Astrolabium

Ein Astrolabium, auch Sternnehmer oder Sternenhöhenmesse stellt nichts anderes als eine komplexe, drehbare Sternkarte dar. Das bedeutet, dass die Himmelssphäre auf eine Ebene bzw. Scheibe projiziert wird und man damit die Bewegung der Himmelskörper darstellen und voraussagen kann. Der Begriff Astrolabium stammt aus dem Griechischen und setzt sich zusammen aus dem Wort ἄστρον (ástron, Stern) und vermutlich λαμβάνω (lambánō, einnehmen, nehmen, sich bemächtigen).

Esel tritt auf Himmelsglobus und ein Multitool entsteht

Astrolabien sind – vereinfacht gesagt – zweidimensionale Modelle des Himmels und sie gehören zu den wichtigsten Instrumenten in der Geschichte der Astronomie. Eine Anekdote zu ihrer Entstehung ist auf der Webseite des Deutsches Museum zu finden. Danach soll ein griechischer Astronom auf seinem Esel einst einen Himmelsglobus mit sich geführt haben. Der Himmelsglobus fiel zu Boden, der Esel trat darauf und so entstand das Astrolabium.

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Tatsächlich reichen die Ursprünge dieses astronomischen Gerätes bis in die Zeit der alten Griechen. Arabische Gelehrte entwickelten das Instrument im Mittelalter weiter und über das islamische Spanien, fand es schließlich seinen Weg nach Europa.  Den Höhepunkt seiner Verbreitung lag im 15. und 16. Jahrhundert. Danach verlor es wieder an Bedeutung, da bessere Geräte für verschiedene Anwendungen erfunden wurden.

Über 1000 Einsatzmöglichkeiten für das Astrolabium

Mit einem Astrolabium konnte man zahlreiche praktische Probleme lösen, für die es sonst keine Lösung gab oder nur solche, die sehr komplizierte Berechnungen erforderten. Zu den wichtigsten Anwendungen gehören unter anderem die Winkelmessung am Himmel, die Bestimmung von Datum und Uhrzeit sowie die Position und die Auf – und Untergangszeiten von Himmelskörpern sowie der geografischen Breite. Sie fanden Verwendung in der Navigation, Geometrie und in der Landvermessung, wobei verschiedene Astrolabien ganz unterschiedliche „Features“ haben konnten, je nachdem, wofür sie gebraucht wurden.

Über 1000 Einsatzmöglichkeiten sollen für dieses hochkomplexe astronomische Instrument einst bekannt gewesen sein. Das berichtete zumindest der arabische Astronom Abd al-Rahman al-Sufi  im 10. Jahrhundert in einem 386 Kapitel starken Werk über dieses alte Hilfsmittel im 10. Jahrhundert n. Chr.. Die Zahl 1000 mag zu hoch gegriffen sein, auch weil al-Sufi  zahlreiche religiöse Anwendungen betrachtete. Sicher ist auf jeden Fall, dass das Astrolabium ein äußerst vielseitiges Hilfsmittel darstellte und ein wahres astronomisches „Multitool“, das Sternkarte, Rechenschieber und Messwerkzeug miteinander vereinte.

Ein sehr gutes Video zum Thema sehen Sie hier auf Englisch vom Museo Galileo in Florenz.

Drei der interessantesten Funktionen stellen wir hier vor. Das verwendete Exemplar ist die historische Nachbildung eines Astrolabiums des französischen Astronomen Michael Asineus aus dem Jahr 1602. Dieses qualitativ hochwertige Astrolabium gibt es bei uns im Shop zu kaufen.

Das Astrolabium als Uhr (Anleitung)

Als erstes müssen Sie die Höhe der Sonne oder eines Sterns über dem Horizont bestimmen. Dazu dient die Peilhilfe (Alhidade) auf der Rückseite des Astrolabium. Halten Sie das Astrolabium an der Kordel fest, sodass es gerade herunterhängt, und peilen Sie an ihm entlang. Wenn Sie die Sonne anpeilen, nutzen Sie am Besten den Schattenwurf – so müssen Sie nicht in die grelle Sonne schauen. Wenn der Schatten der oberen Visiereinrichtung (des Diopters, entspricht der Kimme eines Gewehrs) auf den unteren Diopter fällt, ist die Sonne eingestellt. Vorsicht: Wenn Sie in die Sonne starren, gefährden Sie Ihr Augenlicht – arbeiten Sie daher bitte nur über den Schattenwurf des Diopters. Einen Stern können Sie direkt über die beiden Kimmen der Alhidade anvisieren. Am Rand des Astrolabium ist eine Gradskala, an der Sie nun die Höhe über dem Horizont einfach ablesen können. Im Beispiel steht die Sonne etwas mehr als 36 Grad über dem Horizont. Als nächstes suchen sie die Position der Sonne auf der Ekliptik, indem Sie die Alhidade auf das aktuelle Datum einstellen – auf der Tierkreisskala auf der Rückseite des Astrolabium zeigt die Alhidade auf die Position der Sonne im Tierkreis. In unserem Beispiel am 8. März steht die Sonne seit acht Tagen im Sternbild Fische. Stellen Sie in einem dritten Schritt am Astrolabium den Zeiger auf der Vorderseite so ein, dass er im Tierkreis der Rete auf dem in Schritt 2 ermittelten „Datum“ steht. Im Beispiel ist die Sonne seit acht Tagen im Sternbild Fische, stellen Sie den Zeiger also auf dem achten Tag der Fische. Sie sehen nun, wo die Sonne gerade zwischen den Sternen steht. Sie steht dabei in der Mitte der Skala, auf dem Schnittpunkt mit dem Tierkreis.

Im vierten Schritt drehen Sie nun Zeiger und Rete gemeinsam, bis sie den in Schritt 1 ermittelte Höhenkreis über dem Horizont auf der Grundscheibe schneidet. Das ist nicht ganz exakt ablesbar, da aus Gründen der Übersichtlichkeit die Höhenlinien nur im Abstand von jeweils zehn Grad eingetragen sind und der Schnittpunkt unter dem recht breiten Zeiger liegt. Suchen Sie also einen Punkt etwa auf halber Höhe zwischen dem 30°-Kreis und dem 40°-Kreis. Auf der Grundplatte des Astrolabium sind außerdem die Himmelsrichtungen West (West) und Ost (East) eingetragen. Während der ersten Tageshälfte steht die Sonne im Osten, bevor sie mit dem Mittag in die Westhälfte wechselt – suchen Sie den Schnittpunkt also auf der richtigen Seite: Vormittags im Osten, nachmittags im Westen.

Der Zeiger weist nun am Rand der Grundplatte (dem Limbus) auf die wahre Sonnenzeit.

Was ist beim Astrolabium zu beachten?

Die ursprünglichen Astrolabien hatten zum Teil verschiedene auswechselbare Grundplatten, um an verschiedenen Orten einsetzbar zu sein. Dieses Astrolabium ist eine Replik eines spanischen Modells und liefert daher genau genommen nur auf 41,25° nördlicher Breite exakte Werte – benutzen Sie es also nicht als Uhrenersatz, wenn Sie in Deutschland wichtige Termine einhalten müssen. Aber auch exakt auf 41,25° Nord gibt es Differenzen zu der Zeit, die Ihre Uhr anzeigt: Wir verwenden nämlich eine mittlere Zonenzeit (zum Beispiel die Mitteleuropäische Zeit), die für ein großes Gebiet gilt. Die MEZ entspricht der mittleren Sonnenzeit nur auf dem 15. östlichen Längengrad. Das Astrolabium ermittelt dagegen die wahre Sonnenzeit für den Längengrad, auf dem Sie sich gerade befinden. Für die exakte Uhrzeit müssen Sie also abhängig von Ihrem Standort noch ein paar Minuten addieren oder subtrahieren – und gegebenenfalls noch die Sommerzeit berücksichtigen. Noch bis ins späte 19. Jahrhundert wurde die wahre Sonnenzeit in weiten Teilen der Welt benutzt. Mit dem Aufkommen der Eisenbahn wurde es nötig, sich zumindest innerhalb der einzelnen Länder auf eine einheitliche Zeit zu einigen. Erst in den Jahren 1892/93 wurde die Mitteleuropäische Zeit in Deutschland eingeführt, die sich an der mittleren Sonnenzeit des 15. östlichen Längengrads orientiert. Zwischen mittlerer und wahrer Sonnenzeit gibt es noch einen kleinen, schwankenden Unterschied, der auf die ungleichmäßige Geschwindigkeit der Erde auf ihrer Bahn um die Sonne zurückgeht und bis zu einer Viertelstunde betragen kann. Im Mittelalter waren nicht einmal die Stunden gleich lang: Oft wurde die Zeit zwischen Sonnenauf- und -untergang einfach in 12 gleiche Teile geteilt, sodass eine Stunde am Tag im Sommer länger war als im Winter.

Das Astrolabium für astronomische Vorhersagen

Astronomische Ereignisse wie Auf- und Untergangszeiten der Sonne oder einiger Sterne lassen sich mit dem Astrolabium leicht bestimmen, indem man das Ereignis einfach einstellt und dann die Zeit abliest.

1. Um den Sonnenaufgang zu bestimmen, bestimmen Sie wie oben unter Schritt 2 beschrieben die Position der Sonne auf der Ekliptik.
2. Stellen Sie den Zeiger auf der Rete auf das jeweilige Datum. Die Sonne befindet sich wieder am inneren Rand des Tierkreises auf der Rete.
3. Drehen Sie Rete und Zeiger nun, bis das gesuchte Ereignis eintritt. Für den Sonnenaufgang drehen Sie sie also so, dass die Sonne genau auf dem Osthorizont steht; für den Sonnenuntergang muss sie auf dem Westhorizont stehen.
4. Am Rand der Grundplatte zeigt der Zeiger nun die Uhrzeit an, zu der die Sonne auf- bzw. untergeht.
5. Um die Auf- oder Untergang der hellen Sterne zu bestimmen, die auf der Rete eingezeichnet sind, müssen Sie diese einfach mit dem Zeiger markieren und auf den Ost- oder Westhorizont stellen. Die Länge eines Tages finden Sie heraus, indem Sie die Differenz zwischen Sonnenauf- und -untergang errechnen. Die verbleibende Tageslänge ergibt sich als Differenz zwischen aktueller Zeit und Sonnenuntergang.

Winkelmessungen mit dem Astrolabium und mehr

Neben dem astronomischen Einsatz kann das Astrolabium unter anderem auch für Winkelmessungen oder die Navigation eingesetzt werden. Wenn Sie zum Beispiel mit der Alhidade die Höhe des Polarsterns über dem Horizont bestimmen, wissen Sie sofort, auf welchem Breitengrad Sie sich befinden. Auf 90° nördlicher Breite (am Nordpol) steht er direkt im Zenit, während er in Deutschland nur noch etwa 50° über dem Horizont steht. Je weiter man nach Süden geht, desto näher kommt er dem Horizont.

Die Teile des Astrolabiums

Quelle: Wikipedia © experimentis 2010