Il sestante nautico: verifiche e regolazioni - correzioni delle altezze osservate

Alle altezze rilevate con il sestante vengono applicate due correzioni per gli errori di cui un sestante può essere affetto: la correzione istrumentale e quella per l'errore d'indice. Successivamente con altre due correzioni (per le stelle) o tre (per il sole) si arriva a determinare l'altezza vera.

Correzione istrumentale

E' da apportare per un insieme di imperfezioni di costruzione che ha il sestante: errore di eccentricità dovuto alla non perfetta coincidenza dell'asse di rotazione dell'alidada con il centro del sestante, errore di prismatismo degli specchi e dei filtri (vetri colorati), errori di graduazione del lembo o del nonio.

Tutti questi errori vengono raggruppati nell'errore istrumentale e non sono da noi determinabili. Sui sestanti di fascia alta o medio-alta vengono comunicati dal costruttore e riportati in una tabella di calibrazione: l'utente finale dovrà semplicemente ricavarlo in funzione dell'altezza letta sullo strumento. La tabella è a corredo del certificato di acquisto che in genere è esposto all'interno della cassetta di trasporto. L'entità della correzione è espressa generalmente in secondi d'arco e non supera i 5"-10".

Tabella di calibrazione di un sestante Freiberger

I sestanti di questa fascia sono realizzati in metallo ed hanno specchi e filtri in vetro. Nella fascia alta dobbiamo citare quelli delle ditte Cassens & Plath e Freiberger. Alcuni Cassens & Plath vengono dichiarati dal costruttore privi di errore istrumentale per fini nautici! I Celestaire si pongono un gradino al di sotto. I Davis sono realizzati in plastica, l'errore istrumentale è sconosciuto e variabile nel tempo anche in funzione della temperatura!

Prima di trattare l'errore d'indice e la sua correzione è necessario precisare che prima si deve verificare la presenza di altri due errori. La sequenza delle verifiche e degli interventi deve essere sempre rispettata:

  1. perpendicolarità specchio grande
  2. perpendicolarità specchio piccolo (rotondo e composto da metà vetro trasparente e metà specchio)
  3. parallelismo dei due specchi (errore d'indice)

Perpendicolarità dello specchio grande o mobile

Tale specchio (di forma rettangolare) deve essere perpendicolare al piano del lembo del sestante. E' la condizione essenziale del principio del sestante. Nei sestanti Freiberger la verifica è molto semplice. Si pone orizzontale il piano del lembo del sestante ( imbracciato o appoggiato su di un tavolo ). Si posiziona l'alidada in corrispondenza di un arco di 35° - 45°. Si osservano le due parti del lembo: l'immagine diretta del tratto di lettura 67°-105° sulla destra e quella riflessa sullo specchio 117°-125° sulla sinistra). I due tratti di arco devono apparire continui come in figura:

Se si nota invece uno "scalino" questo deve essere eliminato agendo con la chiavetta sulla vite di regolazione:

Il passo successivo (2) è :

Perpendicolarità dello specchio piccolo o fisso

La verifica della perpendicolarità dello specchio piccolo al piano del lembo del sestante è estremamente semplice su tutti i sestanti. Si posizionano l'alidada ed il nonio in prossimità dello zero. Si osserva attraverso il cannocchiale una stella estremamente piccola. Si muove lentamente il nonio in entrambe le direzioni (ad avvitare ed a svitare). La stella riflessa (R) nel suo movimento in verticale verso il basso e verso l'alto deve transitare perfettamente sulla stella diretta (D):

se invece la traiettoria della stella riflessa (R) non transita sull'immagine diretta della stella (D) :

 si dovrà intervenire sulla vite di regolazione " A " posta sullo specchio piccolo (rotondo) :

 L'ultimo passo (3) è rappresentato dalla verifica del :

Parallelismo dei due specchi (errore d'indice)

Se questi non sono paralleli assisteremo alla presenza di un errore costante sulle misurazioni delle altezze che non muta al variare delle diverse altezze osservate. In linea di massima lo si accerta durante il giorno con l'orizzonte o con il sole. Con l'alidada ed il nonio che indicano esattamente 0° 00,0' si osserva attraverso il cannocchiale un orizzonte nitido e perfetto (assenza di moto ondoso).

fig. 1 - nessun errore d'indice

 

fig. 2 errore d'indice presente

Fig. 1 : l'immagine diretta dell'orizzonte (a sinistra) coincide perfettamente con l'immagine riflessa (a destra) - gli specchi sono fra loro paralleli . L'errore d'indice è " zero "

Fig. 2 : si nota un dislivello tra le due immagini - gli specchi NON sono fra loro paralleli . E' presente un errore d'indice. Lo si determina muovendo il nonio sino ad ottenere un orizzonte "continuo". La lettura sul nonio indicherà l'errore: la correzione da apportare alle altezze misurate è, ovviamente, di segno opposto. Si deve interviene sulla vite di regolazione " B " quando l'errore è superiore ai 2.5' - 3.0' per ridurlo o azzerarlo completamente. Per valori inferiori non si procede con nessuna regolazione ma in fase di correzione delle altezze misurate si tiene conto della correzione per l'errore d'indice.

Qualora si desideri determinare l'errore d'indice con il sole si procede in questo modo:

Con l'alidada a zero si porta alternativamente l'immagine riflessa del sole (R) sopra e sotto a quella diretta (D) e si annotano le misurazioni sul sestante. La semisomma algebrica delle osservazioni non è altro che l'errore d'indice. Per ottenere maggior precisione nella determinazione dell'errore si eseguono più coppie di misurazioni.

1a misurazione

 

2a misurazione

 

Esempio:                 1a misurazione: + 18,5'           2a misurazione: - 13,5'           

(+18,5'-13,5')/2 = 2,5' errore indice            correzione per l'errore d'indice -2,5'

Considerazione importante ogniqualvolta si agisce sulla vite B per diminuire l'errore d'indice si interviene minimamente, inconsapevolmente, anche sulla vite A. Questo avviene perchè l'asse sul quale agisce la vite B non è perfettamente ortogonale a quello della vite A. Per questo motivo per un paio di volte sarà necessario ripetere l'intervento prima su A poi su B.

Correzioni da apportare alle altezze osservate

Depressione dell'orizzonte

L'errore è dovuto all'altezza dell'osservatore sul livello del mare, è sempre di segno negativo ed è calcolato con la seguente formula:

depressione = 1,7725 √ e         dove " e " è l'elevazione dell'osservatore sul mare espressa in metri

Rifrazione astronomica

L'errore è provocato dalla deviazione che subisce il raggio ottico (astro-osservatore) passando attraverso i vari strati di aria sopra la superficie terrestre che hanno diverse densità.

rifrazione = 60,4” cot h                      h = altezza apparente dell'astro

il valore è calcolato  per una temperatura di 10° C ed una pressione atmosferica di 1010 mb, un piccolo coefficiente moltiplicativo dovrebbe essere applicato alla rifrazione (60,4” cot h) per differenti temperature e pressioni:

(pressione attuale in mb/1010) ∙ 283/(temperatura attuale in C° + 273)

Semidiametro

E' una correzione da applicare solamente al Sole. Abitualmente si osserva solo il lembo inferiore del Sole: in questo caso il valore del semidiametro deve essere sempre sommato It is the last correction (only for the Sun). The lower limb of the sun is used for solar observations, therefore the semi-diameter must be added to the altitude measured.

S.D. = ( 1/sen1’ ) ∙ ( r / d )     r = raggio del Sole     d = distanza della Terra dal Sole

Le tavole per le correzioni delle altezze osservate sono scaricabili dalla pagina delle Effemeridi Nautiche

esempio di calcolo di correzione delle altezze misurate con il sestante  

Si suppone che :

  • il sestante utilizzato abbia un errore d'indice = 2,0’ (correzione = -2.0’) e che la correzione per l'errore istrumentale dichiarato dal costruttore sia pari a -1,2’ (dal certificato di calibrazione nel range 35° - 50° di altezze misurate)
  • che l'osservatore si trovi a 2,5 metri sopra il livello del mare (ad esempio una barca a vela)
  • e che si siano osservati nel mese di Giugno il Sole h = 35° 25,9’ (lembo inferiore) ed una stella h = 48° 28,8’
Sole   Stella
35° 29,5' altezza istrumentale 48° 28,8'
- 2,0 errore indice (corr.) - 2,0
-1,2 errore istrumentale - 1,2
35° 26,3ì altezza osservata 48° 25,6'
- 2,8 depressione - 2,8
35° 23.5' altezza apparente o rifratta 48° 22,8'
- 1,2 rifrazione - 0,9
35° 22,3' altezza vera 48° 21,9
+ 15,7 semidiametro  
35° 38,0 altezza vera 48° 21,9'

I contenuti sono stati tratti dal libro " La navigazione astronomica tradizionale " liberamente scaricabile in formato pdf dalla pagina omonima di questo sito.

 

© nauticalalmanac 2016