Zolang de mens op aarde leeft, heeft hij manieren bedacht om over de aarde te navigeren. Voor onze vroegste voorouders was reizen over land normaal gesproken een kwestie van richting, weersomstandigheden en beschikbaarheid van natuurlijke hulpbronnen. Het navigeren over zee is echter altijd complexer en gevaarlijker gebleken, waarbij rekenfouten in het beste geval tot een langere reis en in het slechtste geval tot een ramp leidden.

Vóór de uitvinding van wetenschappelijke en wiskundige navigatie-instrumenten vertrouwden zeelieden op de zon en de sterren om de tijd aan te geven en te bepalen waar zij zich bevonden op de schijnbaar eindeloze en karakterloze oceaan. Eeuwenlang hielp de navigatie aan de hemel om zeelieden veilig naar hun bestemming te leiden, en het vermogen om dit te doen werd een zeer gewaardeerde vaardigheid.

Maar waar kwam de navigatie aan de hemel vandaan, en waarom wordt ze nog steeds soms gebruikt?

De kunst van hemelvaart is 4000 jaar oud...

De eerste westerse beschaving waarvan bekend is dat zij technieken voor oceaannavigatie ontwikkelde, waren de Feniciërs rond 2000 v.C. Zij gebruikten primitieve kaarten en observeerden de zon en de sterren om richtingen te bepalen, en tegen het einde van het millennium hadden zij een preciezere greep op sterrenbeelden, zonsverduisteringen en maanbewegingen, waardoor veiliger en directer over de Middellandse Zee kon worden gereisd tijdens zoweldag en nacht.

Ze gebruikten ook peilgewichten, die vanaf een boot werden neergelaten en zeelieden hielpen de diepte van het water te bepalen en konden aangeven hoe dicht een schip bij land was.

Mechanisme van Antikythera, 150-100 VC. Nationaal Archeologisch Museum van Athene.

Afbeelding: Wikimedia Commons

De oude Grieken gebruikten waarschijnlijk ook navigatie aan de hemel: een wrak dat in 1900 bij het eilandje Antikythera werd ontdekt, bevatte een apparaat dat bekend staat als het Antikythera-mechanisme. . Het zou de eerste 'analoge computer' ter wereld zijn geweest en werd mogelijk gebruikt als navigatie-instrument dat de bewegingen van hemellichamen begreep in de 3e of 2e eeuw v.Chr.

De ontwikkelingen vonden plaats in het "tijdperk van de verkenning".

In de 16e eeuw had het "tijdperk van de verkenning" grote vooruitgang geboekt op het gebied van de zeevaart. Desondanks duurde het eeuwen voordat wereldwijde navigatie op zee mogelijk was. Tot in de 15e eeuw waren zeelieden hoofdzakelijk kustvaarders: het varen op open zee was nog beperkt tot gebieden met voorspelbare wind, getijden en stromingen, of gebieden met een breed continentaal plat.om te volgen.

Het nauwkeurig bepalen van de breedtegraad (plaats op aarde van noord naar zuid) was een van de eerste vroege verworvenheden van de hemelvaart, en was op het noordelijk halfrond redelijk eenvoudig te doen aan de hand van de zon of de sterren. Hoekmeetinstrumenten zoals de astrolabium van de zeevaarder maten de hoogte van de zon op het middaguur, waarbij de hoek in graden overeenkwam met de breedtegraad van het schip.

Andere instrumenten om de breedtegraad te bepalen waren het horoscoopkwadrant, de kruisstok en de sextant, die een vergelijkbaar doel dienden. Tegen het einde van de jaren 1400 waren de instrumenten om de breedtegraad te meten steeds nauwkeuriger geworden. Het was echter nog steeds niet mogelijk om de lengtegraad te meten (plaats op aarde van west naar oost), wat betekende dat ontdekkingsreizigers hun positie op zee nooit precies konden weten.

Kompassen en zeekaarten hielpen bij de navigatie

Een van de vroegste door de mens gemaakte hulpmiddelen bij de navigatie was het zeemanskompas, een vroege vorm van het magnetische kompas. Vroege zeelieden dachten echter vaak dat hun kompas onnauwkeurig was omdat ze het concept van magnetische variatie, de hoek tussen het ware geografische noorden en het magnetische noorden, niet begrepen. In plaats daarvan werden primitieve kompassen vooral gebruikt om te helpen bij het identificeren van hetuit welke richting de wind waaide toen de zon niet zichtbaar was.

In het midden van de 13e eeuw erkenden zeelieden de waarde van het maken van kaarten en zeekaarten als een manier om hun reizen bij te houden. Hoewel de vroege kaarten niet bijzonder nauwkeurig waren, werden ze als waardevol beschouwd en als zodanig vaak geheim gehouden voor andere zeelieden. Lengte- en breedtegraden werden niet aangeduid. Tussen belangrijke havens was er echter een 'kompasroos' die derichting om te reizen.

"De uitvinding van het kompas (Poolsteen)" van Gdańsk, na 1590.

Afbeelding: Wikimedia Commons

Dead reckoning" werd ook gebruikt door zeelieden uit de oudheid, en wordt tegenwoordig beschouwd als een laatste redmiddel. De methode vereiste dat de navigator nauwgezette waarnemingen deed en nauwgezette aantekeningen bijhield waarin elementen als kompasrichting, snelheid en stromingen werden verdisconteerd om de locatie van het schip te bepalen. Een verkeerde inschatting kon een ramp betekenen.

"Maanafstanden" werden gebruikt voor de tijdmeting

De eerste theorie van "maanafstanden" of "lunars", een vroege methode om een nauwkeurige tijd op zee te bepalen vóór de uitvinding van de nauwkeurige tijdmeting en de satelliet, werd gepubliceerd in 1524. De hoekafstand tussen de maan en een of meer andere hemellichamen stelde de navigator in staat de breedte- en lengtegraad te berekenen, wat een belangrijke stap was bij het bepalen van de Greenwich-tijd.

De methode van maanafstanden werd op grote schaal gebruikt totdat in de 18e eeuw betrouwbare zeeklokmeters beschikbaar en vanaf ongeveer 1850 betaalbaar werden. Ze werd ook tot in het begin van de 20e eeuw gebruikt op kleinere schepen die zich geen chronometer konden veroorloven, of op de techniek moesten vertrouwen als de chronometer defect was.

Hoewel maanafstanden tegenwoordig gewoonlijk alleen door hobbyisten worden berekend, heeft de methode een heropleving gekend op hemelnavigatiecursussen om de totale afhankelijkheid van wereldwijde navigatiesatellietsystemen (GNSS) te verminderen.

Tegenwoordig is hemelvaart een laatste redmiddel...

Twee nautische scheepsofficieren gebruiken een sextant om de hoogte van de zon te meten, 1963.

Afbeelding: Wikimedia Commons

Celestial navigation wordt nog steeds gebruikt door particuliere jachten, vooral door cruisejachten die lange afstanden rond de wereld afleggen. Kennis van celestial navigation wordt ook beschouwd als een essentiële vaardigheid als men zich buiten het gezichtsveld van land begeeft, aangezien satellietnavigatietechnologie af en toe kan falen.

Tegenwoordig hebben computers, satellieten en het Global Positioning System (GPS) een revolutie teweeggebracht in de moderne navigatie, waardoor mensen over grote delen van de oceaan kunnen varen, naar de andere kant van de wereld kunnen vliegen en zelfs de ruimte kunnen verkennen.

De vooruitgang van de moderne technologie wordt ook weerspiegeld in de moderne rol van de navigator op zee, die, in plaats van aan dek te staan en naar de zon en de sterren te staren, nu gewoonlijk benedendeks te vinden is.