Så länge människan har levt på jorden har hon uppfunnit sätt att navigera på den. För våra tidigaste förfäder var resan över land normalt en fråga om riktning, väderförhållanden och tillgång till naturresurser. Att navigera på det vidsträckta havet har dock alltid visat sig vara mer komplicerat och farligt, med felberäkningar som i bästa fall leder till en längre resa och i värsta fall till en katastrof.

Före uppfinningen av vetenskapliga och matematiskt baserade navigationsinstrument förlitade sig sjöfarare på solen och stjärnorna för att kunna avgöra tiden och var de befann sig på det till synes ändlösa och karaktärslösa havet. I århundraden hjälpte himmelnavigation sjöfarare att säkert nå sina destinationer, och förmågan att göra det blev en mycket uppskattad färdighet.

Men varifrån kom den celestiala navigationen och varför används den fortfarande ibland i dag?

Konsten att navigera på himlen är 4 000 år gammal.

Den första västerländska civilisation som man vet utvecklade tekniker för navigering i havet var fenicierna omkring 2000 f.Kr. De använde primitiva sjökort och observerade solen och stjärnorna för att bestämma riktningen, och i slutet av årtusendet hade de en mer exakt kunskap om konstellationer, förmörkelser och månens rörelser, vilket möjliggjorde säkrare och direktare resor över Medelhavet under bådedag och natt.

De använde också sonderingsvikter, som sänktes ner från en båt och som hjälpte sjömännen att avgöra vattendjupet och kunde visa hur nära ett fartyg var från land.

Antikyteras mekanism, 150-100 f.Kr. Atens arkeologiska museum.

Bild: Wikimedia Commons

De gamla grekerna använde sig troligen också av navigering från himlen: ett vrak som upptäcktes år 1900 nära den lilla ön Antikythera innehöll en anordning som kallas Antikythera-mekanismen. . Den består av tre korroderade platta bronsbitar med många kugghjul och hjul och tros ha varit världens första "analoga dator" och användes möjligen som ett navigeringsinstrument som förstod himlakropparnas rörelser på 300- eller 200-talet f.Kr.

Utvecklingen skedde under "utforskningens tidsålder".

På 1500-talet hade "upptäcktsresandet" lett till stora framsteg inom sjöfarten. Trots detta tog det flera århundraden innan global navigering till sjöss blev möjlig. Ända fram till 1400-talet var sjöfararna i huvudsak kustnavigatörer: segling på öppet hav var fortfarande begränsad till områden med förutsägbara vindar, tidvatten och strömmar, eller till områden där det fanns en bred kontinentalsockel.att följa.

Att exakt bestämma latitud (positionen på jorden från norr till söder) var en av de första tidiga prestationerna inom den himmelska navigeringen, och det var ganska lätt att göra det på det norra halvklotet med hjälp av antingen solen eller stjärnorna. Vinkelmätningsinstrument, som t.ex. sjöfararens astrolabb, mätte solens höjd vid middagstid, och vinkeln i grader motsvarade skeppets latitud.

Andra instrument för att fastställa latitud var horisonten, korsstaven och sextanten, som tjänade ett liknande syfte. I slutet av 1400-talet hade instrumenten för att mäta latitud blivit allt mer exakta. Det var dock fortfarande inte möjligt att mäta longitud (position på jorden från väst till öst), vilket innebar att upptäcktsresande aldrig kunde veta exakt var de befann sig till havs.

Kompasser och sjökort hjälpte till vid navigering.

Ett av de tidigaste verktygen som människan skapade för att underlätta navigering var sjöfararens kompass, som var en tidig form av den magnetiska kompassen. De tidiga sjöfararna trodde dock ofta att deras kompasser var felaktiga eftersom de inte förstod begreppet magnetisk variation, som är vinkeln mellan det sanna geografiska norr och det magnetiska norr. Istället användes de primitiva kompasserna huvudsakligen för att hjälpa till att identifiera denvindriktningen när solen inte var synlig.

I mitten av 1200-talet insåg sjöfararna värdet av att rita kartor och sjökort som ett sätt att föra bok över sina resor. Även om de tidiga sjökorten inte var särskilt exakta ansågs de vara värdefulla och hölls därför ofta hemliga för andra sjöfarare. Bredd- och längdgrader angavs inte, men mellan större hamnar fanns en "kompassros" som angavriktning att resa.

"Kompassens uppfinning (Polarstenen)" från Gdańsk, efter 1590.

Bild: Wikimedia Commons

"Dead reckoning" användes också av gamla sjöfarare och anses idag vara en sista utväg. Metoden krävde att navigatören gjorde noggranna observationer och förde noggranna anteckningar som tog hänsyn till faktorer som kompassriktning, hastighet och strömmar för att bestämma fartygets position. Om man gjorde fel kunde det innebära en katastrof.

"Månavstånd" användes för tidtagning.

Den första teorin om "månavstånd" eller "lunarer", en tidig metod för att bestämma en exakt tid till sjöss innan man uppfann exakt tidtagning och satelliter, publicerades 1524. Vinkelavståndet mellan månen och en eller flera andra himlakroppar gjorde det möjligt för navigatören att beräkna latitud och longitud, vilket var ett viktigt steg för att bestämma Greenwich-tiden.

Metoden för månavstånd användes i stor utsträckning tills tillförlitliga marinkronometrar blev tillgängliga på 1700-talet och överkomliga från omkring 1850 och framåt. Den användes också ända fram till början av 1900-talet på mindre fartyg som inte hade råd med en kronometer, eller som var tvungna att förlita sig på tekniken om kronometern var felaktig.

Även om månavstånd normalt sett bara beräknas av hobbyister idag har metoden återuppstått på kurser i himmelsnavigering för att minska det totala beroendet av globala navigationssatellitsystem (GNSS).

I dag är celestial navigation en sista utväg.

Två nautiska fartygsofficerare använder en sextant för att mäta solens höjd, 1963.

Bild: Wikimedia Commons

Himmelnavigering används fortfarande av privata yachter, särskilt av kryssningsyachter som seglar långa sträckor runt om i världen. Kunskap om himmelnavigering anses också vara en nödvändig färdighet om man beger sig utanför landets synfält, eftersom satellitnavigeringstekniken ibland kan misslyckas.

I dag har datorer, satelliter och det globala positioneringssystemet (GPS) revolutionerat den moderna navigeringen och gjort det möjligt för människor att segla över stora havsområden, flyga till andra sidan jorden och till och med utforska rymden.

Den moderna teknikens framsteg återspeglas också i navigatörens moderna roll till sjöss, som i stället för att stå på däck och titta på solen och stjärnorna, nu vanligtvis befinner sig under däck.