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Bemühungen um Astronomie,  ein Bericht in Fortsetzungen - Teil  3

Die Befunde, die ich in der letzten Folge beschrieben habe, lassen es mir dringlich erscheinen, die Wanderung des Polarsterns am Nachthimmel über einen wesentlich längeren Zeitraum zu verfolgen. Da ich derzeit als Rekonvaleszent leider nicht dazu komme, muss dieses Vorhaben verschoben werden.

Hier noch eine Vorbemerkung : Die folgenden Seiten sollten auf keinen Fall missverstanden werden als Einführung von Seiten eines Fachmannes. Es handelt sich vielmehr um einen Bericht über die eigenen stolpernden Versuchen auf meinem Weg zur Sternenguckerei. In der nächsten Fortsetzung beschreibe ich dann, wie ich einen Punkt am Himmel durch zwei Winkelangaben bestimme. Daher beschäftigte ich mich zuerst mit der Frage, mit welcher Genauigkeit solche Winkelmessungen mit einfachsten Hilfsmitteln gelingen können.

Vielleicht fühlen Sie sich ja auch zu eigenen Experimenten angeregt.

Ich bestimme zu Beginn an meinem Standort möglichst genau die vier Himmelsrichtungen. Da vom Beobachtungsort aus gepeilt werden soll, stelle ich dort auf einem Dreibein-Stativ in Augenhöhe eine Styroporplatte auf und fixiere sie auf der Unterlage. Auf der Platte kann ich einen Kompass hinlegen oder auch Nadeln einstechen, die ich zur Peilung brauche. Für eine möglichst gute Genauigkeit benutze ich dann auf der Styroporplatte noch ein DIN A3 großes Millimeterpapier und bestimme die Winkel nicht mit dem Geodreieck sondern aus den Arcus-Tangens-Werten der in mm gemessenen Einstichpunkte der Nadeln.

Zwei möglichst weit außen eingesteckte Nadeln auf der Styroporplatte lassen sich mit Hilfe eines ordentlichen Kompasses in eine Nord-Süd-Richtung ausrichten. Bei einiger Sorgfalt wäre das Ergebnis sicher halbwegs brauchbar aber kaum genauer als ± 3 °. Daneben fiele bei meinem Standort (48,67 ° nördl. Breite, 7,94 ° östl. Länge) die magn. Missweisung mit weniger als 1 ° nicht ins Gewicht.

  1. Übrigens: Die magnetische Missweisung - oder Nadelabweichung kann man sich aus dem Internet ungefähr berechnen lassen. Das Ergebnis war am 25.5.1998 bei mir : 0º 22' W . Zum Vergleich die Angaben aus meinem 1:25000 Messtischblatt : 0° 45' W. Der URL : http://www.geolab.nrcan.gc.ca/geomag/e_cgrf.html). Die Bestimmung der Nordrichtung mit dem Kompass wäre also nach meiner Schätzung mit einer Unsicherheit von bis zu ± 6 "Mondbreiten" belastet.
     
  2. Auch der Polarstern, den man ja leicht am Himmel findet, kann dazu dienen, die Nordrichtung ganz brauchbar zu ermitteln. Dazu würde man den Schnittpunkt einer vom Polarstern lotrecht nach unten weisenden Linie mit der Horizontlinie suchen und als "Nordpunkt" auffassen. Die Linie vom eigenen Standort zu diesem Nordpunkt wäre dann die Nordrichtung und ihre rückwärtige Verlängerung würde nach Süden weisen. Als Hilfsmittel für diese Bestimmung würde ich mir ein Senkblei an einer Schnur, aufgehängt an einem ca. 2 m hohen "Galgen" vorstellen. Dieser wäre so aufzustellen, dass die Schnur, gesehen aus der Position des Beobachters, vom Polarstern abwärts zum Horizont weist. Hilfslinien dieser Art möchte ich ab jetzt einfach "Lotlinien" nennen. Dort wo die Lotlinie vom Polarstern den Horizont schneidet wäre also Norden. Man würde die beiden Nadeln mit der Styroporplatte auf dem Stativ so drehen, bis sie mit dem Schnurlot eine Linie - die Nordrichtung - bilden. Bei dieser Peilung würde ich eine Unsicherheit von ± 1 ° erwarten . Die oben schon erwähnte Wanderung des Polarsterns um den Himmelspol einmal in 24 Stunden kommt noch hinzu. Sie hat zur Folge, dass der Stern in dieser Zeit nur zweimal genau in der Nordrichtung steht. Der dadurch aufkommende Fehler in der Bestimmung der Nordrichtung ist also von der Beobachtungszeit abhängig, wird aber nie größer als ± 1.1 ° . Es wäre also insgesamt bei diesem Vorgehen eine geringfügig höhere Genauigkeit als mit dem Kompass zu erwarten aber immerhin doch auch eine Unsicherheit von ca. ± 4 Mondbreiten.

Allein in Horizontalrichtung würde die mögliche Zielunsicherheit etwa ± 4 mal die "Gesichtsfeldbreite" meines Teleskops ausmachen ! So leicht kann man sich also am Sternhimmel mit dem Fernrohr "verirren" ! Auf dem Teleskop wird daher der Sucher mit seinem wesentlich breiteren Gesichtsfeld zum unabdingbaren Hilfsmittel.

Nun aber zur eigentlichen Frage: Was taugen Winkelmessungen die man mit einfachsten Mitteln ausführen muß?

Die nachfolgende Tabelle zeigt, dass Peilungen mit Nadeln auf Millimeterpapier überraschend genau sein können. Ich habe dazu 5 Winkel gemessen und mit dem Theodolit kontrolliert :
 

Winkel in Grad (Mit Nadeln)

Kontrolle mit  Theodolit (in Grad)

3,09

3,164

15,1

15,077

31,4

31,782

174

174,641

318

318,157

Die maximale Abweichung waren demnach ca. 0,6 °, also etwas mehr als eine Mondbreite.

Was bedeutet nun aber der Begriff der Mondbreite ? Es ist damit der scheinbare Monddurchmesser (bei Vollmond) gemeint, angegeben in der Form des Winkels mit der er dem irdischen Beobachter erscheint, nämlich ca. 0,5 °.

Um auch die Höhe über dem Horizont mit einfachen Mitteln zu bestimmen, verfuhr ich so: Die oben verwendete Styroporplatte wurde mit der Wasserwaage auf dem Dreibein-Stativ genau horizontal eingestellt. Mit dem Auge ging ich genau an den Rand und blickte so, dass die Vorder- und die Hinterkante sich aus diesem Blickpunkt gerade überdeckten. So war nun meine Pupille einigermaßen auf gleichem Niveau wie die Oberfläche meiner Platte. Nun schob ich eine Stecknadel in Richtung auf das anvisierte Ziel so weit vom Auge weg, dass ihr Köpfchen gerade die anvisierte Turmspitze erreichte und steckte sie lotrecht in das Styropor. Dann maß ich die waagrechte Strecke vom Auge bis zur Einstichstelle der Stecknadel (WS) und die Höhe des Köpfchens über der Platte (HK). Mit dem Taschenrechner ermittelte ich den Winkel als tan-1 (HK/WS). Hier die 4 protokollierten Ergebnisse :
 

Weite der Nadel vom Auge (in mm)

Höhe des Köpfchens über dem Brett (in mm)

Winkel unter dem die Turmspitze über meinem Auge erscheint (in °)

440

40

5,2

395

38

5,5

274

26

5,4

277

27

5,6

Die maximale Streuung der Werte betrug also etwa ± 0,2 °. Da der mit dem Theodolit zur Kontrolle gemessene Winkel 5,58 ° betrug, kann man im angegebenen Rahmen auch diese Werte als brauchbar einschätzen.

Natürlich bin ich als glücklicher Besitzer eines Theodolits nicht auf diese Improvisation angewiesen, aber es interessierte mich doch, welche Genauigkeit mit einfachsten Mitteln zu erzielen wäre.

Der nächste Bericht befasst sich mit dem sog. Horizontsystem zur Kennzeichnung von Punkten am Himmel.

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Letzte Berichtigung am 19.10.1999