Že odkar ljudje živijo na Zemlji, so izumili načine za navigacijo po njej. Za naše najstarejše prednike je bilo potovanje po kopnem običajno vprašanje smeri, vremenskih razmer in razpoložljivosti naravnih virov. Vendar se je plovba po širnem morju vedno izkazala za bolj zapleteno in nevarno, saj so napake v izračunih v najboljšem primeru vodile v podaljšanje potovanja, v najslabšem pa v katastrofo.

Pred izumom znanstvenih in matematičnih navigacijskih instrumentov so se pomorščaki zanašali na sonce in zvezde, da bi določili čas in lokacijo na navidezno neskončnem in brezobličnem oceanu. Nebeška navigacija je pomorščakom stoletja pomagala varno pripeljati mornarje do cilja, njihova sposobnost pa je postala zelo cenjena veščina.

Toda od kod izvira nebesna navigacija in zakaj se včasih uporablja še danes?

Umetnost nebesne navigacije je stara 4000 let

Prva zahodna civilizacija, za katero je znano, da je razvila oceanske navigacijske tehnike, so bili Feničani okoli leta 2000 pr. n. š. Uporabljali so primitivne karte ter za določanje smeri opazovali sonce in zvezde, do konca tisočletja pa so natančneje poznali ozvezdja, mrke in gibanje lune, kar je omogočilo varnejše in bolj neposredno potovanje po Sredozemlju tako meddan in noč.

Uporabljali so tudi sondirne uteži, ki so jih spustili s čolna in so pomorščakom pomagale določiti globino vode ter pokazale, kako blizu je ladja od kopnega.

Mehanizem iz Antikythere, 150-100 pr. n. št. Narodni arheološki muzej v Atenah.

Slika: Wikimedia Commons

Stari Grki so verjetno uporabljali tudi nebesno navigacijo: na razbitini, ki so jo odkrili leta 1900 v bližini majhnega otoka Antikythera, je bila naprava, znana kot mehanizem Antikythera. . Sestavljen je iz treh korodiranih kosov ploščatega brona in ima številne zobnike in kolesa ter naj bi bil prvi "analogni računalnik" na svetu, ki so ga v 3. ali 2. stoletju pred našim štetjem morda uporabljali kot navigacijski instrument, ki je razumel gibanje nebesnih teles.

Razvoj je potekal v "dobi raziskovanja".

V 16. stoletju je "doba raziskovanja" prinesla velik napredek v pomorski navigaciji. Kljub temu je trajalo več stoletij, da je bila mogoča globalna pomorska navigacija. Vse do 15. stoletja so bili pomorščaki predvsem obalni navigatorji: plovba po odprtem morju je bila še vedno omejena na območja s predvidljivimi vetrovi, plimovanjem in tokovi ali na območja, kjer je bil širok kontinentalni šelf.za nadaljevanje.

Natančno določanje zemljepisne širine (položaj na zemlji od severa proti jugu) je bil eden prvih zgodnjih dosežkov nebesne navigacije, ki ga je bilo na severni polobli precej enostavno določiti s pomočjo sonca ali zvezd. Instrumenti za merjenje kotov, kot je pomorski astrolab, so merili višino sonca opoldne, kot v stopinjah pa je ustrezal zemljepisni širini ladje.

Drugi instrumenti za določanje zemljepisne širine so bili rožni kvadrant, križni drog in sekstant, ki so imeli podoben namen. Do konca 14. stoletja so instrumenti za merjenje zemljepisne širine postajali vedno bolj natančni. Vendar še vedno ni bilo mogoče izmeriti zemljepisne dolžine (položaj na Zemlji od zahoda proti vzhodu), zato raziskovalci nikoli niso mogli natančno določiti svojega položaja na morju.

Kompasi in pomorske karte so pomagali pri navigaciji

Eno prvih orodij, ki jih je izdelal človek, je bil pomorski kompas, ki je bil zgodnja oblika magnetnega kompasa. Vendar so prvi pomorščaki pogosto menili, da so njihovi kompasi netočni, ker niso razumeli koncepta magnetne variacije, ki je kot med pravim geografskim severom in magnetnim severom. Primitivni kompasi so se namesto tega uporabljali predvsem za pomoč pri določanjusmer, iz katere je pihal veter, ko sonce ni bilo vidno.

Sredi 13. stoletja so pomorščaki spoznali vrednost izrisovanja zemljevidov in pomorskih kart kot načina beleženja svojih potovanj. Čeprav prve karte niso bile zelo natančne, so veljale za dragocene in so jih pogosto skrivali pred drugimi pomorščaki. Zemljepisne širine in dolžine niso bile označene. Med večjimi pristanišči pa je bila "kompasna roža", ki je označevalasmer potovanja.

"Izum kompasa (polarnega kamna)", Gdansk, po letu 1590.

Slika: Wikimedia Commons

"Dead reckoning" so uporabljali tudi starodavni pomorščaki, danes pa velja za zadnjo možnost. Metoda je od navigatorja zahtevala natančna opazovanja in vodenje natančnih zapiskov, ki so upoštevali elemente, kot so smer kompasa, hitrost in tokovi, da bi določili lokacijo ladje. Napačna določitev je lahko pomenila katastrofo.

"Lunine razdalje" so se uporabljale za merjenje časa

Prva teorija "luninih razdalj" ali "lunarjev", zgodnje metode za določanje točnega časa na morju pred izumom natančnega merjenja časa in satelita, je bila objavljena leta 1524. Kotna razdalja med luno in drugim nebesnim telesom ali telesi je navigatorju omogočila izračun zemljepisne širine in dolžine, kar je bil ključni korak pri določanju greenwiškega časa.

Metoda luninih razdalj se je pogosto uporabljala, dokler v 18. stoletju niso bili na voljo zanesljivi pomorski kronometri, ki so bili cenovno dostopni od približno leta 1850 naprej. Uporabljala se je tudi vse do začetka 20. stoletja na manjših ladjah, ki si niso mogle privoščiti kronometra ali pa so se morale zanašati na to tehniko, če je bil kronometer pokvarjen.

Čeprav lunine razdalje danes običajno izračunavajo le ljubitelji, se je metoda ponovno pojavila na tečajih nebesne navigacije, da bi zmanjšala popolno odvisnost od globalnih satelitskih navigacijskih sistemov (GNSS).

Danes je nebesna navigacija zadnja možnost.

Pomorska častnika s sekstantom merita višino sonca, 1963.

Slika: Wikimedia Commons

Nebesno navigacijo še vedno uporabljajo zasebni jahtarji, zlasti križarke, ki premagujejo velike razdalje po svetu. Znanje nebesne navigacije velja tudi za nujno znanje, če se odpravljate izven vidnega dosega kopnega, saj lahko satelitska navigacijska tehnologija občasno odpove.

Danes so računalniki, sateliti in globalni sistem za določanje položaja (GPS) korenito spremenili sodobno navigacijo, ki ljudem omogoča, da preplujejo obsežne oceane, letijo na drugi konec sveta in celo raziskujejo vesolje.

Napredek sodobne tehnologije se odraža tudi v sodobni vlogi navigatorja na morju, ki zdaj ne stoji na palubi in ne gleda v sonce in zvezde, temveč je običajno v podpalubju.