indeksan Eraron (IE): Antaŭ ĉiu serio de mezuroj, kontrolu la instrumentan eraron. Metu la indeksan brakon al 0°. Rigardu la horizonton (aŭ tre malproksiman objekton). La rekta kaj reflektita bildoj devus formi kontinuan linion. Se ne, ĝustigu la brakon ĝis ili kongruas kaj legu la angulon sur la mikrometra tamburo. Tiu estas la indeksa eraro, kiu devos esti adiciita aŭ subtrahita de ĉiu mezuro. Se la eraro estas "sur la arko" (valoro > 0°), oni subtrahas ĝin; se ĝi estas "ekster la arko" (valoro < 0°), oni adicias ĝin (Fonto: Praktika Navigado). Oni povas ankaŭ rekte vidi la horizonton tage, aŭ la stelon nokte, kaj alĝustigi ĝis la du bildoj (rekta kaj spegulita) kuniĝas. La legita valoro estas la indeksa eraro.
Elekti la Observatan Astron: Suno, Luno, planedo aŭ navigada stelo.
Elekti la Ĝustajn Filtrojn: Por observi la Sunon, uzu sufiĉe malhelajn indeksajn filtrojn por protekti viajn okulojn kaj eviti difekton de la speguloj. Eble ankaŭ necesos horizonta filtro se la horizonto estas tre brila. Por Lunoj, planedoj kaj steloj, filtroj kutime ne necesas, krom eble por tre brila Luno aŭ por redukti horizontan brilegon.
Teni la Sekstanton Vertikale: Rigardu la horizonton rekte tra la klara parto de la horizonta spegulo per la teleskopo. Trovu klaran horizontan linion.
Alporti la Astron Malsupren: Malrapide movu la indeksan brakon for de 0°, tenante la okulon ĉe la teleskopo. Vi vidos la reflektitan bildon de la astro moviĝi malsupren. Daŭrigu ĝis la astro (aŭ ĝia suba/supra rando, "limbo") preskaŭ tuŝas la horizonton.
Precizigi la Mezuradon (Balancado): Tenu la instrumenton vertikale kaj balancu ĝin milde dekstren kaj maldekstren ĉirkaŭ la teleskopa akso (movo nomita "balancado" aŭ "arkumado"). La astro ŝajnos moviĝi laŭ arko. La plej malalta punkto de tiu arko estas la vera alteco. Ĝustigu la indeksan brakon per la mikrometra tamburo tiel, ke la astro (aŭ ĝia suba rando por Suno/Luno) precize tuŝu la horizonton ĉe la fundo de tiu arko.
Legi la Angulon: Kiam la bildoj perfekte tuŝiĝas ĉe la ĝusta punkto, fiksu la indeksan brakon (se estas krampo). Legu la gradojn sur la limbo ĉe la indikilo (nulmarko de la verniero aŭ sago). Legu la arkminutojn sur la mikrometra tamburo. Se estas verniera skalo, uzu ĝin por legi frakciojn de minuto (kutime dekajn partojn de minuto aŭ arksekundojn). La sumo de tiuj legaĵoj estas la Observita Alteco ((H_{o}}$).
Noti la Tempon Precize: Samtempe kun la fina mezuro, notu la ekzaktan tempon per preciza kronometro. La tempo estas kritika por postaj kalkuloj. Oni ofte uzas helpanton por noti la tempon kaj legaĵojn.

Korektoj al la observita alteco

La observita alteco ((H_{o}}$) devas esti korektita por diversaj eraroj kaj efikoj por ricevi la Veran Altecon ((H_{a}}$ aŭ (H}$), kiu estas la angulo ĉe la centro de la Tero inter la direkto al la astro kaj la direkto al la observanta horizonto. La ĉefaj korektoj estas (Fonto: American Practical Navigator - Bowditch):

Indeksa Eraro (IE): La instrumenta eraro, mezurita antaŭe. Ĝi estas adiciita aŭ subtrahita.
Deprimo de la Horizonto (Dip): Korekto pro la alteco de la observanto super la marnivelo. Ju pli alte estas la okulo, des pli malalte aperas la videbla horizonto kompare kun la geometria horizonto. Ĉi tiu korekto ĉiam estas subtrahata kaj dependas de la alteco de la okulo.
Refrakto (R): La tera atmosfero kurbigas la lumradiojn de astroj, igante ilin aperi pli alte ol ili vere estas. Ĉi tiu korekto ĉiam estas subtrahata kaj estas plej granda por objektoj proksime al la horizonto.
Paralakso (P): Korekto por la fakto, ke observo estas farita de la surfaco de la Tero, ne de ĝia centro. Ĝi gravas nur por objektoj en la sunsistemo (Suno, Luno, planedoj) kaj estas plej signifa por la Luno. Ĝi ĝenerale estas adiciata. Por steloj, ĝi estas neglektebla.
Duondiametro (SD): Kiam oni observas la Sunon aŭ Lunon, oni kutime mezuras la altecon de ilia suba rando (suba limbo, LL) aŭ supra rando (supra limbo, UL) tuŝanta la horizonton. Por akiri la altecon de la centro de la astro, oni devas adicii (se oni observis la suban randon) aŭ subtrahi (se oni observis la supran randon) la angulan duondiametron de la objekto.

La korektoj ofte estas kombinitaj en tabeloj en naŭtikaj almanakoj por faciligi la kalkulon de (H_{a}}$ el (H_{o}}$.

Aplikoj

La ĉefa apliko de la sekstanto estas en Ĉiela navigado. Mezurate la altecon de konata astro je preciza tempo, kaj uzante datumojn de naŭtika almanako kaj trigonometriajn kalkulojn (aŭ specialajn tabelojn), naviganto povas determini pozician linion (LOP - Line of Position), sur kiu lia ŝipo ie troviĝas. Observante du aŭ pli da astroj (aŭ la saman astron je malsamaj tempoj), oni povas trovi la intersekciĝon de iliaj poziciaj linioj, kio donas la geografian pozicion (fikso) de la ŝipo.

Specife, mezuri la maksimuman altecon de la Suno tagmeze permesas relative simplan kalkulon de la latitudo.
Determini longitudon postulas precizan tempon (kronometron agordita laŭ UTC) kaj pliajn kalkulojn aŭ tabelojn.

Sekstantoj ankaŭ povas esti uzataj por mezuri horizontalajn angulojn inter teraj objektoj (ekz-e, inter du lumturoj) por fiksi pozicion proksime al marbordo, aŭ por mezuri la vertikalan angulon de konata altaĵo (kiel lumturo) por determini distancon.

Malgraŭ la disvastiĝo de modernaj elektronikaj navigadaj sistemoj kiel GPS, la sekstanto restas grava rezerva ilo sur multaj ŝipoj kaj estas deviga lernobjekto por maroficiroj, ĉar ĝi ne dependas de elektro aŭ satelitsignaloj (Fonto: Internaciaj Maraj Regularoj).