compass
Seemotive :

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Eine Kompassrose mit der alten 32er Stricheinteilung.
1 Strich entspricht 11.25 Grad.
Heute ist die Kompassrose in 360 Grad eingeteilt.
Im Hintergrund eine Seekarte der schwedischen Küste.
 
In der Frühzeit der Seefahrt fuhren die Seeleute unter der Küste nach bekannten Landmarken. Nachts orientierten sie sich an den Sternen.
Der Nordstern war ihnen gut bekannt. Nach ihm wurden nicht nur der Kurs, sondern auch nachts die Zeit mit einem Nocturnum ermittelt.
Auf dieser Marke wird gezeigt, wie der Nordstern über das Sternbild des 'Grossen Bären' gefunden wird.
Im fast wolkenlosen Mittelmeer fuhren die Phoenizier nach der Sonne. Der Osten war für sie Sonnenaufgang, 'asu', daher auch der Name Asien. Der Westen war Sonnenuntergang, 'ereb', daher Europa.
Ferner konnten die 'Alten' den Kurs nach den jahreszeitlichen regelmässigen Winden (Nordost-Passat, Monsume), nach Meeresströmungen, nach Wassertiefen, nach Wolkenansammlungen und nach Zugvögel bestimmen.
Polarstar
Viking
Die Wikinger orientierten sich nach Nordstern und Sonne, nach Windrichtung, Strömungen, Wassertiefen, Wasserfärbung, Temperaturen, Nebelgebiete und Flugbahnen der Vögel. Sie benutzten 3 hervorragende Instrumente: Sonnenpeilscheibe, Sonnenschattenbrett und Sonnenstein.


Leif
Leif
Mit der Peilscheibe wurde jede Richtung zum Aufgang (Osten) oder Untergang (Westen) der Sonne bestimmt und mit einem Zeiger festgehalten.
Das Sonnenschattenbrett war eine Scheibe mit einem Stift in der Mitte und konzentrischen Kreisen drumherum. Der Stift war einstellbar und warf einen Schatten. Anhand der Schattenlänge konnte man die Breite feststellen und auf ihr entlangsegeln.
Auf der Marke sehen wir Leif Eriksson, der Amerika im Jahre 1001 erreichte mit dem Schattenbrett. Der Sonnenstein war ein Cordierit, ein Silikat.
Wenn dieser Cordierit im rechten Winkel zur einfallenden Sonne gehalten wird verfärbt sich der gelbe Kristall sofort dunkelblau.
Das funktionierte auch bei dichtem Nebel oder bedecktem Himmel. Der Wikinger brauchte nur so lange an seinem Stein zu drehen bis er blau wurde und schon wußte er wo die Sonne stand. Die stand mittags im Süden.
Rabe Floki verdankt seinen Namen der Tatsache, daß er 3 Raben auf sein Schiff mitnahm als er das nur vage beschriebene Island suchte.
Als er einen Tag nach Verlassen der Faröer den ersten Raben los lies, flog dieser in Richtung der Faröer davon.
Als er am zweiten Tag den 2. Raben fliegen liess, stieg dieser nur auf und kam zum Schiff zurück.
Als er am 3. Tag den Raben fliegen liess, flog er gegen Nordwesten davon und Floki folgte dieser Richtung und kam nach Island.
Floki


chart Alle seefahrenden Nationen des Altertums zeichneten ihre Küstenkarten und erstellten Handbücher, sogenannte Segelanweisungen. Diese Navigation nach Küstenlinien, Häfen, Landmarken, Seezeichen, Tiefen- und Entfernungsangaben nennt man terrestrische Navigation (Terra - Land).
Auf dieser Marke sehen wir den arabischen Kartographen Ahmed ben Maged (1421 - 1500) beim zeichnen einer Karte des Persischen Golfes.


Das wichtigste Navigations-Instrument, der Kompass wurde von den Chinesen im 11. Jahrhundert 'entwickelt bzw. erforscht und erfunden'.
Über arabische Kauffahrer kam er nach Europa. Es war ein Magnetkompass, d.h. er zeigte immer in die Richtung zum magnetischen Nordpol.
Auf dieser Marke sehen wir angeblich den ersten Kompass der Welt, einen chinesischen 'Löffelkompass'.
Die chinesischen Kompasse zeigten damals nach Süden.
spoon-compass


compass
Über die Entwicklung der Kompasse ist bei Seemotive eine ausführliche Seite erschienen.

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Diese Marke zeigt uns eine Navigationsausrüstung um 1500. Einen Kompass zum Kurshalten, einen Jakobsstab zur astronomischen Winkelmessung für die Ermittlung des Breitengrades, einen Zirkel zum Arbeiten in der Seekarte, ein Nocturnum zur Zeitbestimmung über den Nordstern und ein Stundenglass.
Dies Stundenglass war damals die einzige Uhr an Bord. Es diente zum Wachwechsel.
Für die Navigation war es unbrauchbar, weil das Umdrehen mal vergessen wurde oder der Sand war feucht und 'klumpte'.
nautical instruments


Unter astronischer Navigation versteht man die Bestimmung des Schiffsstandortes nach den Gestirnen (Sonne, Mond, Planeten oder ausgewählten Fixsternen).
Auf den folgenden Marken finden wir die unterschiedlichsten Instrumente dazu.
nautical instruments
nautical instruments
Auf der linke Marke ist eine Armillarspähre und rechts ein Sextant des dänischen Astronem Tycho Brahe (1546 - 1601) abgebildet. Auf der rechten Marke ist ein Sextant des deutschen Astronomen Johannes Hevelius (1611 - 1687, polnisch Jana Heweliusza) dargestellt.
Eine Armillarsphäre (Weltmaschine) dient zur Messung von Koordinaten am Himmel und der Darstellung der Bewegung von Himmelskörpern.
Mit Quadranten, Oktanten und Sextanten wird der Winkel zwischen einem Gestirn und dem Horizont bestimmt.


nautical instruments
nautical instruments

Vergrößerung aus der linken Marke

Ein Nocturnum (Nocturlabium) kan man als Sternenuhr bezeichnen. Es ist ein mittelalterliches Gerät zur Ermittlung der Nachtstunden anhand der Stellung der Sterne.
Das Instrument besitzt zwei übereinander liegende, drehbare Scheiben mit einem Zeiger und einem Loch in der Mitte.
Auf der einen Scheibe mit den Monaten des Jahres wird das Tagesdatum eingestellt. Mit dem Loch wird der Polarstern anvisiert und dann der Zeiger auf das Sternbild des Großen Bären gestellt.
Auf der zweiten Scheibe lässt sich dann die Uhrzeit ablesen.
nautical instruments
Jahrhundertelang wurde auf den Ozeanen die Ortsbestimmung mit Hilfe der Gestirne vorgenommen. Man mass den Winkel zwischen dem Horizont des Beobachters und einem Gestirn, meistens der Sonne.
Für die Winkelmessung wurde der oben schon gezeigte Jakobsstab benutzt, das Astrolabium, der Quadrant, der Oktant, und der Sextant.
Links sehen wir den Jakobsstab. Das Gerät diente der Bestimmung der geographischen Breite. Dazu wurde der Höhenwinkel der Sonne oder eines Fixsternes (meist des Polarsterns) über dem Horizont gemessen.


backstaff
nautical instruments
Weil man bei den alten Winkelinstrumenten direkt die Sonne anpeilte, bestand die Gefahr des Erblindens. So erfand John Davis den hier links zu sehenden "backstaff", ein Jakobsstab ohne direkt in die Sonne zu sehen. Rechts eine Weiterentwicklung, der Davisquadrant

John Davis forschte und suchte um 1585 - 1587 auf 3 Reisen die Nordwestpassage, nach ihm wurde die Davis-Strasse zwischen Grönland und Kanada benannt.


nautical instruments
Links sehen wir ein Nocturlabium (Beschreibung siehe oben) und rechts ein Kamal.
Ein Kamal ist ein kleines Brett mit einem Loch in der Mitte, durch das eine Schnur geführt ist. An dieser Schnur befinden sich Knoten, die eine Position einer Stadt oder einer Landmarke entlang der Küste bezeichnen.
Der Steuermann hält das Schnurende mit den Zähnen und verschiebt in Augenhöhe die Stellung des Kamals, bis die Unterkante auf dem Horizont liegt und die Oberkante den Polarstern berührt.
Dann zieht er die Schnur durch die zentrale Öffnung des Kamals. Die Nähe eines Knotens in der Öffnung gibt dann die Breitenlage des Schiffes an.


nautical instruments
nautical instruments
Das Astrolabium ist ist ein platter, zweidimensionaler Himmlesglobus.
Es wurde bei der Positions- und Zeitbestimmung in der Astronomie, aber auch in der Schifffahrt eingesetzt.
Es besteht aus mehrern Scheiben mit Zeit- und Winkelskalen und den wichtigsten Fixsternen. Damit liessen sich Auf- und Untergangszeiten von Sternen und der Sonne ermitteln oder aus der Position eines Gestirns das Datum bzw. die Zeit.
Mit dem Astrolabium konnte man ebenfalls den Höhenwinkel von Gestirnen messen.


Abraham Zacuto (1450 - 1510) entwickelte das „Almanach Perpetuum“, sogenannte Planetentafeln, mit denen man die Positionen der Planeten vorausberechnen konnte.
Diese Tafeln wurden bei astronomischen Standortbestimmungen benötigt. Kolumbus benutzte lebenslang ein Exemplar des Almanachs, siehe unter und im Hintergrund auf der rechten Marke.
Heute nennt man diese Tabellen Ephemeriden; in der Nautik geben sie die Positionen von Sonne, Mond und einigen Planeten an.

tables


nautical instruments
nautical instruments
Ein Quadrant ist ein historisches Winkelmessinstrument.
Er besteht aus einem Viertelkreis mit Gradeinteilung, einer dazugehörigen Ablese-Vorrichtung, einem Visier und einem Senklot. Das zu messende Gestirn wurde über Kimme und Korn anvisiert.
Die Stellung des herabhängenden Lotes am Viertelkreis gab den Höhenwinkel an.
Rechts ist Columbus mit einem Quadranten dargestellt.


nautical instruments
nautical instruments
Nachfolger des Quadranten sind der Oktant (links) und der Sextant (rechts).
Beim Oktanten bezieht sich der Name auf den Umfang der angebrachten Skala von 45° – einem Achtel-Kreis. Der Messumfang beträgt aber wegen der Spiegelung im Strahlengang das Doppelte, nämlich 90°. Der erste Oktant wurde 1731 entwickelt.
Beim Sextanten haben wir eine Skala von 60° mit einem Messumfang von 120°. Um 1800 wurden die ersten Sextanten eingesetzt.


Sextant
Wenn man die Schiffsposition aus Beobachtungen von Gestirnen ermittelt sprechen wir von astronomische Navigation.
Wenn man z. B. um die Mittagszeit den höchsten Punkt der Sonne mit einem Sextanten misst, weiss man das sie gerade in diesem Moment in Nord-Süd-Richtung steht. Mit einer relativ einfachen Rechnung kann man den Breitengrad ermitteln.
Dies konnten die alten Seefahrer schon im Mittelalter.


chronometer
chronometer
Die Ermittlung der geografischen Länge ist wesentlich schwieriger. Die Erde dreht sich und die Gestirne rotieren auch.
Aber das ist alles berechenbar. Die Länge lässt sich aus der Zeitdiffrenz ermitteln, die die Sonne zwischen zwischen zwei Erdpunkten braucht. Der erste feste Bezugspunkt ist der Null-Meridian bei Greenwich (linke Marken). Der zweite Punkt ist der Schiffsort.
Man stoppt die exakte Greenwichzeit an der man z.B. die Sonnenhöhe am Vormittag misst. Mit Hilfe von nautischen Tafeln kann dann eine genaue Standlinie errechnet werden.
Man brauchte nur eine sekundengenaue Uhr, den Chronometer. Der Engländer John Harrison baute 1735 den ersten funktionierenden Chronometer (rechte Marken).
chronometer

"Bounty" Kapitän William Bligh mit seinem Chronometer.

chronometer

So sehen heutige Chronometer in ihrem geschützten Gehäuse aus.

chart
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stick chart Wichtige Navigationshilfen waren die Stabkarten der Marshall-Insulaner. Sie waren aus Palmblattrippen oder Kokosfasern geflochten, die an ganz bestimmten Stellen verbunden sind. Eingeflochtene Schneckenhäuser markieren Inseln.
Speziell gebogene Stäbe markieren Dünung und Richtung des Seeganges. Lange durchlaufende Linien sagen etwas über die Entfernung.
Es existieren viele Marken, besonders von den Marshall-Inseln, auf denen diese Stabkarten zu sehen sind.


charts
charts
Die ersten richtigen Seekartenn waren die Portolankarten (portolano - Hafenbucht). Sie wurden im 13. Jahrhundert im Mittelmeerraum bekannt und wurden bis zum 17. Jahrhundert an Bord gebraucht.
Die Karten waren nordorientiert und besaßen keine Meridane oder Breitenparallelen.
Im Mittelpunkt der Karte war eine Windrose eingezeichnet und um ihr in einem Kreisbogen 16 oder 32 weitere Windrosen. Alle Windrosen waren miteinander durch gerade Linien verbunden.
An den Küstenlinien wurden Ortschaften, Buchten, Flussmündungen und Landmarken angegeben. Wollte nun ein Seefahrer von einem Ort in eine bestimmte Richtung segeln, suchte er sich eine Gerade in seiner Nähe heraus die zu seinem Zielort zeigte. Die Richtung der Geraden entsprach seinem Kurs.


Vereinfachte Darstellung einer Portolankarte vom IndischenOzean.
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Mercator
Der grosse Durchbruch bei den Seekarten wurde von dem Deutschen Kartographen Gerhard Mercator (1512 - 1594) erreicht.
2012 wurde mit nebenstehender Marke seines 500. Geburtstages gedacht.
Er stellte 1569 seine erste Seekarte vor, eine Karte auf der die Längengrade parallel gegen Norden verliefen.
Da dies ja auf der Erde nicht stimmt und die Karte 'verzerrt' war musste er gegen Norden die Breitengrade auch weiter auseinander dehnen.
Der Vorteil dieser Karten: Kurse und Peilungen konnte man als Gerade eintragen. Diese Seekartengestaltung hat heute noch Gültigkeit.
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Auf dieser Karte sind die Kurse der vier Reisen des Columbus in die "Neue Welt" eingezeichnet. Deutlich ist aber auch zu sehen, dass die Breitengrade in Äquatornähe dicht zusammen und weiter nördlich weiter auseinanderliegen, eine Mercatorprojektion.


Columbus sea chart
sea chart
Vor seinen 4 Reisen in die Neue Welt hatte Columbus in Lissabon das Kartenzeichnen gelernt. Auf der linken Marke sehen wir ihn beim Studium einer Karte.
Seekarten wurden damals meist auf eine Tierhaut oder Pergament gezeichnet damit sie sich bei Nässe nicht zu stark verzogen.
Rechts eine heutige Seekarte mit genauen Tiefenangaben.


logbook

Eine holländische Logbuchseite von 1827

logbook

Logbuch von Abel Tasman

Das wichtigste Dokument an Bord eines jeden Schiffes ist das Logbuch. In ihm wird jeder Tag, auf See oder im Hafen mit mehreren Eintragungen festgehalten.
Pro Wache die Position, Kurs, Geschwindigkeit, Wind, Seegang, Sicht, Temperaturen von Luft und Wasser, die Schiffsbewegungen (Rollen, Stampfen, ruhig) und jedes aussergewöhnliche Ereignis.


Kapitän James Cook, der berühmte Entdecker, Forscher und Kartograph. Hier zu sehen mit dem Oktanten, einem Logglass und der Handlogge.
Die Logge diente zur Bestimmung der Schiffsgeschwindigkeit. Links von Cooks Hand ist das Logscheit zu sehen, dass ins Wasser geworfen wird. Das Logglas ist eine 14 Sekunden laufende Sanduhr.
In der Logleine ist cirka alle 7 Meter ein Knoten eingeflochten. Die Anzahl der auslaufenden Knoten in dieser 14 Sekunden Zeit ist die Schiffsgeschwindigkeit.
speed log
speed log
Daher kommt auch der Begriff 'Knoten' für Seemeilen pro Stunde. Und auch der Begriff 'Logbuch' bezieht sich auf die Logge.

Auf der linken Marke sind Kompass, Astrolabium, Quadrant und eine Logleine abgebildet. Rechts aussen ist ein grünlicher "Knoten" (hier eine Umwicklung an der Logleine) erkennbar.


dead reckoning "Koppeln" ist ein Vorwärtsrechnen der Schiffsposition mit dem bekannten Kurs und der gemessenen oder vermuteten Geschwindigkeit.
So kommt man zu einer Postion, von der man annimmt, man sei hier. Wenn ein Segelschiff nun am Wind kreuzen musste, es seinen Kurs also oft änderte, musste man beim Koppeln auch jeden Kreuzschlag berücksichtigen.
Dafür diente die hier zu sehende Tafel, für jeden Kreuzkurs wurde ein Tampen zwischen den unteren Pflöcken gezogen.



Columbus
Columbus
Hier sehen wir Columbus mit einem Quadranten, dem Stundenglas und einer Kompassrose. Im Hintergrund der Atlantische Ozean mit seinen vorherrschenden Windrichtungen und dem rötlichen Kurs der ersten Reise des Columbus (rechts vergrössert).
Auf der Ausreise fuhr Columbus weiter südlich, um vom Nordostpassat 'geschoben' zu werden. Auf der Heimreise fuhr er weiter nördlich, um in den Bereich der Westwinde zu kommen.

Windrichtungen und Seeströmungen, Gezeiten und Seegang sind in Handbüchern und Atlanten weltweit dokumentiert und gehören zu jeder nautischen Ausrüstung.

nautical instruments Hinter dem magnetischen Schwimmkompass sehen wir eine Peilscheibe und daneben die Peilvorrichtung. Im Hintergrund die Antennen für das Radargerät und den Funkpeiler.
Mit der Peilscheibe bestimmt man die Richtung zu sichtbaren Landmarken, mit dem Funkpeiler kann man die Richtung zu Funkfeuern ermitteln.
Man peilt eine bekannte See- oder Landmarke an, liest die Richtung an der Scheibe ab, rechnet die Richtung in einen geografischen Winkel um und hat so eine Standlinie für die Seekarte.


lightship
lighthouse
bouy
Feuerschiffe, Leuchttürme Baken, Bojen und Tonnen sind für die Küstennavigation trotz GPS unverzichtbar.


lighthouse
Ebenso unverzichtbar war und ist ein gutes Fernrohr bzw. Fernglas.


Radar
Radar
RADAR ist die Abkürzung für Radio Detecting and Ranging. Von der Antenne wird ein Funkstrahl gesendet, der von Gegenständen reflektiert wird und von der Antenne wieder aufgefangen wird.
Auf dem Radarschirm kann man also andere Schiffe, Inseln, und Küstenlinien sehen, in welcher Richtung und welchen Abstand sie sich befinden. Dies ist eine ganze wichtige Hilfe bei Nebel und schlechter Sicht zur Kollisionsverhütung, ausserdem erleichtert es die Küstennavigation.
Das Radar ist im 2. Weltkrieg entwickelt worden.
Auf der linken Marke ist ein Radargerät mit seiner Antenne abgebildet, rechts der Radarschirm.


gyro compass

In der Berufsschiffahrt sind die Zeiten des Magnetkompasses endgütig vorbei, der Kreiselkompass hat ihn abgelöst. Hier sehen wir den ersten funktionsfähigen Ein-Kreiselkompass aus dem Jahre 1908 von Hermann Anschütz-Kaempfe.
Ein Kreiselgesetz sagt: Wenn eine Kraft auf die Achse eines rotierenden Kreisels einwirkt weicht sie um 90 Grad aus. Die Kraft ist die Rotation der Erde in West-Ost-Richtung, die Achse zeigt dann fast genau auf geografisch Nord.
Man hat heute im Schiff einen Mutterkompass, der mit 2 Kreiseln arbeitet. Er ist mit beliebig vielen Tochterkompassen auf der Brücke verbunden, die reine Anzeigefunktion haben.


compass
Auf dieser Marke ist ein moderner Yachtkompass abgebildet. Er ist heute auf fast allen Segelbooten zu finden, die längere Fahrten unternehmen.
Unter dem Kompass ist ein Krängungsmesser zu sehen. Mi Krängung – auch Schlagseite – bezeichnet man die Neigung von Schiffen zur Seite.


echo sounder
echo sounder
Mit einem Lot misst man die Wassertiefe. Früher benutzte man eine Leine mit Markierungen und einem Bleikörpetr, der die Leine nach unten zog. Heute benutzt man Echolote die Schallwellen zum Meeresboden senden. Dort werden sie reflektiert und als Echo wieder an Bord empfangen. Aus der Laufzeit wird dann die Tiefe errechnet. Dies ist auf der Karte dargestellt. Links auf der Marke sehen wir die Schallwellen.
Auf der rechten Marke ist der Bereich eines Fächerecholotes angedeutet, mit dem von Forschungsschiffen der Meeresboden vermessen wird.


cloud
barometer
Das Wettergeschehen war und ist noch heute für die Navigation sehr wichtig. Wirbelstürme, Tsunamis, Monsterwellen und Eisberge können leicht zu Katastrophen führen.
Die Seefahrer der Antike beobachteten Windrichtungen, Seegang und Wolken (links) um daraus eine Vorhersage auf das aufziehende Wetter zu bekommen. Und sie orientierten sich an den Jahreszeiten um nicht in Sturmgebiete zu segeln.
Als Torricelli (1608 - 1647) das Quecksilberbarometer entwickelte war das für die Kapitäne schon ein gewaltiger Fortschritt. Man konnte sich nähernde Tiefdruckgebiete mit ihren starken Stürmen erkennen und notfalls ausweichen.
Rechts sehen wir ein Dosenbarometer (auch Aneroidbarometer). Bei ihm wird ein dosenartiger Hohlkörper aus dünnem Blech durch den Luftdruck verformt.
In Deutschland wurde 1868 die Norddeutsche Seewarte gegründet. Sie sammelte unter anderem Auswertungen deutscher Schiffsoffiziere über Strömungen, Gezeiten, Wettergeschehen und Kompaßmißweisungen. Das Ergebnis dieser Auswertunegn waren individuelle Segelanweisungen für die Kapitäne für ihre bevorstehenden Fahrten.
Auf der Marke sind die empfohlenen Reiserouten für ein Segelschiff von Hamburg in den Stillen Ozean und zurück zu sehen.
Seewarte
weather chart
weather chart
wireless
Heute existiert ein weltumspannendes Netz von Funkstationen (links), die die aktuellsten Wetterkarten liefern (rechts oben).
Die Kapitäne können Routenberatungen in Anspruch nehmen, können laufend Wetterinformationen abrufen und wissen dadurch, womit sie zu rechnen haben.


Heute wird die Schiffsposition mit Satellitennavigation ermittelt. Aus den Funkwellen einiger Satelliten wird die Position errechnet und in Länge und Breite angezeigt. Dies System nennt man GPS - Global Positioning System. Es ist ein Wehrmachtsprodukt, wird aber weltweit auf allen Schiffen, kleinen Yachten und auch in Autos genutzt.
satellite

electronic sea chart Man kann heute schon Seekarten für seinen PC kaufen und ihn auf sein Boot mitnehmen. Für die Berufsschiffahrt existiert bereits die elektronische Seekarte. Wie hier auf der Marke sieht man sein Schiff auf einem Bildschirm wie es durch das Fahrwasser voran kommt.
Navigation ist heute zu einem reinen Instrumentenablesen degeneriert. Nur eines darf nicht passieren: Der Strom darf nicht ausfallen!

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