Sextante

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Un sextante.

El sextante es un instrumento que permite medir ángulos entre dos objetos tales como dos puntos de una costa o un astro, generalmente en el Sol, y el horizonte. Conociendo la elevación del Sol y la hora del día se puede determinar la latitud a la que se encuentra el observador. Esta determinación se efectúa con bastante precisión mediante cálculos matemáticos sencillos a partir de las lecturas obtenidas con el sextante.

Este instrumento, que reemplazó al astrolabio por tener mayor precisión, ha sido durante varios siglos de gran importancia en la navegación marítima, y también en la navegación aérea, hasta que, en los últimos decenios del siglo XX, se han impuesto sistemas más modernos como la determinación de la posición mediante satélites. El nombre sextante proviene de la escala del instrumento, que abarca un ángulo de 60 grados, o sea, un sexto de un círculo completo.

Sir Isaac Newton (1643-1727) inventó un instrumento de navegación de doble reflejo, pero nunca se publicó. Más tarde, dos hombres desarrollaron de manera independiente el octante alrededor de 1730: el matemático inglés John Hadley (1682-1744) y el vidriero de Filadelfia Thomas Godfrey (1704-1749). El octante, y el sextante más tarde, sustituyeron el cuadrante de Davis como el principal instrumento para la navegación.

Forma de operación con el sextante[editar]

Para determinar el ángulo entre dos puntos, por ejemplo, entre el horizonte y un astro, primero es necesario asegurarse la utilización de diferentes filtros si el astro que se va a observar es el Sol (muy importante por las graves secuelas oculares que puede generar). Además, es necesario proveerse de un cronómetro muy preciso y bien ajustado al segundo, para poder determinar la hora exacta de la observación, y de ese modo anotarla para los siguientes cálculos que se van a realizar.

Para llevar a cabo estas mediciones, el sextante dispone de:

  1. Un espejo móvil, con una aguja (alidada) que señala en la escala (limbo) el ángulo medido.
  2. Un espejo fijo, que en su parte media permite ver a través de él.
  3. Una mira telescópica.
  4. Filtros de protección ocular.
Uso del sextante.

Para medir la altura de un astro se coloca el sextante perpendicularmente y se orienta el instrumento hacia la línea del horizonte. Acto seguido se busca el astro a través de la mira telescópica, desplazando el espejo móvil hasta encontrarlo. Una vez localizado, se hace coincidir con el reflejo del horizonte que se visualiza directamente en la mitad del espejo fijo. De ese modo se verá una imagen partida, en un lado el horizonte y en el otro el astro.

A continuación se hace oscilar levemente el sextante (con un giro de la muñeca) para hacer tangente la imagen del horizonte con la del sol y de ese modo determinar el ajuste preciso de ambos. Lo que marque el limbo será el ángulo que determina la «Altura Instrumental» u Observada de un astro a la hora exacta medida al segundo. Tras las correcciones pertinentes se determina la «Altura Verdadera» de dicho astro, dato que servirá para el proceso de averiguar la situación observada astronómicamente.

Ventajas[editar]

Al igual que el cuadrante de Davis (también llamado backstaff), el sextante permite medir los objetos celestes en relación con el horizonte, en lugar de hacerlo en relación con el instrumento. Esto permite una gran precisión. Sin embargo, a diferencia del cuadrante de Davis, el sextante permite la observación directa de las estrellas. Esto permite el uso del sextante en la noche cuando el backstaff es difícil de usar. Para utilizar el sol como referencia, se puede realizar una observación directa del sol siempre que el sextante posea filtros para la protección ocular.

Dado que la medición es con respecto al horizonte, el puntero de medición es un rayo de luz que llega hasta el horizonte. La medida se ve, pues, limitada por la precisión angular del instrumento y no por el error seno de la longitud de una alidada, como en el astrolabio de marinero o en un instrumento de época similar.

El sextante no requiere un objetivo completamente estable, ya que mide un ángulo relativo. Por ejemplo, cuando un sextante se utiliza en un barco en movimiento, la imagen del horizonte y los objetos celestes se mueven en el campo de visión. Sin embargo, las posición relativa de las dos imágenes se mantendrá estable, y siempre que el usuario pueda determinar que el objeto celeste toca el horizonte, la exactitud de la medición será buena en comparación con la magnitud del movimiento.

El sextante no requiere electricidad (a diferencia de muchas formas de navegación modernas) o de cualquier otro instrumento humano (como los satélites GPS). Por estas razones, se considera de carácter eminentemente práctico mantener un sextante entre las herramientas de navegación en los buques.

Sextante Marino. Leyenda: 1=espejo índice móvil; 2=mira telescópica; 3=cuerpo; 4=ventana de medición con aguja ; 5=lupa ; 6=sistema de bloqueo; 7=tornillo micrométrico; 8=arco; 9= filtros coloreados; 10=espejo horizonte; 11=filtros coloreados;

Anatomía de un sextante[editar]

El brazo índice mueve al espejo índice. El indicador señala en el arco la medida. El cuerpo mantiene todo unido.

Existen dos tipos de sextantes. Ambos tipos pueden dar buenos resultados, y la elección entre ellos es personal.

Los sextantes tradicionales tienen un espejo semi-horizonte, que divide el campo de visión en dos. Por un lado, se ve el horizonte, en el otro, el objeto celeste. La ventaja de este tipo es que tanto el horizonte y son objeto celeste se ven brillantes y tan claros como es posible. Esto es una ventaja durante la noche o con bruma, cuando el horizonte puede ser difícil de ver. Sin embargo, uno tiene que barrer el objeto celeste para asegurar que la parte inferior del objeto celeste roza el horizonte.

Los sextantes de horizonte entero usan un espejo semi-plateado para ofrecer una visión completa del horizonte. Esto hace que sea fácil de ver cuando el extremo inferior de un objeto celeste toca el horizonte. Como la mayoría de las vistas son del sol o de la luna, y la neblina sin nubes es rara, las ventajas de la sensibilidad a la luz débil del espejo semi-horizonte rara vez son importantes en la práctica.

En ambos tipos, los grandes espejos dan un mayor campo de visión, y así resulta más fácil el encontrar un objeto celeste. Los sextantes modernos a menudo tienen espejos de 5 cm o más, mientras que del siglo XIX los sextantes rara vez llevaban un espejo de más de 2.5 cm (una pulgada). En gran parte, esto se debe a que los espejos de precisión plana se han vuelto menos costosos de fabricar y de platear.

Un horizonte artificial es útil cuando el horizonte no es visible. Esto ocurre en la niebla, en las noches calmas sin luna, en mediciones que se hagan a través de una ventana o en tierra rodeada de árboles o edificios. Los sextantes profesionales puede montar un horizonte artificial en lugar del montaje horizonte-espejo. Un horizonte artificial suele ser un espejo con un nivel en un tubo lleno de líquido con una burbuja.

La mayoría de sextantes también tienen filtros para su uso con el sol y otros para la reducción de los efectos de la neblina.

La mayoría de sextantes montan un monocular de 1 ó 3 aumentos para visualizar. Muchos usuarios prefieren un tubo de observación simple, que tiene un campo más amplio, más brillante de vista y es más fácil de usar por la noche. Algunos navegadores montar un monocular amplificador de luz para ayudar a ver el horizonte en las noches sin luna. Otros prefieren utilizar un horizonte artificial encendido.

Sextantes profesionales utilizan una medida de grado de recorrido y un ajuste de gusano que se lee de un minuto, 1/60 de grado. La mayoría de sextantes también incluyen un vernier en el dial de gusano que se lee 0,2 minutos. Desde el 1º minuto de error es de aproximadamente una milla náutica, la mayor precisión posible de la navegación astronómica es de aproximadamente 0,1 millas náuticas (200 m). En el mar, los resultados dentro de varias millas náuticas, dentro del rango visual, son aceptables. Un navegador muy cualificados y con experiencia puede determinar la posición con una precisión de alrededor de 0,25 millas náuticas (460 m).[1]

Un cambio en la temperatura puede deformar el arco, produciendo inexactitud en la medida. Muchos navegantes en los casos de mal tiempo para que su sextante puede ser colocado fuera de la cabina para llegar a un equilibrio con la temperatura exterior. El diseño del marco estándar (vea la ilustración) se supone que para igualar la diferencia de error angular de los cambios de temperatura. El mango está separado del arco y el marco para que el calor del cuerpo no deforme la trama. Los sextantes para uso tropical a menudo son pintados de blanco para reflejar la luz solar y permanecen relativamente fríos. Los sextantes de alta precisión tienen un invar (una forma especial de baja expansión de acero) Plazo y el arco. Algunos sextantes científicos se han construido de cuarzo o cerámica con la expansión aún más baja. Muchos sextantes comercial de bronce o de aluminio de baja expansión. El latón posee menor extensión que el aluminio, pero los sextantes de aluminio son más ligeros y menos cansado de usar. Algunos dicen que son más precisos porque la mano tiembla menos.

Los sextantes para aviones ahora están fuera de producción, pero tenía características especiales. La mayoría tenía horizontes artificiales que permitan tomar una visión a través de una ventana superior de color. Algunos también tenían averagers mecánica para hacer cientos de mediciones por la vista para la compensación de las aceleraciones de azar en el fluido horizonte artificial es. Los mayores sextantes avión había dos caminos visual, el nivel uno y el otro diseñado para su uso en aviones de cabina abierta que permiten una visión de directamente sobre el sextante en su regazo. Los sextantes de aviones más modernos fueron periscópica con sólo una pequeña proyección sobre el fuselaje. Con estos, el navegador pre-computadas la vista y entonces notó la diferencia en la altura observada frente a predicho del cuerpo para determinar su posición.

Después de una vista que se adopte, se reduce a una posición, siguiendo cualquiera de los diversos procedimientos matemáticos. La reducción simple vista es para dibujar el círculo de igual elevación del objeto celeste visión de futuro en un globo. La intersección del círculo con una pista de estima, o avistamiento de otro da una ubicación más precisa.

Tomando una vista[editar]

Para tomar una vista (o medida) del ángulo entre el Sol, una estrella o un planeta, y el horizonte el "telescopio estrella" debe estar instalado en el sextante. El horizonte debe ser visible. En los buques en el mar, esto no representa generalmente un problema. En días de niebla, una toma de vista a baja altura por encima del agua puede dar una imagen más precisa del horizonte. El sextante se saca de su caja y se sostiene con la mano derecha por su mango, sin tocar el arco con los dedos jamás.[2]

Para una vista del sol, los filtros del sextante permiten evitar el deslumbramiento. Un método de partida es utilizar filtros tanto en el espejo índice como en el horizonte de espejo, de manera que se pueda ver el sol como un disco sólido y sin dañar la vista. Mediante el establecimiento de la barra de índice a cero, el sol se puede ver a través del telescopio. La liberación de la barra de índice (ya sea por la liberación de un tornillo de sujeción, o en los instrumentos modernos, utilizando el botón de liberación rápida), la imagen del sol se pueden reducir hasta el nivel del horizonte. Es necesario voltear hacia atrás la sombra espejo horizonte para poder ver el horizonte, y luego el tornillo de ajuste fino en el extremo de la barra de índice de gira hasta que la curva inferior (las extremidades inferiores) del sol apenas toca el horizonte. Swinging 'el sextante sobre el eje del telescopio se asegura de que la lectura está siendo tomada con el instrumento en posición vertical. El ángulo de la vista se leerá a partir de la escala en el arco, haciendo uso del micrómetro o escala vernier siempre. La hora exacta de la vista también debe tenerse en cuenta al mismo tiempo, y registró la altura de los ojos por encima del nivel del mar.[2]

Un método alternativo consiste en estimar la altitud actual (ángulo) del sol con las tablas de navegación, y a continuación, la barra de índice para que el ángulo del arco, aplicar sombras adecuadas sólo en el espejo del índice, y el punto el equipo directamente en el horizonte, barriendo de lado a lado hasta que un destello de los rayos del sol se ven en el telescopio. Ajustes finos se hizo el anterior. Este método es menos probable que tenga éxito para la observación de estrellas y planetas.[2]

Lugares de interés turístico estrella y el planeta se toman normalmente durante el crepúsculo al amanecer o al atardecer, mientras que tanto los cuerpos celestes y el horizonte del mar son visibles. No hay necesidad de utilizar cortinas o para distinguir la extremidad inferior como el cuerpo aparece como un simple punto en el telescopio. La luna puede ser vista, pero parece que se mueve muy rápido, parece haber diferentes tamaños en diferentes momentos y, a veces sólo se pueden distinguir el extremo inferior o superior por las fases.[2]

Sextantes se puede utilizar para medir otros ángulos visibles con mucha precisión, por ejemplo, entre un cuerpo celeste y otro y entre los puntos de referencia en tierra. Utilizado horizontalmente, un sextante puede medir el ángulo aparente entre dos importantes edificios, como un faro y la torre de una iglesia, la cual puede se puede utilizar para encontrar la distancia desde o hacia el mar. Utilizar verticalmente, una medida del ángulo entre el foco de un faro y el nivel del mar en su base también se puede utilizar para calcular la distancia.[2]

Cuidados[editar]

El sextante es un instrumento muy delicado. Si se cae, el arco se puede doblar con lo cual si esto ocurriera su precisión se vería mermada. Es posible una recertificación con instrumentos topográficos y un gran campo, o con instrumentos ópticos de precisión pero la reparación de un arco doblado es, por lo general, una acción poco práctica.

Muchos navegantes se niegan a compartir sus sextantes, para asegurar que su integridad se pueda controlar. La mayoría de los sextantes vienen con un cordón de cuello, pero los más baratos vienen en un estuche. La atención tradicional es poner en la cuerda del cuello antes de retirar el sextante de su estuche y guardarlo en algún lugar a la vista. Los sextantes utilizados que carecen de un estuche es muy probable que sufran daños.

Ajuste[editar]

Debido a la sensibilidad del instrumento es fácil de golpear los espejos fuera de ajuste. Por esta razón, un sextante debe revisarse con frecuencia de los errores y adaptarse en consecuencia.

Hay cuatro errores que pueden ser ajustados por el navegador y que se debe quitar en el siguiente orden.

Error de Perpendicularidad
Este ocurre cuando el espejo índice no es perpendicular a la estructura del sextante. Para comprobar, coloque el brazo del índice a unos 60° en el arco y mantenga el sextante horizontal con el arco de distancia de usted con los brazos extendidos y la mirada en el espejo del índice. El arco del sextante que parecen continuar sin interrupción en el espejo. Si hay un error, entonces los dos puntos de vista parecen estar rotas. Ajuste el espejo hasta que la reflexión y la visión directa del arco parece ser continua.
Error de Lado
Este ocurre cuando el horizonte de vidrio / espejo no es perpendicular al plano del instrumento. Para comprobar, en primer lugar poner a cero el brazo índice, luego observar una estrella a través del sextante. A continuación, gire el tornillo de movimiento de ida y vuelta para que la imagen reflejada pasa alternativamente por encima y por debajo de la vista directa. En caso de cambiar de una posición a otra la imagen reflejada pasa directamente sobre la imagen, irreflexiva, no existe error lado. Si se pasa a un lado, existe error lado. El usuario puede almacenar el sextante en su lado y observar el horizonte para comprobar el sextante durante el día. Si hay dos horizontes hay un error de lado, ajustar el horizonte de vidrio / espejo hasta que las estrellas se funden en una sola imagen o los horizontes se funden en uno. Error lateral es generalmente insignificante para las observaciones y puede ser ignorado o reducido a un nivel que es más conveniente.
Error de Colimación
Esto es cuando el telescopio o monocular no es paralelo al plano del sextante. Para comprobar es necesario observar dos estrellas separadas 90° o más. Acercar a las dos estrellas en coincidencia sea a la izquierda o la derecha del campo de visión. Mueva el sextante un poco para que las estrellas se mueven hacia el otro lado del campo de visión. Si se separan no hay error de colimación.
Error de Índice
Esto ocurre cuando el índice de espejos y el horizonte no son paralelas entre sí cuando el brazo índice se fija en cero. Para comprobar, poner a cero el índice de brazo y observar el horizonte. Si la imagen reflejada y directa del horizonte en línea no hay ningún error de índice. Si uno está por encima de la otra ajustar el espejo del índice hasta los dos horizontes se fusionen. Esto se puede hacer en la noche con una estrella o la luna.

Véase también[editar]

Notas[editar]

  1. Dutton's Navigation and Piloting, 12th edition. G.D. Dunlap and H.H. Shufeldt, eds. Naval Institute Press 1972, ISBN 0-87021-163-3
  2. a b c d e Dixon, Conrad (1968). «5. Using the sextant». Basic Astro Navigation. Adlard Coles. ISBN 0 229 11740 6. 

Enlaces externos[editar]