ΕΞΑΝΤΑΣ

ΕΞΑΝΤΑΣ

ΕΞΑΝΤΑΣ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

 Ο εξάντας ονομάζεται το αστρονομικό γωνιομετρικό όργανο που χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της θέσης ενός αστέρα.

Ο εξάντας ονομάζεται το αστρονομικό γωνιομετρικό όργανο που χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της θέσης ενός αστέρα

 Ο εξάντας  χρησιμοποιείται στη μέτρηση της γωνίας ενός σκοπούμενου ουράνιου σώματος,όπως ο Ήλιος,η Σελήνη,οι Πλανήτες και οι Αστέρες,από τον ορίζοντα.

Ο εξάντας έχει σχήμα κυκλικού τομέα και είναι διαιρεμένος σε 60°  

 Έχει σχήμα κυκλικού τομέα και είναι διαιρεμένος σε 60°.Άλλο αστρονομικό  όργανο που χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της θέσης είναι ο πρισματικός αστρολάβος.

ΙΣΤΟΡΙΑ ΤΟΥ ΕΞΑΝΤΑ

 Τα πρώτα χρόνια οι ναυτικοί χρησιμοποιούσαν τους αστρολάβους  για να προσδιορίσουν τη θέση του πλοίου τους στην ανοικτή θάλασσα με τη μέτρηση των γωνιών που σχημάτιζαν τα ουράνια σώματα,δηλαδή ο ήλιος,η σελήνη,ή τα άστρα,με τον ορίζοντα.

Ένας όμορφος αστρολάβος των ναυτικών που κατασκευάστηκε στη Λισαβόνα το 1608.Τώρα βρίσκεται στο Μουσείο της Ιστορίας της Επιστήμης,στη Φλωρεντία της Ιταλίας

 Όμως δεν υπήρχαν ακριβείς υπολογισμοί με τον αστρολάβο,γιατί η σκόπευση γινόταν ταυτόχρονα και του αστέρα και του ορίζοντα,από το κατάστρωμα του πλοίου.Αργότερα ο εξάντας αντικατέστησε τους αστρολάβους.

Ο οκτάντας που εφευρέθηκε το 1731 από τον Τζον Χάντλεϊ

  Ο Τζον Χάντλεϊ το 1731 ήταν ο εφευρέτης του οκτάντα,μια πρόδρομη συσκευή του εξάντα.Η διαφορά από τον εξάντα ήταν ο σχεδιασμός στην τοξοειδή κλίμακα που έχουν τα δυο όργανα.Ο οκτάντας έχει κλίμακα ενός ογδόου του κύκλου,δηλαδή 45 μοιρών,ενώ ο εξάντας έχει κλίμακα ενός έκτου του κύκλου,δηλαδή 60 μοιρών.Τα δυο όργανα μετρούν τη γωνία της προσπίπτουσας φωτεινής ακτίνας σε σχέση με τον ορίζοντα,αλλά ο οκτάντας φτάνει να μετρά μέχρι 90 μοίρες γωνία,ενώ ο εξάντας μέχρι 120 μοίρες.

Ο οκτάντας έχει κλίμακα ενός ογδόου του κύκλου,δηλαδή 45 μοιρών,ενώ ο εξάντας έχει κλίμακα ενός έκτου του κύκλου,δηλαδή 60 μοιρών

  Ο Άγγλος αξιωματικός του Ναυτικού Τζον Κάμπελ το 1757 ήταν ο εφευρέτης του εξάντα.

Ο Άγγλος αξιωματικός του Ναυτικού Τζον Κάμπελ γεννήθηκε το 1720 ,στην ενορία του Kirkbean,κοντά στο Dumfries,Kirkcudbrightshire,της Σκωτία και πέθανε 16 Δεκεμβρίου 1790, στο σπίτι του στο Berkeley Square,Λονδίνο,της Αγγλίας

  Ο εξερευνητής Τζέιμς Κουκ εκμεταλλεύτηκε πλήρως τις δυνατότητες του εξάντα για τη μέτρηση όχι μόνο κατακόρυφων γωνιών,αλλά γωνιών με οποιαδήποτε κλίση.

Ο εξάντας του εξερευνητή Τζέιμς Κουκ

 Μετρώντας τη γωνία μεταξύ της σελήνης και ενός δοσμένου αστέρα, και με τη βοήθεια πινάκων της κίνησης της σελήνης μπορούσε να υπολογίζει ακριβή χρόνο,που του έδινε τη δυνατότητα να βρίσκει το γεωγραφικό μήκος και πλάτος της θέσης του πλοίου του.Η μέθοδος αυτή χρησιμοποιήθηκε για τη χαρτογράφηση της Νέας Ζηλανδίας στη διάρκεια του ταξιδιού του 1768-1771.

ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΟΥ ΕΞΑΝΤΑ

ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΟΥ ΕΞΑΝΤΑ

  Ο σκελετός του εξάντα αποτελείται από ορείχαλκο ή αλουμίνιο και έχει σχήμα κυκλικό.

Τα μέρη και τα εξαρτήματα του εξάντα

  Ο  εξάντας έχει τα ακόλουθα μέρη και εξαρτήματα:

α) Η ίτυς.
  Είναι το κάτω μέρος του σκελετού που φέρει βαθμολογημένο τόξο από 0° μέχρι 140°,(αριστερά του 0),και από 0° μέχρι 5°,(δεξιά του μηδενός).Η κάτω πλευρά της ίτυος είναι οδοντωτή,όπου κάθε δόντι αντιστοιχεί σε γωνία 1° μοίρας.Το σημείο του τόξου όπου έχει χαραχθεί το 0 ως αρχή μέτρησης των γωνιών ονομάζεται σημείο συρρινισμού του εξάντα.Σημειώνεται ότι η θέση αυτή αντιστοιχεί στην παραλληλία των φερομένων κατόπτρων.

β) Ο Kανόνας.
  Φέρεται έκκεντρος στη κορυφή του οργάνου και που ολισθαίνει επί του τομέα της ίτυος με ειδικά κομβία απελευθέρωσης.

γ) Το μικρομετρικό τύμπανο.
  Φέρεται στη μπροστινή κάτω άκρη του κανόνα που είναι υποδιαιρεμένο σε 60΄ (πρώτα της μοίρας).

δ) Ο βερνιέρος.Είναι μικρομετρικό τύμπανο πίσω από το προηγούμενο που φέρει είτε 10 υποδιαιρέσεις που καθεμιά αντιστοιχεί σε 6΄΄ (60΄:10=6΄΄),ή σε 6 υποδιαιρέσεις όπου καθεμιά αντιστοιχεί σε 10΄΄ (60΄:6=10΄΄).

ε) Το μεγάλο κινητό κάτοπτρο.
Χρησιμεύει για την πρώτη ανάκλαση των ακτίνων του αντικειμένου.Αυτό φέρεται στο πάνω μέρος του κανόνα και κάθετα στο επίπεδο του οργάνου.Στρέφεται με την ολίσθηση του κανόνα.

στ) Το μικρό ακίνητο κάτοπτρο.
Χρησιμεύει για τη δεύτερη ανάκλαση των ακτίνων του αντικειμένου,καθώς και για την απ΄ ευθείας σκόπευση.Φέρεται μόνιμα στερεωμένο επί του σκελετού του οργάνου χαμηλότερα και πιο μπροστά του κινητού κατόπτρου.

ζ) Τα χρωματιστά γυαλιά.
Διάφορης μεταβλητής απόχρωσης που φέρονται μόνιμα στο στέλεχος και όπου παρεμβάλλονται αν χρειαστεί μεταξύ των δύο κατόπτρων για την ελάττωση της έντασης του φωτός σε παρατηρήσεις του Ήλιου και την προστασία του παρατηρητή.

η) Το τηλεσκόπιο.
Φέρεται μόνιμα ακίνητο επί του σκελετού και παράλληλα προς το επίπεδο του στελέχους.Με κατάλληλη εστίαση παρέχει αρκετή διαύγεια του ορίζοντα.Πολλοί εξάντες φέρουν και δύο τηλεσκόπια.

θ) Η λαβή.
Φέρεται στο δεξιό μέρος του σκελετού, από ξύλο ή πλαστικό από την οποία κρατείται ο εξάντας κάθετα στη παρατήρηση ουρανίων σωμάτων.Πολλοί εξάντες στο εσωτερικό της λαβής φέρουν μπαταρίες που συνδέονται με μικρό λαμπτήρα ανάγνωσης του βερνιέρου.

ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΟΥ ΕΞΑΝΤΑ

  Η Αρχή λειτουργίας του εξάντα βασίζεται κυρίως στο φαινόμενο της ανάκλασης και στους νόμους  αυτής.Όπως γνωρίζουμε από την γεωμετρική οπτική η γωνία πρόσπτωσης μιας οπτικής ακτίνας επί ενός επιπέδου είναι ίση με την γωνία ανάκλασης αυτής.

Πιο συγκεκριμένα στον εξάντα για την μέτρηση των γωνιακών αποστάσεων εφαρμόζεται η αρχή της λεγόμενης διπλής ανάκλασης που επιτυγχάνεται αυτή με δύο κάτοπτρα,ένα μεγάλο κινητό και ένα μικρότερο ακίνητο τα οποία φέρει το όργανο και δια των οποίων γίνονται οι παρατηρήσες από το φερόμενο μικρό τηλεσκόπιο

 Πιο συγκεκριμένα στον εξάντα για την μέτρηση των γωνιακών αποστάσεων εφαρμόζεται η αρχή της λεγόμενης διπλής ανάκλασης που επιτυγχάνεται αυτή με δύο κάτοπτρα,ένα μεγάλο κινητό και ένα μικρότερο ακίνητο τα οποία φέρει το όργανο και δια των οποίων γίνονται οι παρατηρήσεις από το φερόμενο μικρό τηλεσκόπιο.

Η λειτουργία του εξάντα βασίζεται στη χρήση ενός ζεύγους κατόπτρων,που ανακλούν το είδωλο ενός αστέρα και πρέπει να έρθει στην ίδια ευθεία με τον ορίζοντα

  Η λειτουργία του εξάντα βασίζεται στη χρήση ενός ζεύγους κατόπτρων,που ανακλούν το είδωλο ενός αστέρα και πρέπει να έρθει στην ίδια ευθεία με τον ορίζοντα.Αυτός που χειρίζεται το όργανο,σε όρθια θέση,παρατηρεί μέσα από ένα μικρό τηλεσκόπιο τον ορίζοντα και το είδωλο ταυτόχρονα,διότι το ένα κάτοπτρο είναι κατά το ήμισυ επαργυρωμένο (ενώ το άλλο μισό είναι απλό γυαλί),ενώ το άλλο περιστρέφεται με τη βοήθεια μιας ράβδου.

Η βαθμολόγηση της κλίμακας είναι τέτοια που δείχνει αριθμητικά τη γωνία που σχηματίζεται ανάμεσα στον αστέρα και στον ορίζοντα

  Βλέπει μια διπλή εικόνα,το είδωλο του αστέρα στη μια μεριά και τον ορίζοντα στην άλλη,και με κίνηση της ράβδου προσπαθεί να φέρει τις δυο εικόνες στην ίδια ευθεία.Το άλλο άκρο της ράβδου καταλήγει σε ένα δείκτη και δείχνει στην τοξοειδή κλίμακα του εξάντα.Η βαθμολόγηση της κλίμακας είναι τέτοια που δείχνει αριθμητικά τη γωνία που σχηματίζεται ανάμεσα στον αστέρα και στον ορίζοντα.Αυτή η γωνία του αστέρα με τον ορίζοντα χρησιμεύει στον προσδιορισμό του γεωγραφικού πλάτους.

Η Αρχή λειτουργίας του εξάντα βασίζεται κυρίως στο φαινόμενο της ανάκλασης και στους νόμους  αυτής

  Σε έναν εξάντα συχνά θα παρατηρήσει κανείς φίλτρα για την ελάττωση της λαμπρότητας του ήλιου κατά την παρατήρηση.Έχουν κατασκευαστεί επίσης εξάντες για την αεροναυτιλία (με διαφορετικό τρόπο για την εύρεση της πραγματικής οριζοντίου) και για την ξηρά,όπου ο ορίζοντας παρέχεται με ένα μικρό κάδο υδραργύρου μέσα στον εξάντα.

ΣΦΑΛΜΑΤΑ ΤΟΥ ΕΞΑΝΤΑ

 Όπως όλα τα όργανα ακριβείας και ο εξάντας υπόκειται σε σφάλματα που προσδιορίζονται σε επτά εκ των οποίων τα μεν πρώτα τέσσερα ρυθμίζονται (διορθώνονται),μόνο από ειδικά επιστημονικά εργαστήρια,ενώ τα άλλα τρία μπορούν να ρυθμιστούν και από τους ναυτιλόμενους αξιωματικούς.

Όπως όλα τα όργανα ακριβείας και ο εξάντας υπόκειται σε σφάλματα που προσδιορίζονται σε επτά εκ των οποίων τα μεν πρώτα τέσσερα ρυθμίζονται  

 Τα σφάλματα που μπορεί να παρουσιάσει ένας εξάντας είναι:

α) Σφάλμα υποδιαιρέσεων (τόξου,ή του μικρομετρικού τυμπάνου ή του βερνιέρου)

β) Σφάλμα έκκεντρης θέσης του κανόνα

γ) Σφάλμα παραλληλότητας όψεων των κατόπτρων

δ) Σφάλμα παραλληλότητας οπτικού άξονα τηλεσκοπίου

ε) Σφάλμα καθετότητας μεγάλου κατόπτρου

στ) Σφάλμα καθετότητας μικρού κατόπτρου και

ζ) Σφάλμα παραλληλότητας των κατόπτρων στο «σημείο συρρινισμού».

  Ο συνδυασμός όλων,ή μερικών,των παραπάνω συνιστά το εργαλειακό σφάλμα του εξάντα που θεωρείται ανεκτό μέχρι 3΄(πρώτα της μοίρας).

ΤΥΠΟΙ ΤΟΥ ΕΞΑΝΤΑ

Ο εξάντας έχει τους εξής τύπους:

α) "Εξάντας τεχνικού ορίζοντα",ή "εξάντας φυσαλίδας" (σε χρήση από υποβρύχια και αεροπλάνα).

β) "Γυροεξάντας" (Gyrostabillized sextant) και

γ) "Εξάντας εκκρεμούς" (Pendulum sextant).