Astrolabium
Astronomie
Basiswissen
Das Astrolabium, früher auch Planisphärium[2], genannt, ist eine oft kleine runde Scheibe bestehend aus gegeneinander drehbaren Kreisscheiben. Das Astrolabium diente zum zum Messen von Winkeln allgemein[2], speziell aber zur Messung der Höhenwinkel von Sternen[2]. Das Gerät wurde von dem antiken Astronomen Hipparchos erfunden[4]. Gegeneinander drehbare Scheiben dienten vor allem Zwecken der Berechnung von scheinbaren Positionen[9]. In der Erdvermessung wurde das Astrolabium ersetzt durch den Theodoliten und in der Seefahrt durch den Sextanten[8]. In der freiäugigen Hobby-Astronomie erfüllt einen ähnlichen Zweck auch ein Pendelquadrant ↗
Fußnoten
- [1] 1801, Astrolabium als Winkelmesser: "Der Winkelmêsser, des -s, plur. ut nom. sing. ein jedes Werkzeug, Winkel damit zu messen, dergleichen das Winkelmaß, der Winkelhaken, der Winkelfasser, das Schrägemaß, die Schmiege u.s.f. sind. In engerer Bedeutung wird eine runde, auf dem Umkreise in Grade getheilte Scheibe, auf welcher man die Winkel auf dem Felde vermittelst eines beweglichen, mit Dioptern versehenen Lineales mißt, der Winkelmesser genannt, da es sonst auch die Winkelscheibe, und mit einem Griechischen Worte Astrolabium genannt wird. In einer andern engern Bedeutung heißt der Transporteur auch der Winkelmesser." In: Adelung, Grammatisch-kritisches Wörterbuch der Hochdeutschen Mundart, Band 4. Leipzig 1801, S. 1562. Online: http://www.zeno.org/nid/20000536970
- [2] 1809, Astronomie, Erdvermessung: "Das Astrolabium. Das wahre Astrolabium, welches in der Astronomie (um die Höhen der Sterne zu beobachten und die Begebenheiten der ersten Bewegung zu zeigen) gebraucht und auch Planisphärium genannt wird, ist ein Instrument, welches die vornehmsten Zirkel der Himmelskugel auf der Fläche eines ihres größten Zirkels (als des Horizont- und Mittagszirkels) dergestalt darstellt, wie sie dem Auge erscheinen würden, wenn dasselbe so hoch über die Kugel erhaben wäre, daß es die Hälfte derselben übersehen könnte. – Man nennt aber auch dasjenige Instrument Astrolabium, dessen man sich in der Geometrie bedient, die Höhen, Weiten und Winkel auszumessen, um eine Gegend aufzunehmen oder abzustecken. Es besteht dieses Instrument aus einer runden, auch viereckigen kupfernen oder messingenen Platte, an welcher der Rand in seine 360 Grade getheilt ist; in dem Mittelpunkt sind Mittel befindlich, durch deren Hülfe man eine Gegend ausmessen kann." In: Brockhaus Conversations-Lexikon Bd. 1. Amsterdam 1809, S. 92. Online: http://www.zeno.org/nid/20000741787
- [3] 1854, nicht mehr in Gebrauch: "Astrolabium, Winkelmesser, ein Instrument zum Abmessen von Winkeln nach Graden und Minuten. Jetzt besteht es gewöhnlich aus einer Metallscheibe in Form eines Halbmessers mit außen am Umfange verzeichneten Graden. An dieser Scheibe sind 2 Absehlineale angebracht, gewöhnlich mit Fernröhren, das eine beweglich um den Mittelpunkt des Halbkreises, das andere fest in der Richtung des Durchmessers, der den Halbkreis begränzt. Richtet man nun diese nach 2 entfernten Punkten, so zeigen sie auf der Metallscheibe die Größe des Winkels an, den die 2 beobachteten Punkte im Beobachtungspunkte bilden. Jetzt ist das A. in der Astronomie seiner Mangelhaftigkeit wegen außer Gebrauch. (Vergl. Alhidade.)" In: Herders Conversations-Lexikon. Freiburg im Breisgau 1854, Band 1, S. 300-301. Online: http://www.zeno.org/nid/2000321172X
- [4] 1857, historische Entwicklung: "Astrolabĭum (v. gr.), 1) astronomisches, winkelmessendes Instrument, um die Höhe eines Gestirns zu finden, ist ein in Grade getheilter metallener Ring, der an einem kleineren beim Gebrauche aufgehängt werden kann. In seinem Mittelpunkte befindet sich die Drehachse eines Visirlineales mit Dioptern. Wird das Instrument aufgehängt u. das Diopterlineal in die Visirlinie nach einem Sterne eingestellt, so gibt der Winkel, um welchen sich das Diopterlineal über den Horizont erhoben hat, die gesuchte Höhe des Sternes. Mit einem solchen A. fand man sonst die Sonnenhöhe auf Schiffen (daher auch See-A., A. marinum) etc. Von Hipparchos erfunden, war das A. Anfangs der Armillarsphäre ähnlich; 2 gegen einander senkrecht stehende Kreise stellten Ekliptik u. Kolur der Solstitien vor; ein 3. ging durch die Pole der ersteren, u. um diese drehte sich das Ganze, ein 4. unter jenen trug Dioptern zum Visiren. Das A. Tycho's de Brahe war ein solches, nur besser getheilt. Ptolemäos machte es zum Planisphärium. 2) (Meßk.), als Winkelmesser besteht das A. aus einem ganzen od. auch nur aus einem halben messingenen Kreise, der öfters mit Hülfe eines Nonius noch genauer getheilt ist. Um seinen Mittelpunkt dreht sich ein Diopterlineal (Alhidadenlineal) zum Visiren. Es wird auf einem Stativ aufgestellt u. zum Winkelmessen gebraucht. Visirt man nämlich durch die Diopter des feststehenden Lineals nach einem Gegenstand u. dreht das bewegliche Lineal so lange, bis man durch dessen Dioptereinen anderen Gegenstand erblickt, so bezeichnen beide Lineale auf dem Kreise den Winkel, welchen die nach den beiden Objecten von dem Standpunkte des A. aus gezogenen Linien bilden, in Graden. Zu gleichem Zweck braucht man auch die Bussole (s.d.). Beide Instrumente haben Vortheile vor einander; bes. braucht man das A. in Frankreich, die Bussole in Preußen, neben ihnen noch (z.B. in Sachsen) den Meßtisch. Oft ist das A. mit einer Bussole in der Mitte desselben verbunden u. heißt dann Astrolabiumbussole." In: Pierer's Universal-Lexikon, Band 1. Altenburg 1857, S. 856. Online: http://www.zeno.org/nid/2000942038X
- [5] 1904, in der Geodäsie: "Astrolabium, in der Geodäsie alte Form der Winkelmeßinstrumente, die zu geodätischen (und astronomischen, vgl. weiter unten) Messungen benutzt wurden und die Vorgänger der heutigen astronomischen und geodätischen Winkelmeßinstrumente waren. Der Name Astrolabium wurde bald auf alle aus Kreisen mit Alhidaden bestehenden Winkelmeßinstrumente übertragen, besonders auch auf die von Tycho Brahe angewendeten Azimutalinstrumente, welche die Vorgänger unsers heutigen Theodolits gewesen sind (s. Theodolit). Eine einfache Form der für geometrische Zwecke konstruierten Instrumente zeigt die Figur. Eine zentrisch zu einem geteilten Kreise drehbare Alhidade A trägt zwei Diopter c und d, die mit Nonien no und pq zur seinen Ablesung der Kreisteilung verbunden sind. Zwei Diopter a und b sind fest mit dem Kreise verbunden, ihre Absehlinie fällt mit der Teilungslinie 0° und 180° zusammen, so daß, wenn diese festen Diopter auf einen Zielpunkt gerichtet sind und der Kreis festgestellt ist, der Winkel nach einem zweiten Zielpunkt mit den beweglichen Dioptern eingestellt und abgelesen werden kann. Der Kreis wird durch ein Gestell getragen und kann um ein Kugelgelenk in jede beliebige Ebene, zur Messung von Höhenwinkeln also auch in die Lotebene eingestellt werden. Eine nicht notwendige Zugabe ist der Kompaß. – Interessante Exemplare alter Astrolabien finden sich z.B. im Germanischen Museum in Nürnberg, im K. Museum in Kassel, im Mathematischen Salon in Dresden. Literatur: Eine gründliche und exakte Besprechung des Instrumentes für geometrische Zwecke gibt Joh. Tobias Mayer in seinem »Gründlichen und ausführlichen Unterricht der praktischen Geometrie«, Göttingen (1. Aufl. 1777, 2. Aufl. 1792, 3. Aufl. 1802)." In: Lueger, Otto: Lexikon der gesamten Technik und ihrer Hilfswissenschaften, Bd. 1 Stuttgart, Leipzig 1904., S. 326. Online: http://www.zeno.org/nid/20005959497
- [6] 1904, Astronomie: "Astrolabium, »Sternaufnehmer«, in der früheren praktischen Astronomie dem Namen nach ein Instrument zur Bestimmung von Sternörtern. Man hat aber mit dem Namen zwei verschiedene, allerdings vielfach zu einem Instrument vereinigte Vorrichtungen bezeichnet, nämlich: 1. Ein Instrument zum unmittelbaren Winkelmessen, ursprünglich nichts andres als eine einfache Armillarsphäre (s.d.), zum astronomischen Gebrauch bestimmt (s. auch den vorhergehenden Artikel Astrolabium in der Geodäsie), gewöhnlich als Erfindung des Hipparch bezeichnet, von Ptolemäus im Almagest beschrieben. Die spätere Zeit hat aber Astrolabien überhaupt alle »Scheibeninstrumente« genannt, die zum Winkelmessen dienen (ja oft genug so ziemlich alle Instrumente mit geteilten Kreisen, mit Ausnahme der Bussole, weshalb die Nomenklatur höchst schwankend ist), ohne Rücksicht auf ihren astronomischen oder geodätischen Gebrauch. In einer Scheibe mit geteiltem Rand dreht sich, das eine Diopter (s.d.) tragend, eine innere konzentrische Scheibe, oder meist nur ein Arm (Alhidade, Alidade oder Regel) oder ein Armkreuz; auf der äußeren Scheibe war ebenfalls ein Diopterpaar angebracht zur Festhaltung des einen Schenkels des zu messenden Winkels; die Diopter waren erst Loch-, später Lochspalten-, noch später Lochhaardiopter (vgl. die Figur im vorhergehenden Artikel). Zur Messung von Horizontal- oder Positionswinkeln war ein Stativ für die Scheibe erforderlich, bei Positionswinkeln mit beweglicher Nuß; für Höhenwinkel aber konnte die Scheibe meist einfach aufgehängt werden. Man hatte, besonders im ersten, für die Feldmesser in Betracht kommenden Fall »ganze Astrolabien« (Scheibe als Vollkreis), »halbe Astrolabien« (Halbkreis), »Quadranten« (Viertelskreis) u.s.w. Im zweiten Fall war dann auch das zweite Diopter, das auf dem Teilkreis selbst befindliche, entbehrlich und nur das Absehen auf dem Alidadenarm notwendig. Wenn man an dem Instrument, das in einer am Punkt 90° der Teilung befindlichen Oese aufgehängt war, unmittelbar richtige Höhenwinkel ablesen wollte, so mußten (außer richtiger Teilung) folgende Anforderungen erfüllt sein: 1. Drehungspunkt des Arms zusammenfallend mit dem Mittelpunkt der Teilung; 2. die Linie 90°–90° der Höhen- und Tiefenwinkelteilung zusammenfallend mit der Richtung des Lotfadens; 3. das Absehen einem Durchmesser der Teilung entsprechend (»linea fiduciae«, ligne de foi der Franzosen, im 15.–17. Jahrhundert). Von dieser einfachen Einrichtung war das Astrolabium der Nautik, für die nur Messung der Höhenwinkel der Gestirne in Betracht kam: ein starker hölzerner Ring mit einigen festen Speichen, mit Gradteilung auf der inneren Ringfläche und oben mit Oese zum Aufhängen; im Mittelpunkt drehbar der Alidadenarm mit dem Absehen. Bei den Seeleuten m dieses einfache Werkzeug, zeitweise durch den »astronomischen Ring« (s.d.) und den »Quadranten« (s.d.) ersetzt, nach Erfindung des Spiegelsextanten rasch vollständig verschwunden. In der Geodäsie hat aber das »Astrolabium« mit Stativ zum Horizontalwinkelmessen im Inventar des Feldmessers neben dem geometrischen Quadranten und der Bussole bis ins vorige Jahrhundert fortgelebt (vgl. den vorhergehenden Artikel), zum Teil freilich wesentlich verbessert und unter andern Namen (»Scheibeninstrumente«), z. B. Zollmanns Scheibe u.s.w., in Frankreich Graphomètre, meist »à pinnules« (alidade à pinnules), ein »halbes« Astrolabium; die Instrumente sind übrigens seit der »Teleskopierung« auch der geodätischen Instrumente, vom Ausgang des 17. Jahrhunderts an, vielfach mit Fernrohren statt der Diopter versehen worden. 2. Ptolemäus hat die von Hipparch erfundene konforme Projektion der Sphäre, die viel später (vom 17. Jahrhundert an) »stereographisch« genannt wurde, auf Aufgaben der sphärischen Astronomie anzuwenden gelehrt. Ein dazu dienliches Instrument, dessen Hauptteile also nichts sind als die winkeltreue azimutale Abbildung der Kugeloberfläche auf die Ebene nebst einem Zeiger, haben die Araber von den Griechen überkommen und verfeinert, und dieser Apparat, allerdings meist mit der in 1. beschriebenen einfachen Winkelmeßvorrichtung zu einem Instrument vereinigt, hat später ebenfalls den Namen Astrolabium (oder Planisphärium oder Astrolabium planisphaerium) erhalten. Zahlreiche solche kombinierte arabische Astrolabien sind uns überliefert. Aber noch weit in die neue Zeit herein hat der ganze Apparat eine große Rolle besonders für die graphischmechanische Auflösung sphärisch–astronomischer Aufgaben gespielt, und ähnlicher Vorrichtungen, wie dieser zweite Teil des ganzen Instruments eine vorstellte, bedienen wir uns heute zum Teil noch. Das Astrolabium planisphaerium bestand aus vier Teilen: 1. der Mater astrolabii, einer vertieften Scheibe mit Randteilung, die 2. das eigentliche Planisphär aufnahm; darüber lag drehbar 3. das Rete und über beiden ein drehbarer Zeiger; endlich zeigte 4. das Dorsum astrolabii (die Rückseite der Mater) ebenfalls eine Kreisteilung und eine Alidade, stellte also wesentlich das oben in 1. beschriebene einfache Höhenwinkelmeßinstrument vor, während die Vorderseite des Apparats zur graphisch-mechanischen Rechnung diente. Ost waren auch beide Vorrichtungen auf derselben Seite der Scheibe angebracht, vgl. z.B. das Astrolabium des Regiomontan, der übrigens dem Apparat nur astrologische Zutaten beigefügt hat." Es folgen noch detaillierte Angaben zur Literatur bis zurück in die frühe Neuzeit. In: Lueger, Otto: Lexikon der gesamten Technik und ihrer Hilfswissenschaften, Bd. 1 Stuttgart, Leipzig 1904., S. 326-327. Online: http://www.zeno.org/nid/20005959500
- [7] 1905, auch Seefahrt: "Astrolabĭum (griech., »Sternaufnehmer«, Astronomischer Ring), ein von Ptolemäos beschriebenes astronomisches Instrument, mit einer Ekliptikal-Armillarsphäre identisch. A. planisphaerium, ein namentlich bei den Seefahrern bis ins 18. Jahrh. gebräuchliches astronomisches Winkelinstrument. Vgl. Tafel »Alte astronomische Instrumente«, S. II." In: Meyers Großes Konversations-Lexikon, Band 2. Leipzig 1905, S. 4. Online: http://www.zeno.org/nid/20006261418
- [8] 1911, auch Nachfolgegerät: "Astrolabĭum (grch.), von Hipparchus konstruiertes Instrument zur Winkelmessung, bestehend aus zwei konzentrischen, gegeneinander verdrehbaren und mit Dioptern versehenen Kreisen; jetzt durch den Theodoliten, auf dem Meer durch den Spiegelsextanten ersetzt." In:
- [9] Jürgen Teichmann: Wandel des Weltbildes. Astronomie, Physik und Meßtechnik in der Kulturgeschichte. Mit Beiträgen von Volker Bialas und Felix Schmeidler. Herausgegeben vom Deutschen Museum in München, über die Wissenschaftliche Buchgesellschaft. Darmstadt. 1983. Dort wird auf den Seiten 169 bis 171 ausführlich erklärt, wie die Armillarsphäre, nach dem Autoren der eigentlich messende Teil des Astrolabiums, früher verwendet wurde. Siehe auch Armillarsphäre ↗