Nii kaua, kui inimesed on elanud maa peal, on nad leiutanud viise selle navigeerimiseks. Meie esivanemate jaoks oli maismaal reisimine tavaliselt küsimus suunast, ilmastikutingimustest ja loodusressursside kättesaadavusest. Kuid merel navigeerimine on alati osutunud keerulisemaks ja ohtlikumaks, kusjuures arvutusvigad on parimal juhul viinud reisi pikenemiseni ja halvimal juhul katastroofini.

Enne teaduslike ja matemaatikal põhinevate navigatsiooniinstrumentide leiutamist tuginesid meremehed päikesele ja tähtedele, et öelda aega ja määrata kindlaks, kus nad asuvad näiliselt lõputul ja tundmatul ookeanil. Sajandeid aitas taevane navigatsioon meremeestel ohutult sihtkohta jõuda, ja selle oskus muutus väga hinnatud oskuseks.

Kuid kust sai taevane navigatsioon alguse ja miks kasutatakse seda mõnikord tänapäevalgi?

Taevase navigatsiooni kunst on 4000 aastat vana.

Esimene lääne tsivilisatsioon, kes teadaolevalt töötas välja meresõidu tehnikad, olid foiniiklased umbes 2000. aastal eKr. Nad kasutasid algelisi merekaarte ja jälgisid päikese ja tähtede suundade määramiseks ning aastatuhande lõpuks olid neil täpsemad teadmised tähtkujudest, päikesevarjutustest ja kuu liikumisest, mis võimaldas ohutumalt ja otsesemalt reisida üle Vahemere niipäeval ja öösel.

Nad kasutasid ka paadist alla lastud sondimõõdikuid, mis aitasid meremeestel määrata veesügavust ja näitasid, kui lähedal laev oli maale.

Antiküthera mehhanismi, 150-100 eKr. Ateena riiklik arheoloogiamuuseum.

Pildi krediit: Wikimedia Commons

Tõenäoliselt kasutasid vanad kreeklased ka taevase navigatsiooni: 1900. aastal Antiküthera saare lähedalt leitud vrakkidest leiti Antiküthera mehhanismi nime all tuntud seade. . See on valmistatud kolmest korrodeerunud lamedast pronksist tükist ning on varustatud paljude hammasrataste ja ratastega. Arvatakse, et see oli maailma esimene "analoogarvuti" ja seda kasutati tõenäoliselt 3. või 2. sajandil eKr navigatsioonivahendina, mis mõistis taevakehade liikumist.

Arengud toimusid "uurimisajastul".

16. sajandiks oli "avastusajastu" teinud suuri edusamme meresõidu navigatsioonis. Sellest hoolimata kulus sajandeid, et ülemaailmne meresõit oleks võimalik. Kuni 15. sajandini olid meresõitjad peamiselt rannikunavigatsiooniga tegelenud: avamerel purjetamine piirdus ikka veel piirkondadega, kus tuuled, looded ja hoovused olid prognoositavad või kus oli lai mandrilava.järgida.

Laiuskraadi (asukoht maakeral põhja ja lõuna vahel) täpne määramine oli üks esimesi varaseid saavutusi taevase navigatsiooni alal ning seda oli põhjapoolkeral suhteliselt lihtne teha, kasutades kas päikest või tähti. Nurga mõõtmise vahendid, nagu meresõidu astrolaab, mõõtsid päikese kõrgust keskpäeval, kusjuures nurk kraadides vastas laeva laiuskraadile.

Teiste laiuskraadide määramise instrumentide hulka kuulusid horoskoop, ristvarda ja sekstant, millel oli sarnane eesmärk. 1400. aastate lõpuks muutusid laiuskraadi mõõtmise instrumendid üha täpsemaks. Siiski ei olnud endiselt võimalik mõõta pikkuskraadi (asukoht Maal läänest itta), mis tähendas, et maadeavastajad ei saanud kunagi täpselt teada oma asukohta merel.

Kompassid ja merekaardid aitasid navigeerimisel.

Üks esimesi inimtekkelisi abivahendeid navigatsiooni abistamiseks oli meremehe kompass, mis oli magnetkompassi varajane vorm. Kuid varajased meremehed arvasid sageli, et nende kompassid olid ebatäpsed, sest nad ei mõistnud magnetilise variatsiooni mõistet, mis on nurk tõelise geograafilise põhja ja magnetilise põhja vahel. Selle asemel kasutati primitiivseid kompasse peamiselt selleks, et aidata kindlaks määratasuunast, kust tuul puhus, kui päikest ei olnud näha.

sajandi keskpaigas tunnistasid meremehed, et kaardid ja merekaardid on väärtuslikud, et pidada arvestust oma reiside kohta. Kuigi esimesed kaardid ei olnud väga täpsed, peeti neid väärtuslikuks ja seetõttu hoiti neid sageli teiste meremeeste eest salajas. Laius- ja pikkuskraadid ei olnud märgitud. Suuremate sadamate vahel oli aga "kompassirüüs", mis näitasliikumissuund.

"Kompassi (polaarkivi) leiutamine" Gdańskis, pärast 1590. aastat.

Pildi krediit: Wikimedia Commons

Ka vanade meresõitjate poolt kasutati "surnud arvestust", mida tänapäeval peetakse viimaseks abinõuks. See meetod nõudis meresõitjalt täpseid tähelepanekuid ja täpseid märkmeid, mis arvestasid laeva asukoha määramiseks selliseid elemente nagu kompassi suund, kiirus ja hoovused. Kui see ei õnnestunud, võis see tähendada katastroofi.

Ajamõõtmiseks kasutati "Kuu vahemaid".

1524. aastal avaldati esimene teooria "Kuu vahemaade" või "kuude" kohta, mis oli varajane meetod täpse aja määramiseks merel enne täpse ajamõõtmise ja satelliidi leiutamist. Kuu ja teise(te) taevakeha(te) vaheline nurkkaugus võimaldas meresõitjal arvutada laius- ja pikkuskraadi, mis oli oluline samm Greenwichi aja määramisel.

Kuu mõõtmise meetodit kasutati laialdaselt, kuni 18. sajandil muutusid usaldusväärsed merekronomeetrid kättesaadavaks ja alates umbes 1850. aastast taskukohaseks. Seda kasutati ka kuni 20. sajandi alguseni väiksemate laevade puhul, mis ei saanud endale kronomeetrit lubada või pidid kasutama seda meetodit, kui kronomeeter oli vigane.

Kuigi Kuu kaugusi arvutavad tänapäeval tavaliselt ainult harrastajad, on see meetod taas esile kerkinud taevase navigatsiooni kursustel, et vähendada täielikku sõltuvust globaalsetest satelliitnavigatsioonisüsteemidest (GNSS).

Tänapäeval on taevane navigatsioon viimane abinõu.

Kaks merelaevaohvitseri kasutavad sekstanti päikese kõrguse mõõtmiseks, 1963. aastal.

Pildi krediit: Wikimedia Commons

Taevase navigatsiooni kasutavad endiselt eraõiguslikud jahid, eriti kruiisijahid, mis läbivad pikki vahemaid ümber maailma. Taevase navigatsiooni tundmist peetakse oluliseks oskuseks ka siis, kui liigutakse väljapoole maismaa nägemisulatust, sest satelliitnavigatsioonitehnika võib aeg-ajalt ebaõnnestuda.

Tänapäeval on arvutid, satelliidid ja globaalne positsioneerimissüsteem (GPS) teinud revolutsiooni kaasaegses navigatsioonis, võimaldades inimestel purjetada üle tohutute ookeanide, lennata maailma teisele poole ja isegi uurida kosmost.

Kaasaegse tehnoloogia areng kajastub ka meresõiduohvitseri tänapäevases rollis, kes seisab nüüd tavaliselt teki all, mitte ei seisa tekil ja ei vaata päikest ja tähti.