Methoden der Navigation in der Seefahrt

Wer heute eine längere Reise mit dem Auto, Fahrrad oder zu Fuß antritt kann, sofern man den Zielort und seine Umgebung nicht gut kennt, auf ein Navigationsgerät oder eine entsprechende App auf dem Smartphone zurückgreifen. Auf der Seefahrt ist die Technik auch schon sehr ausgereift. Doch wie hat man vor der Modernisierung der Navigation die Fahrten auf See bewältigt?

Bbr. Wolfgang Roeder- Reschop, begeisterter Segler seit nunmehr 30 Jahren, hat sich dieser Fragestellung angenommen und uns in der dritten WS des Wintersemesters 18/19 die Methoden der Navigation in der Seefahrt präsentiert. Zunächst die Frage, welche Hilfsmittel genutzt wurden. Jede Seefahrt beginnt bei der Seekarte. Diese muss für die Navigation auf See folgende Kriterien erfüllen. Sie muss winkel- und entfernungstreu und Angaben zu Wassertiefen und Landmarken enthalten. Für die Darstellung wird eine abgewandelte Zylinderprojektion verwendet, die Mercator-Projektion. Hierbei verlaufen alle Längengrade Parallel und zeigen nach Norden. So kann der Navigator seinen Kompasskurs von A nach B ablesen sowie die Entfernung dahin in Seemeilen. Ein weiteres Werkzeug ist der klassische Kompass. Da der Kompass immer zum magnetischen Nordpol zeigt, bietet er den Seefahrern immer einen konstanten Referenzpunkt. Die Logge dient zur Bestimmung der Geschwindigkeit durchs Wasser. Früher als Schlepplog mit langer Leine und Propeller, heute meist fest eingebaut als Schaufelrad. Die ursprüngliche Messmethode bestand darin, ein bleibeschwertes Holzbrett in Form eines Viertelkreisausschnittes, das an einer Leine befestigt ist, von einem fahrenden Schiff aus ins Wasser zu werfen: Das Holz bleibt nahezu an derselben Stelle im Wasser liegen. Nach einer gewissen wird die Länge der abgelaufenen Logleine bestimmt, danach die ganze Anordnung wieder an Bord gezogen. Setzt man die vom Schiff zurückgelegte Strecke mit der dafür benötigten Zeit ins Verhältnis, lässt sich die Geschwindigkeit des Schiffes im Wasser errechnen. Um mit dem Schiff nicht auf Grund zu laufen, müssen Infos zur Wassertiefe vorhanden sein. Was heute mit einem Echolot bestimmt wird, wurde früher mit einem Lot (auch Handlot genannt) bestimmt. Dabei handelt sich um Bleigewicht mit einer Aussparung. Darin wurde ein Klumpen Talg gefüllt, an dem bei Grundberührung eine Probe des Meeresbodens kleben blieb. Da die Bodenbeschaffenheit in der Seekarte vermerkt ist, konnte das bei der Standortbestimmung helfen. Heute werden die per Hand erfassten Informationen durch einen GPS- Empfänger ermittelt. Dieser errechnet aus dem Empfang von bis zu 12 Satelliten gleichzeitig die Position auf den Meter genau. Das Differenzial-GPS nutzt zusätzlich Referenzdaten von Landstationen, deren Standort bekannt ist, um ein Korrektursignal per Funk zu übertragen. Dadurch wird die Genauigkeit auf wenige Zentimeter erhöht. Weitere Hilfsmittel sind der Sextant, Chronometer und Handbücher. Es gibt Handbücher zu den Leuchtfeuern mit Angaben zu Standort, Aussehen, Kennung, Farbe, Tragweite und Höhe des Feuers, ferner zu Gezeiten (Hoch- und Niedrigwasser an bestimmten Orten für jeden Tag eines Jahres), Strömungen, Hafenbedingungen, astronomische Tabellen (Ephemeriden) zur sekundengenauen Bestimmung des Bildpunktes eines Gestirns, sowie Tafelwerke zur Berechnung von Azimut und Höhenwinkel. Es gibt mehrere Verfahren der Navigation. Die einfachste ist die Navigation nach Sicht. Bei der Navigation nach Sicht orientiert man sich z.B. an Tonnen, die ein markiertes Fahrwasser kennzeichnen oder an Landmarken zur Kursbestimmung. In tropischen Gewässern orientiert man sich bei Riffpassagen an der Wasserfärbung. Je heller umso flacher. Bei der terrestrischen Navigation müssen einige Arbeitsschritte durchgeführt werden, um das Schiff erfolgreich durch die See zu bringen. Bei der Peilung wird ein bekanntes Objekt an Land mit dem Peilkompass oder der Peilscheibe angepeilt und der ermittelte Wert in die Seekarte eingezeichnet. So erhält man eine Standlinie. Für den exakten Standort braucht man eine zweite Standlinie, die sich mit der ersten im Idealfall etwa im 90°-Grad-Winkel schneidet. Danach erfolgt die Abstandsbestimmung zu einem Referenzpunkt. Mit einem Sextanten wird der Winkel zwischen Horizont und der Spitze eines in der Höhe bekannten Objektes gemessen. Der Abstand in Seemeilen errechnet sich so: A=13/7xH/n (H ist die Höhe des Objekts in Meter, n der gemessene Winkel in Minuten). Die danach zu erfolgende Lotung wurde kurz zuvor erläutert. Zum Abschluss erfolgt die Doppelwinkelmessung. Dabei misst man die Horizontalwinkel zwischen 3 bekannten Objekten an Land und erhält so 2 sich schneidende Kreise. Welcher der beiden Schnittpunkte unser Schiffsort ist, ist meist offensichtlich. • Eine weitere Navigationsart ist die astronomische Navigation. Das Prinzip ist ähnlich wie bei der Abstandsbestimmung mit dem Sextanten. Allerdings bewegt sich unser „Leuchtturm“ Sonne oder Mond sehr schnell um die Erde. Daher braucht man neben der sekundengenauen Zeit (dafür der Chronometer) noch das nautische Jahrbuch (Ephemeriden) in dem für jeden Tag und jede Zeit der „Bildpunkt“ (das ist der Ort, an dem unsere Sonne oder der Mond im Zenit steht) verzeichnet ist. Da aber der Kreis (unsere Standlinie), selbst mit dem dünnsten Stift gezogen, auf einer Seekarte, die sowohl den Bildpunkt wie auch unseren Standort zeigt, mehrere Seemeilen dick wäre (also unbrauchbar für die Positions-bestimmung), greift man zu einem Trick: Man berechnet für einen Standort, der etwa in der Nähe unserer Position liegt, das Azimut (das ist die Kompassrichtung, in der wir die Sonne bzw. Mond oder Stern sehen) sowie den Winkel, den wir gemessen hätten, wenn wir tatsächlich am angenommenen Ort wären.Ist unser gemessener Winkel kleiner als der errechnete, stehen wir weiter weg vom Bildpunkt und umgekehrt. Unsere Standlinie ist also eine Linie senkrecht zum Azimut, und zwar um so viele Seemeilen zum oder vom Bildpunkt wie die Differenz der Winkelmessungen in Minuten. Alle zuvor beschriebenen Verfahren wurden per Hand durchgeführt. Der technische Fortschritt macht die Navigation heute erheblich einfacher. Mithilfe von Satelliten lässt sich die Position metergenau bestimmen. Das bekannteste und meist verwendete ist das amerikanische Global Positioning System (GPS). Es gibt auch noch ein russisches (GLONASS), ein chinesisches und das europäische Galileo-System, welches allerdings noch nicht vollständig betriebsbereit ist. Die Aktivitas dankt Bbr. Wolfgang Roeder – Reschop für einen interessanten und aufschlussreichen Vortrag. Möglicherweise ergibt die bald die Chance, das im Vortrag erlernte Wissen auf einem Segeltörn auszuprobieren.