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Astrolabium

Ein Astrolabium <...> ist ein scheibenförmiges astronomisches Mess- und Darstellungsinstrument. Es war von der Antike bis in die frühe Neuzeit in Verwendung.

Die Vorderseite zeigt den Sternenhimmel: Werden Datum und Uhrzeit eingestellt, so lassen sich die Positionen der Sterne ablesen. Umgekehrt lassen sich aus dem Datum und der Position eines Sterns oder der Sonne die Uhrzeit oder die Himmelsrichtungen bestimmen.

Die Rückseite trägt eine Peilvorrichtung, mit der die Höhe eines Gegenstands, zum Beispiel der Sonne, über dem Horizont gemessen werden kann.

Geschichte

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Nachfolger des Astrolabiums sind für die Amateuranwendung konzipierte drehbare Sternkarten. Sie eignen sich nicht für Positionsmessungen, weil sie weniger geometrische Informationen tragen. Dafür zeigen sie mehr Sterne, mit deren Hilfe sich der Laie besser am Himmel orientieren kann. Beim Astrolabium kommt in den festen Horizontkoordinaten und der um den nördlichen Himmelspol drehbaren oberen Himmelssphäre das mittelalterliche Weltbild der unbeweglichen Erde zum Ausdruck, um die die Sterne kreisen. Im Gegensatz dazu wird bei einer modernen drehbaren Sternkarte die Himmelscheibe festgehalten und davor die (eventuell durchsichtige) Horizontscheibe gedreht.

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Bauteile und Skalen

Die Vorderseite besteht aus einer fest mit dem Gehäuse (mater) verbundenen Skala der Horizontkoordinaten und einer darüber drehbaren, netzartig durchbrochenen Himmelsscheibe (rete), deren etwa zwei Dutzend kleine Spitzen (Sternzeiger) die Positionen einer Auswahl heller Sterne am Firmament angeben. Beide eigentlich sphärischen Gebilde sind in stereographischer Projektion auf die Ebene abgebildet, so dass sämtliche Kreise wieder zu Kreisen werden. Dies sind auf der mater unter anderem die sich im Zenit schneidenden Vertikalkreise (Azimutbögen), der Äquator oder die zu ihm parallelen Höhenkreise (almukantarate), auf der rete außen ein Wendekreis sowie die mit den Tierkreiszeichen versehene Ekliptik auf dem markanten Datumsring.

Sofern die Horizontscheibe nicht auswechselbar ist, ist ein Astrolabium nur für Beobachtungsorte einer bestimmten geographischen Breite verwendbar.

Ein beweglicher Zeiger (ostensor) hilft, das Datum auf der Ekliptik durch Drehen passend zur Uhrzeit auf dem festen Stundenring (limbus) am Rand des Gehäuses einzustellen. Manche Zeiger tragen eine Deklinatiosskala.

Die Rückseite (dorsum) ist mit verschiedenen Skalen ausgestattet, über ihr befindet sich drehbar ein Doppelzeiger (alhidade) mit Diopter, mit dem die Position eines Sterns messbar ist. Um bei dieser Anwendung das Astrolabium genau senkrecht zu halten, lässt man es frei am Haltering (armilla) hängen.

Für eingeschränkte Anwendungen, etwa nur zur Landvermessung oder nur zur Navigation in der europäischen Seefahrt wurden vereinfachte Versionen wie das Seeastrolabium hergestellt.

Gebrauch des Astrolabiums

Auf Astrolabien sind etwa zwei Dutzend helle Sterne in ihrer gegenseitigen Lage am Firmament dargestellt. Die Sonne ändert von der Erde aus gesehen im Jahresverlauf ihre Position relativ zum Fixsternhimmel. Ihre scheinbare Bahn ist die Ekliptik. Sie liegt auf der Rete am Außenrand des Datumsrings an der mit dem entsprechenden Monat oder Tierkreiszeichen bezeichneten Stelle.

Was in den folgenden Absätzen über die Peilung der dargestellten Sterne am Nachthimmel beschrieben wird, gilt tagsüber ebenso für die Sonne bzw. ihren Schattenwurf. Von den vielen Anwendungsmöglichkeiten eines Astrolabiums wird im Folgenden nur eine Auswahl besprochen.

Momentanen Himmel einstellen und Sterne identifizieren

1. Der Ostensor wird auf das aktuelle Datum auf der Ekliptik eingestellt.
2. Rete und Ostensor werden gemeinsam gedreht, bis der Ostensor auf die momentane Uhrzeit auf dem Stundenring zeigt. Innerhalb des Horizontkreises liegen nun die Sternzeiger der Sterne, die zu dieser Zeit am Himmel stehen. Ihre Positionen lassen sich aus den in die Mater gravierten Koordinatenlinien ablesen.

Ortszeit bestimmen

1. Ein bekannter Stern wird über die drehbare Alhidade auf der Rückseite des lotrecht hängenden Astrolabiums angepeilt. Die Alhidade zeigt dann auf der Gradskala den aktuellen Höhenwinkel des Sterns.
2. Es wird festgestellt, ob der Stern gerade in der östlichen oder der westlichen Hälfte des Himmels liegt, das heißt, ob er momentan auf- oder absteigt.
3. Die Rete wird gedreht, bis ihr entsprechender Sternzeiger über demjenigen in der Mater gravierten Kreis (Almukantarate) liegt, der die im ersten Schritt gemessene Höhe angibt. Im Allgemeinen ergeben sich zwei Möglichkeiten, eine in der östlichen, eine in der westlichen Hälfte. Die richtige wurde im zweiten Schritt bestimmt.
4. Der Ostensor, der auf der Vorderseite drehbare Zeiger, wird auf das aktuelle Datum gestellt, das an der Ekliptik eingraviert ist. Dann zeigt er auf dem Stundenkreis der Mater (Limbus) die momentane Zeit an.
   

Himmelsrichtungen bestimmen

1. Der Höhenwinkel eines auf der Rete dargestellten Sterns wird am Himmel gemessen (siehe oben).
2. Die Rete wird gedreht, bis ein Sternzeiger auf dem gemessenen Höhenkreis der Mater liegt. Die Identifizierung ist in der Regel doppeldeutig, da ein Stern den Höhenkreis beim Auf- und beim Untergehen schneidet.
3. Bei jeder der beiden Möglichkeiten wird der Ostensor über das momentane Datum auf der Ekliptik gelegt. Er zeigt dann auf eine Uhrzeit auf dem Limbus. Nur eine davon ist die tatsächliche, die andere wird ausgeschlossen.
4. Der Azimutbogen, auf dem der Sternzeiger liegt, gibt die Himmelsrichtung an, in der der Stern steht, das heißt die Richtung, in der dessen Vertikalkreis den Horizont schneidet.

Horizont- in Äquatorkoordinaten umrechnen

Koordinatentransformation. Einstellen, ablesen. ...

Sonnenhöhe mit dem Schattenquadrant bestimmen

Da die Winkelfunktionen bis zum Beginn der Neuzeit nur rudimenär entwickelt waren, wurden auch auf der Rückseite des Astrolabiums Messergebnisse aus analogen Zeigerstellungen abgelesen. Dazu misst man ...

Astronomische Uhren

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Siehe auch

• Torquetum, eine Weiterentwicklung der Armillarsphäre.
• Planisphäre, eine drehbare Sternkarte ohne Messfunktion.
• Dioptra, antikes geodätisches Instrument mit vergleichbarer Visiereinrichtung.
• http://www.wanderausstellung.eu/astrolabium, die Vorlage für diesen Artikel