Sextante para niños
El sextante es un instrumento muy útil que sirve para medir la distancia angular entre dos objetos. Por ejemplo, puede medir el ángulo entre dos puntos en la costa o entre un astro, como el Sol, y el horizonte. Conociendo la altura del Sol y la hora del día, se puede saber la latitud (la posición norte o sur) donde se encuentra una persona. Esto se logra con cálculos matemáticos sencillos.
Este instrumento fue muy importante para la navegación en barcos y aviones durante muchos siglos. Reemplazó a otros instrumentos como el astrolabio porque era más preciso. Sin embargo, en las últimas décadas del siglo XX, surgieron sistemas más modernos como los satélites, que ahora se usan para determinar la posición. El nombre "sextante" viene de su escala, que mide un ángulo de 60 grados, que es la sexta parte de un círculo completo.
Sir Isaac Newton (1643-1727) inventó un instrumento de navegación similar, pero nunca lo publicó. Más tarde, alrededor de 1730, dos personas desarrollaron de forma independiente un instrumento llamado octante: el matemático inglés John Hadley (1682-1744) y el óptico de Filadelfia Thomas Godfrey (1704-1749). El octante, y luego el sextante, reemplazaron al cuadrante de Davis como el principal instrumento de navegación.
Contenido
¿Cómo se usa un sextante?
Para medir el ángulo entre dos puntos, como el horizonte y una estrella, es importante seguir algunos pasos. Si vas a observar el Sol, debes usar filtros especiales para proteger tus ojos. ¡Esto es muy importante para evitar daños! También necesitas un cronómetro muy preciso para saber la hora exacta de la observación. Esta hora se anota para los cálculos posteriores.
El sextante tiene varias partes clave para hacer estas mediciones:
- Un espejo móvil, que tiene una aguja que marca el ángulo en una escala.
- Un espejo fijo, que te permite ver a través de él en su parte central.
- Una mira telescópica para ver los objetos de lejos.
- Filtros para proteger tus ojos de la luz fuerte.
Para medir la altura de un astro, se sostiene el sextante de forma vertical y se apunta hacia el horizonte. Luego, se busca el astro a través de la mira telescópica, moviendo el espejo hasta encontrarlo. Una vez localizado, se hace que coincida con el reflejo del horizonte que se ve directamente en la mitad del espejo fijo. Así, verás una imagen dividida: en un lado el horizonte y en el otro el astro.
Después, se mueve el sextante suavemente (con un giro de la muñeca) para que la imagen del horizonte y la del Sol se toquen. Esto ayuda a ajustar la medida con precisión. El número que marque la escala será el ángulo que indica la "Altura Instrumental" del astro en ese momento exacto. Después de hacer algunas correcciones, se obtiene la "Altura Verdadera", un dato esencial para saber tu posición.
Ventajas del sextante
El sextante, al igual que el cuadrante de Davis, permite medir los objetos celestes en relación con el horizonte. Esto ayuda a tener una gran precisión. A diferencia del cuadrante de Davis, el sextante permite observar directamente las estrellas por la noche, cuando el otro instrumento es difícil de usar. Para observar el Sol, el sextante tiene filtros que protegen los ojos.
Como la medición se hace con respecto al horizonte, la precisión del sextante depende de su diseño angular. No se ve afectado por errores de longitud como otros instrumentos antiguos.
El sextante no necesita estar en un lugar completamente quieto. Por ejemplo, si se usa en un barco en movimiento, las imágenes del horizonte y de los astros se moverán en el campo de visión. Sin embargo, la posición relativa de las dos imágenes se mantendrá estable. Esto significa que, aunque el barco se mueva, la medición será precisa si el usuario puede ver que el astro toca el horizonte.
Además, el sextante no necesita electricidad. Esto es una gran ventaja frente a muchos sistemas de navegación modernos, como los satélites GPS. Por estas razones, muchos barcos aún llevan un sextante como herramienta de navegación de respaldo.
Partes de un sextante
El brazo índice es la parte que se mueve y lleva el espejo índice. El indicador es la aguja que señala la medida en el arco. El cuerpo es la estructura que mantiene todas las partes unidas.
Existen dos tipos principales de sextantes:
- Sextantes con espejo semihorizonte: Tienen un espejo que divide la vista en dos. Por un lado, ves el horizonte, y por el otro, el objeto celeste. La ventaja es que tanto el horizonte como el astro se ven muy brillantes y claros. Esto es útil de noche o con niebla, cuando el horizonte es difícil de ver. Sin embargo, hay que mover el sextante un poco para asegurarse de que la parte inferior del astro toque el horizonte.
- Sextantes de horizonte completo: Usan un espejo que está medio plateado para dar una vista completa del horizonte. Esto hace que sea más fácil ver cuándo el astro toca el horizonte. Como la mayoría de las observaciones son del Sol o la Luna, y la niebla sin nubes es poco común, la ventaja de la sensibilidad a la luz del espejo semihorizonte no siempre es tan importante.
En ambos tipos, los espejos grandes ofrecen un campo de visión más amplio, lo que facilita encontrar un astro. Los sextantes modernos suelen tener espejos de 5 cm o más, mientras que los del siglo XIX rara vez tenían espejos de más de 2.5 cm. Esto se debe a que ahora es más barato fabricar espejos de precisión.
Un horizonte artificial es útil cuando el horizonte real no se puede ver. Esto sucede con niebla, en noches sin luna, o al hacer mediciones desde tierra rodeada de árboles o edificios. Los sextantes profesionales pueden usar un horizonte artificial en lugar del espejo del horizonte. Un horizonte artificial suele ser un espejo con una burbuja de nivel en un tubo lleno de líquido.
La mayoría de los sextantes también tienen filtros para usar con el Sol y otros para reducir los efectos de la niebla.
Muchos sextantes tienen un monocular de 1 o 3 aumentos para ver mejor. Algunos usuarios prefieren un tubo de observación simple, que tiene un campo de visión más amplio y brillante, y es más fácil de usar de noche.
Los sextantes profesionales miden los grados y usan un tornillo de ajuste que se lee en minutos (un minuto es 1/60 de grado). La mayoría también tienen un nonio que permite leer hasta 0.2 minutos. Un minuto de error equivale a una milla náutica (aproximadamente 1.852 metros). En el mar, una precisión de varias millas náuticas es aceptable. Un navegante muy hábil puede determinar la posición con una precisión de alrededor de 0.25 millas náuticas (unos 460 metros).
Los cambios de temperatura pueden deformar el arco del sextante, lo que causa errores en la medición. En climas fríos, muchos navegantes dejan el sextante fuera de la cabina para que se adapte a la temperatura exterior. El diseño del sextante ayuda a compensar los errores por cambios de temperatura. El mango está separado del arco para que el calor de la mano del observador no afecte la precisión. Los sextantes para climas tropicales a menudo se pintan de blanco para reflejar la luz del sol y evitar que se calienten. Los sextantes de alta precisión usan invar (una aleación que se expande muy poco con el calor) en su construcción. Algunos sextantes científicos se han hecho de cuarzo o cerámica, que se expanden aún menos. Muchos sextantes comerciales son de bronce o aluminio. El bronce se dilata menos que el aluminio, pero los de aluminio son más ligeros y cómodos de usar.
Los sextantes para aviones ya no se fabrican, pero tenían características especiales. La mayoría tenían horizontes artificiales que permitían hacer mediciones a través de una ventana superior. Algunos incluso tenían sistemas para promediar cientos de mediciones, compensando los movimientos del avión. Los sextantes de aviación más modernos eran de tipo periscópico, con solo una pequeña parte que sobresalía del avión. Con estos, el navegante calculaba la posición y luego determinaba la diferencia entre la altura observada y la esperada para saber su ubicación.
Después de obtener el ángulo y la hora de la medición, se puede calcular la posición usando diferentes métodos matemáticos. Un método es dibujar un círculo en una carta náutica que muestre todas las posibles ubicaciones con la misma altura del astro. La intersección de este círculo con la trayectoria estimada del barco, o con otro círculo de una segunda observación, ayuda a encontrar una ubicación más precisa.
Tomando una medida
Para medir el ángulo entre el Sol, una estrella o un planeta y el horizonte, el telescopio debe estar en el sextante y el horizonte debe ser visible. En los barcos en el mar, esto no suele ser un problema. En días de niebla, mirar desde una altura baja sobre el agua puede dar una imagen más clara del horizonte. El sextante se saca de su caja y se sostiene con la mano derecha por el mango, sin tocar el arco con los dedos.
Para observar el Sol, usa los filtros del sextante para evitar el deslumbramiento. Un buen comienzo es usar filtros tanto en el espejo índice como en el espejo del horizonte, para que puedas ver el Sol como un disco sólido sin dañar tus ojos. Poniendo el brazo índice en cero, puedes ver el Sol a través del telescopio. Al mover el brazo índice, la imagen del Sol se puede bajar hasta el nivel del horizonte. Luego, quita el filtro del espejo del horizonte para ver el horizonte real y gira el tornillo de ajuste fino hasta que la parte inferior del Sol apenas toque el horizonte. Mueve el sextante suavemente para asegurarte de que la lectura se toma con el instrumento en posición vertical. El ángulo se leerá en la escala del arco, usando el micrómetro o nonio. También debes anotar la hora exacta de la lectura y la altura de tus ojos sobre el nivel del mar.
Otro método es estimar la altura actual del Sol con tablas de navegación. Luego, ajusta el brazo índice a ese ángulo y, apuntando el sextante directamente al horizonte, muévelo de lado a lado hasta que veas un destello de los rayos del Sol en el telescopio. Después, haz los mismos ajustes finos que se describieron antes. Este método es menos efectivo para observar estrellas y planetas.
Las observaciones de estrellas y planetas se hacen generalmente al amanecer o al atardecer, cuando tanto los astros como el horizonte del mar son visibles. No es necesario usar filtros para ver la parte inferior del astro, ya que se ve como un punto en el telescopio. La Luna también se puede observar, pero parece moverse muy rápido y su tamaño cambia. A veces, solo se puede distinguir su parte inferior o superior debido a sus fases.
Los sextantes también se pueden usar para medir otros ángulos con mucha precisión. Por ejemplo, entre dos astros o entre puntos de referencia en tierra. Usado horizontalmente, un sextante puede medir el ángulo entre dos edificios en un mapa, como un faro y la torre de una iglesia. Esto puede ayudar a saber la distancia desde o hacia el mar. Usado verticalmente, la medida del ángulo entre la luz de un faro y el nivel del mar en su base también puede usarse para calcular la distancia.
Cuidados del sextante
El sextante es un instrumento muy delicado. Si se cae, el arco puede doblarse, lo que afectaría su precisión. Se puede volver a certificar con instrumentos especiales, pero reparar un arco doblado suele ser muy difícil.
Muchos navegantes prefieren no compartir sus sextantes para asegurarse de que estén en buen estado. La mayoría de los sextantes vienen con una correa para el cuello, pero los más económicos vienen en un estuche. Una precaución común es ponerse la correa en el cuello antes de sacar el sextante de su estuche. Siempre guárdalo en un lugar seguro y visible. Los sextantes usados que no tienen estuche son más propensos a dañarse.
Ajuste del sextante
Debido a lo sensible que es el sextante, un golpe puede desajustar los espejos. Por eso, es importante revisarlo con frecuencia para detectar posibles errores y ajustarlo.
Hay cuatro tipos de errores que un navegante puede ajustar, y deben corregirse en este orden:
- Error de Perpendicularidad: Ocurre cuando el espejo índice no está recto con respecto a la estructura del sextante. Para comprobarlo, coloca el brazo del índice a unos 60° en el arco y sostén el sextante horizontalmente, con el brazo extendido, mirando el espejo del índice. El arco del sextante debe parecer continuo en el espejo. Si hay un error, las dos imágenes (la real y su reflejo) se verán rotas. Ajusta el espejo hasta que la reflexión y la vista directa del arco se vean continuas.
- Error de Alineación Lateral: Sucede cuando el espejo del horizonte no está recto con respecto al plano del instrumento. Para comprobarlo, primero pon el brazo índice en cero y observa una estrella a través del sextante. Luego, gira el tornillo de movimiento para que la imagen reflejada pase alternativamente por encima y por debajo de la vista directa. Si al cambiar de posición la imagen reflejada pasa directamente sobre la imagen directa, no hay error. Durante el día, puedes observar el horizonte. Si ves dos horizontes, hay un error de alineación lateral. Ajusta el espejo del horizonte hasta que las estrellas se vean como una sola imagen o los horizontes se unan. Este error suele ser pequeño y a veces se puede ignorar.
- Error de Colimación: Se produce cuando el telescopio no está paralelo al plano del sextante. Para comprobarlo, observa dos estrellas separadas 90° o más. Haz que las dos estrellas coincidan, ya sea a la izquierda o a la derecha del campo de visión. Mueve el sextante un poco para que las estrellas se muevan hacia el otro lado del campo de visión. Si no se separan, no hay error de colimación.
- Error de Índice: Aparece cuando los espejos índice y del horizonte no están paralelos entre sí cuando el brazo índice está en cero. Para comprobarlo, pon el brazo índice en cero y observa el horizonte. Si la imagen reflejada y la directa del horizonte se ven en línea, no hay error de índice. Si una está por encima de la otra, ajusta el espejo del índice hasta que los dos horizontes se unan. Esto también se puede hacer de noche usando una estrella o la Luna.
Véase también
En inglés: Sextant Facts for Kids
- Historia de la navegación astronómica
- Sextante Bris
