、拉哥斯、博物館的三個航海星盤。]]
航海星盤()也稱為海上星盤(),是經由測量正午太陽的高度(赤緯)或已知赤緯的恆星在子午線上的高度,來確定海上船隻緯度的一種傾角儀。它不是正式的星盤,而是水手用的星盤,是一個配有照準儀的刻度圓盤,用來垂直的測量角度。它們的設計能在波濤洶湧或強風中用於船隻,而星盤根本無法應付這些。它因其在大航海時代期間的角色而著稱,當時葡萄牙與西班牙的航海員們成功地利用了它。十六世紀時,這種儀器也被稱為「環」。後來的年代則集中在15世紀末,據塞繆爾·珀切斯聲稱它被馬丁·貝海姆改裝用於海上航行。已知最早關於如何製作和使用海上星盤的描述來自馬丁·阿爾巴卡·德·科爾特斯於1551年出版的《航海藝術》,雖然其基本原理與建造埃及金字塔所用的相同。
有強烈證據顯示,航海星盤是直接從平面星盤(平面層星盤)衍生而來,因為最早的例子仍保留了一些標記(例如「直線本界」和「反陰影」) 與先前裝置相同且元件相同。
航海星盤會取代或補充像是十字杖或象限儀等儀器,成為航海者的儀器。航海星盤一直使用到17世紀中葉,最晚到17世紀末。]]
雖然它們厚重的黃銅結構使其在海洋環境中具有長久的使用壽命。最大規模的收藏仍收藏於葡萄牙的博物館中。
一台約1496年至1501年間的圓盤型星盤,現為世界上最古老的,於2014年由海洋科學家從1503年在阿曼海岸沉沒的葡萄牙船殘骸現場尋獲。
建造
航海星盤由黃銅製成。由於在船隻起伏或強風中的甲版上使用該儀器時,重量較為有利,其它材料如木材或象牙並不理想,然而仍有部分航海星盤是木製的。早期的海洋星盤是用黃銅片製成的。由於重量輕巧,它們在海上表現往往不佳。十六世紀中葉開始製造較厚的鑄銅框架,品質明顯更好。由於儀器的精度與分割圓的半徑有關,這些儀器盡可能的做大。
由於平層星盤的大型板狀設計使其對風很敏感,因此航海星盤採用框架型設計。框架上的開口讓風能通過,減少儀器內部的晃動。
該裝置的核心功能是測量角度。因此,該儀器具有以度數刻度為單位的環形設計。早期儀器的刻度僅適用於90°;後期儀器則以繞圓盤邊緣進行完整360°圓的刻度。輻條的唯一目的是支撐照準儀的樞軸點。為了降低裝置的重心,從而增加其運動週期,並以此穩定其結構,通常會在環內的儀器底部加裝額外的黃銅增重。這在最上方照片左下角的儀器中表現得尤為明顯。
照準儀可自由旋轉,繞過儀器中心的一根銷。 照準儀的葉片有槽或穿孔,方便使用者對齊照準儀。
星盤頂部附有一個環,方便垂直懸掛。
使用情況
在使用星盤時,導航員會握住儀器頂部的環。這使得儀器保持在垂直平面上。 導航員接著會將星盤平面對準目標物體的方向。照準儀對準物體,並讀取高度。
若觀測暗天體如恆星,導航員會直接透過照準儀觀測該物體。如果是觀察太陽,讓照準儀的葉片陰影投射到對面葉片上,既安全又方便。
它在葡萄牙開啟的大航海時代中扮演了關鍵角色。葡萄牙水手訓練英國及其他國家的水手——其中最著名的是克里斯多福·哥倫布——教他們如何使用這種儀器,這成為其他歐洲殖民帝國海上發展與征服的關鍵。
限制
航海星盤必須垂直懸掛,以測量天體的高度。這意味著在有風的天氣下,它無法輕易在甲板上使用。它無法輕易用來測量兩個天體之間的角度,而這對於用月角距計算經度是必要的(儘管該技術在該儀器開發時並未使用)。另一個限制是儀器角度的精度與照準儀的長度成正比,而長度並不長。
相關條目
*八分儀
*探索
參考文獻
外部連結
*[https://web.archive.org/web/20070820090250/http://astrolabes.org/mariner.htm Make your own mariner's astrolabe] (archived 20 August 2007)
*[http://www.historymuseum.ca/cmc/exhibitions/tresors/treasure/222eng.shtml Champlain's astrolabe at the Canadian Museum of History] – believed to be Samuel de Champlain's lost astrolabe.
*[https://web.archive.org/web/20121211032356/http://www.marinersmuseum.org/collections/navigating-scientific-instruments The Mariners' Museum Navigational and Scientific Instrument Collection] (archived 11 December 2012)
*[https://www.academia.edu/36786497/Marine_Astrolabes_Catalogue_2018 The Mariner's Astrolabe Catalogue]
评论 (0)