Hoe bepaalt een navigator zijn positie op open zee zonder GPS of andere elektronica? Het antwoord ligt in een instrument dat al ruim 270 jaar in gebruik is: de sextant. Het principe is elegant eenvoudig, maar de precisie die het levert is indrukwekkend.
Het meetprincipe
Een sextant meet de verticale hoek tussen een hemellichaam (zon, maan, ster of planeet) en de horizon. Die hoek heet de hoogtehoek of altituut. Zodra de hoogtehoek en het exacte tijdstip van de meting bekend zijn, kan met behulp van nautische tafels of een rekenmachine een positielijn worden berekend. Twee of meer van zulke positielijnen leveren een fix op.
Onderdelen en functies
| Onderdeel | Materiaal / type | Functie |
|---|---|---|
| Gradenboog (boog) | Messing of aluminium, overspant ~60° | Hoofdschaal waarop de gemeten hoek wordt afgelezen |
| Indexarm (alidade) | Beweegbaar langs de boog | Draagt de indexspiegel; bepaalt de hoekinstelling |
| Indexspiegel | Volledig verzilverd, op de indexarm | Reflecteert het beeld van het hemellichaam naar de horizonspiegel |
| Horizonspiegel | Halfdoorlatend (spiegel + glas) | Combineert gereflecteerd hemellichaam met direct zicht op de horizon |
| Micrometerschroef / trommel | Fijnafstelling, schaal in boogseconden | Laat nauwkeurige aflezing tot op 0,2 boogseconden toe |
| Telescoop / oculair | Vergroot 3x tot 7x | Vergroot het beeld voor een scherpe horizonlijn |
| Filterglaasjes | Gekleurd of neutraalgrijs glas | Beschermen het oog bij metingen aan de zon |
| Verlichting | LED of gloeilamp op gradenboog | Maakt nachtmetingen aan sterren en maan mogelijk |
De meting stap voor stap
De navigator richt de telescoop op de horizon en stelt de indexarm in totdat het gespiegelde beeld van de zon de horizonlijn raakt. Dat samenvallen van het direct zichtbare horizonvlak met het gereflecteerde zonnebeeld heet "op de kim zetten". De afgelezen hoek op de gradenboog geeft de hoogte van het hemellichaam boven de horizon. Een correctie voor scheepsbeweging en atmosferische refractie is daarna nodig voor een nauwkeurig resultaat.
Nauwkeurigheid
Een goed afgestelde metalen sextant haalt een nauwkeurigheid van circa 20 boogseconden. Dat correspondeert op zee met een positiefout van minder dan een halve zeemijl. Goedkopere plastic uitvoeringen presteren beduidend minder nauwkeurig. De Freiberger trommelsextant, een bekende Duitse fabrikant, gold decennialang als standaard voor beroepsvaart.
Gebruik in het GPS-tijdperk
Hoewel GPS de sextant grotendeels heeft vervangen, blijft het instrument verplicht aan boord van veel zeeschepen als back-up voor elektronisch falen. In de opleiding tot stuurman of kapitein op grote vaart is celestiële navigatie met de sextant nog altijd een examenonderdeel. Een defect navigatiesysteem midden op de Atlantische Oceaan maakt duidelijk waarom dat zo is.
