Wie funktioniert
ein Sextant ?

Der Sextant
ist das unentbehrliche Handwerkszeug des Astro-Navigators. Er ist nichts weiter als ein Winkelmessgerät, allerdings ein sehr präzises, welches Messungen mit einer Genauigkeit von einer Bogenminute erlaubt; selbst Bruchteile einer Minute können noch gut geschätzt werden.






Die wesentlichen Bauteile des Sextanten sind:

• Der Körper mit der Gradeinteilung ( Limbus ) und dem mit dem Körper verbundenen Horizontspiegel.
• Die bewegliche Alhidade mit Trommel und dem mit der Alhidade verbundenen Indexspiegel.
• Dem Fernglas
• Diversen Schattengläsern für Index- und Horizontspiegel zum Abdunkeln von Sonne und Horizont.

Funktionsweise
Der Sextant verfügt über 2 Strahlengänge,
den direkten Strahlengang, der geradlinig von einem anzupeilenden Objekt durch den halbdurchlässigen Horizontspiegel hindurch zum Fernglas führt (rot eingezeichnet) und
den indirekten Strahlengang der von einem anderen Messobjekt ausgehend auf den Indexspiegel fällt, dort zum Horizontspiegel reflektiert wird und vom Horizontspiegel zum Fernglas reflektiert wird (orange eingezeichnet).
Im abgebildeten Zustand verlaufen beide Strahlengänge parallel, d.h. beide Strahlengänge zielen aufs gleiche Objekt Die Alhidade steht am Limbus auf 0º, die Trommel zur Feineinstellung auf 0'.
Bewegt man nun die Alhidade, so verstellt sich der daran befestigte Indexspiegel ebenfalls, die Strahlengänge verlaufen nicht mehr parallel, d.h. man sieht im Fernglas gleichzeitig 2 verschiedene Bilder. Bringt man auf diese Art im Fernglas die Horizontlinie (die Kimm) mit z.B. der Sonne übereinander ( natürlich unter Nutzung der Schattengläser ), so kann man an Limbus und Trommel den Winkel zwischen Kimm und Sonne ablesen.
Und das wars dann auch schon... der Sextant wird nicht weiter benötigt.


Messpraxis
Nun stelle man sich das Messen eines Gestirns nicht ganz so einfach vor. Bei einigem Seegang, ist es nicht leicht, den Sextant so ruhig zu halten, daß eine ausreichend genaue Messung zustande kommt. Außerdem ist es fast unmöglich, den Sextanten wirklich senkrecht zu halten. Dies ist aber wesentlich, da bei schief gehaltenem Sextanten ein zu großer Höhenwinkel gemessen würde. Man hilft sich mit einem Trick:
Da es praktisch ausgeschlossen ist, die exakte Mitte der Sonnenscheibe mit der Kimm in Deckung zu bringen, da die Mitte der Sonnenscheibe leider unmarkiert ist, mißt man in aller Regel den Winkel zwischen Sonnenunterrand und Kimm, indem man den Sonnenrand die Kimm so eben berühren läßt.
Da es ebenfalls praktisch ausgeschlossen ist, den Sextanten bei der Messung exakt senkrecht zu halten, läßt man den Sextanten um die Fernrohrlängsachse leicht pendeln, so daß die Sonne (oder ein anderes Gestirn) einen leichten Kreisbogen beschreibt, an dessen tiefster Stelle sie die Kimm eben berührt. Die tiefste Stelle ist die, bei welcher der Sextant senkrecht steht !

Im Fernrohr sieht das dann ungefähr so aus:

Messfehler
Neben den Ungenauigkeiten, welche der Messvorgang selbst mit sich bringt, und die nur durch Übung reduziert werden können, sind einige systematische Fehler zu beachten, die aber auf Grund ihrer Systematik auch korrigierbar sind:


Sextantenfehler
Kein Präzisionsgerät ist so exakt, daß es absolut fehlerfrei ist. Testierten Sextanten liegt eine Tabelle bei, welcher der Messfehler bei verschiedenen Messwinkeln entnommen werden kann. Dieser Fehler ist bei der Ermittlung von Hb zu berücksichtigen.
Ein Teilfehler ist der über den Messbereich konstante Indexfehler. Er kann selbst ermittelt werden, indem man beide Teilbilder auf ein gleiches Objekt z.B. die Kimm richtet und die beiden Teilbilder exakt in Deckung bringt.( Beide Strahlengänge verlaufen dann parallel ). Der an der Trommel angezeigte Differenzwert zu 0 ist der Indexfehler, da bei dieser Messung der richtige Wert genau 0 sein soll. Der Indexfehler ist positiv, wenn er am Vorbogen (dem kurzen Teilstückk unter der 0 am Limbus) abgelesen wird; er wird negativ, wenn er am Hauptbogen (das ist der eigentliche Meßbereich des Sextanten) abgelesen wird.


Die Gesamtberichtigung
Die Gesamtberichtigung muß individuell für das jeweils gemessene Gestirn ermittelt werden.
Darin werden berücksichtigt:

• Fehler, welche durch die Lichtbrechung in der Atmosphäre hervorgerufen werden
• Fehler, welche durch die Augenhöhe des Beobachters über der Wasseroberfläche verursacht werden
• Bei der Sonne und beim Mond Fehler, die dadurch verursacht werden, daß der Unterrand an Stelle des Mittelpunktes des Gestirns gemessen wird.
• Fehler, welche durch die sich im Jahresverlauf ändernden Durchmesser der Sonnen- bzw. Mondscheibe ergeben. Für das meistgemessen aller Gestirne, die Sonne, faßt man all diese Verbesserungen in nur 3 Werte zusammen. Mit ausreichender Genauigkeit gilt:

Messwert	Gesamtberichtigung
ab 20º	+ 11'
ab 25º	+ 12'
ab 40º	+ 13'

Und nicht die Zeit vergessen:
Halten Sie die sekundengenaue Zeit fest, zu der Sie Ihr Gestirn messen. Das ist der Moment, in welchem dieses Gestirn bei Beschreibung der Pendelbewegung um die Fernrohrlängsachse die Kimm so eben küsst. Am einfachsten ist es, wenn Sie in diesem Augenblick NULL oder JETZT rufen und ein zweiter Mann dabei die Zeit abliest.


Wann kann gemessen werden:
Natürlich nur dann, wenn beide Objekte, zwischen denen der Höhenwinkel gemessen werden soll auch zur Verfügung stehen. Sichtiges Wetter vorausgesetzt, kann die Sonne den ganzen Tag gemessen werden. Man vermeide aber Höhenwinkel unter 15º und über 75º. Im ersten Fall ist keine zuverlässige Gesamtberichtigung gegeben, im 2.Fall ist der Abstand zum Bildpunkt des Gestirns so gering, daß die in die Seekarte einzuzeichnende Standlinie nicht mehr als Gerade angesehen werden darf. Der Mond ist häufig auch am Tage sichtbar; berechnet man seinen Standort vor und sucht ihn mit dem entsprechend voreingestellten Sextanten in der Richtung des vorgerechneten Azimuts, so kann man ihn gelegentlich auch dann finden, wenn er mit bloßem Auge kaum wahrnehmbar ist. Ansonsten können Mond, Fixsterne und Planeten nur in der Dämmerung gemessen werden, also in dem engen Zeitabschnitt in welchem Morgens die Gestirne NOCH und die Kimm SCHON sichtbar sind; in der Abenddämmerung entsprechend umgekehrt. Nachts sind keine Messungen möglich, da keine Kimm zur Verfügung steht.