Sestante

Sir Isaac Newtonek (1643-1727) nabigatzeko instrumentu bat asmatu egin zuen, baina inoiz ez zen publikatu. Beranduago, bi gizon Oktantea garatu egin zuten, bakoitzak indibidualki, hau da, bata independentea bestearekiko. Instrumentu hau 1730. urtean inguru garatu egin zuten, eta hauek izan ziren asmatzaileak: John Hadley (1682-1744) ingeles matematikarra eta Thomas Godfrey (1704-1749) optikoa, Filadelfian jaioa. Oktantea, eta beranduago, sestantea izango zena, Davis-en koadrantea alboratu egin zuen nabigazio instrumentu nagusi modura.

Bi puntuen arteko angelua determinatzeko, adibidez ortzemugaren eta astro baten angelua, lehendabizi filtro desberdinak erabili behar dira, bereziki behatu behar dugun astroa eguzkia bada (oso garrantzitsuak dira ze ondorio bisualak utzi ditzake eguzkiari filtrorik gabe begiratzea). Bestetik, beharrezkoa da kronometro bat edukitzea (ongi zehaztua egon behar dena), ordua ondo determinatu ahal izateko, eta horrela gerora egin behar diren kalkuluak egin ahal izateko.

Neurketa hauek aurrera eraman ahal izateko sestanteak honako elementuak ditu:

1. Ispilu mugikorra, orratz batekin (hari bat sartuta), eta eskala. Bertan adierazten du neurtutako angelua
2. Ispiluak ahalbidetzen digu ikustea
3. Mira teleskopiko bat
4. Filtroak begiak babesteko

Astro bateko garaiera neurtzeko sestantea perpendikularki jartzen da, eta instrumentua ortzemugarantz orientatzen da. Ondoren, astroa bilatzen da mira teleskopikoaren bitartez, ispilu mugikorrarekin astroa aurkitu arte. Aurkitu eta gero, ortzemugaren islarekin kointziditu behar du. Isla hori ispiluaren erdian ikusi dezakegu. Horrela irudi zatitu bat edukiko dugu, bat ortzemugan eta bestea astroan.

Gero sestantea mugitzen da, baina oso gutxi (eskumuturra mugituz zehazki) eta horrela zehazten ditugu datuak. Linboaren angulua zehaztuko du ¨garaiera instrumentala¨. Gero egin beharreko zuzenketa batzuen bitartez ¨benetako garaiera¨ zehazten da, hobeto esanda, astroaren benetako garaiera.

Daviseko koadrantean bezala, (¨backstaff¨ere deitua), sestanteak ahalbidetzen digu objektu zelesteak neurtzea ortzemugarekiko (lehen ortzemuga erabili ordez, instrumentua erabiltzen zen). Honek zehaztapen handia ematen digu. Sestantea ere gauez erabili daiteke, izarrak behatu ahal izateko, aldiz, Daviseko koadrantearekin oso zaila zen hori egitea. Eguzkia erabili nahi izanez gero erreferentzi modura, sestanteak filtro batzuk ditu begiak babesteko.

Instrumentu honekin neurriak atera daitezke, aldiz, hemendik ateratako neurriak mugatuak daude instrumentuaren zehaztapen angularraren ondorioz eta ez sinuaren errorearen ondorioz, lotura zeukana lokarriaren luzerarekin. Azkenengo arazo hau agertzen zen astrolabioetan eta antzerako instrumentuetan.

Sestanteak ez du objektibo mugiezin baten beharrik, angelu erlatibo bat neurtzen duelako. Adibidez, sestantea erabiltzen denean itsasontzi batean (itsasontzia mugitzen ari da), ortzemuga eta objektu zelesteak ere mugitzen dira. Aldiz, bi irudien posizio erlatiboa mantenduko da. Behatzaileak zehaztu egiten baldin badu objektu zelestea ortzemuga ukitzen duela, neurketaren zehaztapena egokia izango da.

Sestanteak ez du elektrizitatearen beharrik, gaur egungo nabigatzeko instrumentuak ez bezala (satelite GPS-ak esaterako). Arrazoi hauengatik kontsideratzen da instrumentu hau oso praktikoa dela, eta itsasontziek, gaur egun, eduki behar dutela.

Beso indizea ispilu indizea mugitzen du. Indikatzailea seinalatzen du arkuan neurria. Gorputzak dena baterat egotea ahalbidetzen du.

Bi sestante mota existitzen dira. Biek emaitza onak eman dezakete, eta bien arteko aukeraketa pertsonala da.

1. Sestante tradizionalek ispilu bat daukate, eta honek ingurunea bitan banatzen du. Alde batetik, ortzemuga ikusten da, eta bestetik, objektu zelestea. Instrumentu honen abantaila da bai ortzemuga bai objektu zelestea oso distiratsu ikusten direla. Hau abantaila bat suposatzen du gauean edota lanbroa dagoenean, bereziki ortzemuga ikusteko arazoak egon daitezkeenean. Kontrara, objektua mugitu egin behar du ziurtatzeko, objektu zelestearen beheko partea ortzemuga ukitzen duela.
2. Ortzimuga osoko sestanteek erdi-zilarrezko ispilu bat erabiltzen dute ortzemuga osoko irudia emateko.

Honek ahalbidetzen du erraz ikustea objektu zelestea, noiz ukitzen duen ortzemuga. Bietan, ispiluek ikuspegi zabala ematen dute, eta horrela, errazago aurkitu daiteke objektu zelesteak. Gaur egungo sestanteek 5 zm-ko ispiluak dituzte (batzuetan gehiago). Aldiz, XIX. mendean ispiluek 2,5 zm-ko tamaina zuten (hazbete bat). Aldaketaren arrazoia da izan zen gutxiago kostatzen duela.

Ortzemuga artifizial bat erabilgarria izan daiteke ortzemuga naturala ezin denean ikusi. Hau ematen da lanbroa dagoenean, gau lasai baina ilargi gabekoa, leiho batetik egiten den neurketa baterako, edo leku batean non zuhaitz anitz edo eraikin anitz dauden tokietan. Sestante profesionalek ortzemuga artifizial bat eraiki dezakete. Ortzimuga artifiziala izaten da ispilu bat eta honekin batera, zilindro bat likidoz batez betea, ponpa batekin likido honen barruan.

Sestante gehienek filtro batzuk dituzte eguzkitik babesteko eta lanbroaren desabantailak minimizatzeko.

Sestante gehienek monokulu bat eraikitzen dute, 1 edo 3 artekoa ongi ikusteko. Behatzaile askok nahiago dute behaketa egiteko zilindro sinple bat, ikuspegi zabalagoa daukana, argiagoa begibistarako eta errazagoa gauez erabiltzeko. Nabigatzaile batzuek monokulu bat eraikitzen dute argia anplifikatzen duena, eta honek ahalbidetezen du gauez eraibiltzea, bereziki ilargia ez dagoenean. Beste batzuk nahiago dute ortzemuga artifiziala.

Sestante artifizialek neurri bat erabiltzen dute minututan neurtzen duena, 1/60 gradu. Sestante gehienek nonio bat daukate torlojuaren dialean, ahalbidetzen duena 0,2 minutuak jakitea. Minutu bateko anguluko akatsa mila nautiko bat suposatzen du. Nabigazio astronomikoan, prezisio gehiena 0,1 mila nautiko bat suposatzen du (200 metro).

Kualifikatu eta esperientzia handiko nabigatzaile batek determinatu egin dezake posizio bat 0,25 mila nautikokoa (460 metrokoa).

Tenperaturan aldaketak egoteak arkua deformatu egin dezake, zehaztasun falta bat sorraraziz neurketan. Eguraldi txarra egiten duen kasuetan, nabigatzaile askok sestantea kolokatzen dute kabinatik kanpo oreka bat lortzeko kanpoko tenperaturarekin. Sestantearen diseinuaren gorputza orekatzen du tenperatura aldaketek sorrarazten duten errore angularrak. Mangoa arkutik eta gorputzetik banatuta dago, horrela giza gorputzaren beroa ez du instrumentuaren geometria deformatzen. Erabilpen tropokalerako sestanteak askotan txuriz marraztuta daude eguzkiaren argia kanporatzeko, eta horrela ekiditzen da instrumentua berotzea. Prezisio handiko sestanteek inbar bat daukate (aleazio berezi bat zabalpen termiko gutxi daukana), instrumentuaren gorputzean eta arkuan. Sestante batzuk eraikitzen dira zeramika edo kuartzo bitartez, zabalpen termiko gutxi daukatena. Sestante komertzial askok brontze edo aluminio bidez eginda daude, zabalpen gutxi daukatenak. Latoia zabalpen termiko gutxiago dauka aluminioarekin konparatuz, baina aluminiozko sestanteak pisu gutxiago daukate eta ondorioz, errazagoak dira erabiltzeko. Honek eragiten du zehatzagoak izatea, behatzailearen eskuak gutxiago mugitzen direlako.

Hegazkinentzako sestanteak ez dira jada produzitzen, baina ezaugarri espezifikoak zituzten. Gehienek ortzemuga artifizialak zituzten ahalbidetzen zutenak neurriak hartzea lehio baten bitartez. Batzuk, batezbesteko mekanikoak zituzten irakurketak lortzeko hainbat neurrien bitartez, konpentsatuz zorizko azelerazioek ortzemuga artifizialeko likidoan sorrarazten zituzten aldaketak. Antzinako hegazkinen sestanteek bi eratakoak ziren: estandarra, eta bigarren tipo bat, diseinatua zegoena hezgazkin batzuentzak, kabina ireki batez osatuta zeudenak, Honek ahalbidetzen zuen ikuspegi zuzen bat sestantearekiko, pilotoaren magalean jarrita zegoena. Hegazkinen sestante modernoek perikospio baten antza zeukaten, proiekzio txiki batekin fuselajearen gainean. Behin angulu bisuala edukita eta momentuko neurketa edukita, posizioa gutxitu daiteke, jarraituz hainbat prozesu matematiko. Minimizatze hori datza zirkulu bat marraztea objektu zelestearen elebazio berdinarekin. zirkulu honen intersekzioa ahalbidetzen du kokapen zehatzago bat edukitzea.

Sestantea zirkunferentziaren seiren bateko sektore zirkular formako armadura duen tresna da (hortik sestante izena). Armadura trinkoa izan beharrean arinagoa da, gutxiago pisatzeko eta errazago erabiltzeko. Sestantea heldulekutik hartu behar da, piezak ez desdoitzeko. Armaduran oin batzuk izaten dituzte gainazal baten gainean jarri ahal izateko kalterik eragin gabe.

Armadura horren zati garrantzitsuena arkuaren sektorea da, linboa, 70º edo 80º-ko irekiera duena. Sestantea oinarritzen den printzipio optikoaren arabera graduatuta dago linbo hau, sektorearen irekieraren bikoitzera. Ezkerretik eskumara graduatzen da -5º-tik +125º-ra.

Beste alde batetik, beso mugikor bat du, alidada izenekoa eta bira-zentroa sektorearen erdian duena. Alidadak irekigune bat du linboaren zonaldean graduazioa irakurri ahal izateko, eta aldi berean, torloju mikrometriko baten bidez engranatuta doa kremailera izeneko linboaren atzean dagoen arku horzdunarekin batera. Angelu handi bat mugitzeko, engranajea askatzen duen pintza bat sakatu behar da, erraz mugitzen uzten diguna. Horrela, neurtu beharreko angelura hurbiltzen da eta, ondoren, torloju hori mugitzen duen danbor mikrometrikoa erabiltzen da zehaztasun handiagoz doitzeko. Danbor mikrometrikoaren buelta bakoitzak linboaren gradu bat mugitzen du; gainera, danbor honen markei esker, sestanteak minutua eta minutu-zatiketak zehazteko aukera ematen digu.

Sestanteak bi ispilu ditu, bat handia edo erakuslea eta bestea txikia edo horizontekoa. Alidadaren goiko muturrean muntatua, honekin bat eginda biratuz, ispilu handia edo erakuslea dago, honen planoa linboaren elkartzuta delarik. Ispiluaren euskarriak doitze-torloju bat dauka, behar izanez gero haren perpendikulartasuna zuzentzeko.

Armaduraren sektorea ezkerretik mugatzen duen erradioaren gainean dago ispilu txikia edo horizonte-ispilua, linboaren planoarekiko elkartzuta. Tradizionalki erdi gardena, erdi azogatua zen baina egungo sestanteetan, ispilu hori ordezkatzen ari dira kristal bereziak, bi funtzioak bere azalera osoan betetzen dituztenak.

Armaduraren gainean, eskuinaldean, ispilu txikiaren parean, betaurrekoa dago. Betaurrekoak linboaren planoarekiko paraleloa izan behar du. Bere helburua behatutako astroa handitzea da altuera neurtzea errazteko. Antzina, betaurrekoaren eta linboaren arteko paralelismoa doigarria zen baina horrek zekartzan arazoen ondorioz, egungoetan ez da egiten eta fabrikatzaileak bakarrik doitu dezake.

Bi ispiluek, aldi berean, intentsitate ezberdineko iragazkiak dituzte, bi ispiluen aurrean jarrita daudenak. Iragazki horiek bira egiten dute ispiluaren aurrean jar ditzagun edo ez, zeharkatzea nahi dugun argi-kantitatearen arabera. Ispilu handikoak eguzki- eta ilargi-behaketetarako erabiltzen dira; eta txikikoak, ostertzaren gainean islatutako eguzkiaren argiaren distira murrizteko.

Azkenik, sestantea maneiatzeko, armadurak helduleku bat du atzealdean. Barruan lanpararen pila jarri ohi da, linboaren graduazioa argitzeko (gauez behaketak egiteko).^[1]

Bisual bat hartzeko (edo neurria) eguzkiaren, izar baten edo planeta baten angulua hartzeko ortzemugarekiko, ¨teleskopio astronomikoa¨ sestantean instalatuta egon behar du, eta ortzemuga ikusi egin behar da. Itsasontzietan hau, normlaean, ez da problema bat izaten. Lanbroa dauden egunetan, bisual bat hartzea uraren gainetik ortzemugaren irudi zehatzago bat eman dezake. Sestantea bere kutxatik ateratzen da eta eskumako eskuarekin sostengatzen da, behatzak arkua ukitu gabe.

Eguzkiaren behaketa bat egiteko asmoa badago,

Sestantearen filtroak eguzkia behatzea ahalbidetzen du. Erabiltzeko modu bat da filtroak erabiltzea bai ispilu indizean eta ortzemugaren ispiluan, horrela eguzkia disku zurrun bat bezala ikusten da, eta ez digu kalterik egiten begietan. Barra, zeroan jarriz, eguzkia ikusi daiteke teleskopioaren bitartez. Barraren askapena indizetik (bai torloju bat kentzeagatik, edo, instrumentu modernoetan askapen azkarreko botoiari sakatuz), eguzkiaren irudia txikitu egin daiteke ortzemugara iritsi arte. Beharrezkoa da ispiluaren filtroa atzerantza botatzea ortzemuga ikusi ahal izateko, eta gero torlojua jarri barraren muturrean eguzkia ortzemuga ikutu arte. Sestantea egonda teleskopioaren ejean, zihurtatzen dugu irakurketa egiten ari garela instrumentua posizio bertikalean.

Bisualaren arkua angulua irakurriko da arkuaren eskalaren bidez, erabilii betiz mikrometroa edota nonioa. Bisualaren ordu zehatza ere kontuan hartu behar da, eta begien altuera erregistratu behar da. Hauek itsasoaren gainetik egon behar dira.

Beste metodo bat dago, eta honetan oinarritzen da. Eguzkiaren momentuko garaiera ezarri behar da (angulua) nabigazio tablen bitartez, indizeko barra ezartzea beharrezko anguluarekin, eta instrumentua ortzemugarantz zuzendu. Bi aldeetara mugitu eguzkiaren izpiak teleskopian ikusi harte. Ondoren, hainbat zuzenketetan ajuste egin behardira, aurreko kasuan bezala. Litekeena da metodo hau arrakasta gutxiago edukitzea izarren eta planeten behaketan.

Izarren eta planeten bisualak egunsetian edo ilunbarrean hartuko dira, gorputz zelesteak eta ortzemuga bisibleak diren bitartean. Ez da beharrezkoa filtroak erabiltzea behatutako astroaren muturrak ikusteko, gorputza puntu bat bezala agertzen delako teleskopioan. Ilargia behatua izan daiteke, baina iruditu dezake azkar mugitzen dela. Tamaina diferenteak eduki ditzake momentu desberdinetan, eta batzutan muturrak desberdindu daitezke ilargiaren faseen arabera.

Sestanteak ere erabili daitezke bestelako anguluak neurtzeko prezisio handiz, adibidez gorputz zeleste bat beste batekiko, edo lurraren puntu erreferentzialak. Horizontalki erabailiz, sestantea bi eraikinen arteko angulua neurtu dezake plano batean agertzen baldin badira, edo faro bat, elizaren dorrea, adibidez. Hauek erabili daitezke jakiteko zenbateko distantzia dagoen itsasoarekiko edo zenbateko distantzia dagoen itsasoraino. Bertikalki erabiliz, faro bateko fokuaren eta itsasoaren maila erabiliz, distantzia kalkulatu daiteke.

Sestantea instrumentu delikatua da. Erortzen bada, arkua tolestu daiteke, eta hori geratuko balitz, bere prezisioa kaltetu egingo zen. Lortutako neurriak baieztatu daitezke bestelako instrumentu topografikoak erabiliz edota zehaztapen instrumentu optikoen bitartez, baina arku bateko konponketa oso zaila da. Nabigatzaile askok ez dute beraien sestantea konpartitu nahi, instrumentua ongi mantentzeko. Sestante gehienek lepoko kordoi batekin datoz, baina merkeenak estutxe batean datoz. Prebentzio neurri bat da kordoia lepoan jartzea sestantea estutxetik atera baino lehen, eta gordetzea leku batean non beti ikusi dezakezun. Estutxe gabeko sestanteek, probabilitate gehiago dituzte kalteak jasateko.

Instrumentua oso delikatua denez, ispiluak erraz atera daitezke ajustetik kolpe baten ondorioz. Hori dela eta, sestantea askotan errebisatu egin behar da arazoak detektatzeko eta hauetara egokitu ahal izateko.

Lau errore mota existitzen dira, eta orden honen arabera nabigatzaileak akats hoiek zuzendu behar ditu:

Hori gertatu ohi da ispilu indizea ez denean perpendikularra sestantearen gorputzarekiko. Hori konprobatzeko, indizearen besoa jarri behar da arkuarekiko 60 graduetara eta sestantea mantendu egin behar da horizontalki arkuarekiko, gutxi gorabeherea, bi beso luzatuen distantziara, eta begirada jarrita ispilu indizean. Sestantearen arkua sentsazio bat eman behar digu, hau da, badirudiela jarraitzen duela, ispilua oztopo bat izan gabe. Akatsen bat egotekotan, bi irudiek (erreala eta islarena) haustura bat agertuko dute. Ispilua ajustatu egin behar da irudi erreala eta isla jarraipen bat izan arte.

Alidada linboaren graduazioaren erdian jarriko dugu (ikusmena oztopatu gabe), eta islatutako irudia eta irudi zuzena maila berean dauden egiaztatuko dugu.

Maila berean ez baleude, ispilu handiko torlojuarekin doitu beharko litzateke. Torlojua zer norabiderantz biratu behar den jakiteko, proba-errore metodoa erabiltzen dugu; noranzko baterantz biratzen badugu eta irudia are gehiago desegokitzen bada, kontrako aldera egingo dugu, irudiak luzapenean egon arte. Baliteke, hala ere, nahi dugun perpendikulartasuna ez lortzea. Kasu horretan, ispilua bera desmuntatzea (eusten dioten pintzak kentzea baino ez da) eta berriro muntatzea komeni da. Akats hau gertatu da pintzak lasaitu direlako eta ispilua posizio egokian ez zegoelako.

Hori gertatzen da ispilu horizontala ez denean perpendikularra instrumentuaren planoarekiko. Hori konprobatzeko, lehendabizi indizearen besoa zeroan jarri behar da, eta gero izar bat behatu sestantearen bidez. Ondoren, torlojua biratu egin behar da joan eta etorri mugimenduen bitartez, irudia mugitzeko gorantz eta beherantz. Islatutako irudia, irudi errealetik pasatzen baldin bada, orduan ez da inolako akatsik existitzen alineazio lateralean. Behatzaileak sestantea erabili dezake ortzemuga behatzeko eta horrela konprobatzeko. Bi ortzemuga agertzen badira, orduan akats bat dago alineazio lateralean, eta ondorioz, ispilua ajustatu egin behar da bi izarrak irudi bakar batean agertu arte edo bi ortzimugek bat izateari pasa arte.

Bi ispiluen arteko paralelismoa kasu honetan agertzen da: horizontea begiratzen dugunean, bi irudiek bat egiten dutenean eta alidadak zero-zero markatzen duenean . Hau da paralelismo perfektuaren puntu teorikoa.

Kasu gehienetan, ordea, paralelismo perfektu hori ezinezkoa da sestantearen beraren akatsen baten ondorioz. Hurbileko beste puntu bat markatzen du; alde hori erakusle-errore gisa ezagutzen da. Errore hori kontuan hartuko da behatutako altuera aurkitzerakoan, baina ez da 4 minututik gorakoa izango.

Azkenik, erakusle-errorea aldakorra izan ohi denez, behaketa bakoitza egin baino lehen zehaztu beharko da.

Betaurrekoaren ardatz optikoaren eta linboaren planoaren arteko paralelismoa egiaztatzeko, egokia ez dela susmatzen bada, betaurrekoa kendu eta behaketa egingo dugu betaurrekoa txertatzen den lepokoaren erdigunea erabiliz.

Metodo horren bidez egiaztatzen badugu ardatz optikoa tolestuta dagoela edo ez dela paraleloa, aditu bati eraman beharko diogu sestantea, errore hori konpontzea oso zaila baita. Horregatik, sestante moderno gehienek ez digute uzten ezta ardatz optikoa kentzen ere.^[2]

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

• Oktante (tresna)
• Astrolabio