Esquema de funcionamento do astrolábio

O astrolábio compõe-se do limbo graduado que se chama, por vezes, roda e da medeclina (alidade que gira em torno do centro da roda). A medeclina inclui, nas suas extremidades, duas pínulas (peças laminares com furos nos centros respectivos).

O observador suspende o astrolábio pela argola, numa cábrea, orienta a roda no plano vertical do Sol e gira a medeclina de modo a que a luz do Sol passe pelos dois furos das pínulas. A leitura, feita pela ponta afiada na graduação da roda, indica a altura do Sol (ângulo h = 90º – z) ou a distância zenital z. * Marinheiros usando o astrolábio para medir a altura do Sol, em terra. Aguarela de Maria Clara (Colecção Astronómica).

A latitude é o ângulo j, formado pela vertical do lugar com o equador, medido sobre o meridiano do lugar. Como mostra figura, este ângulo é a soma da distância zenital do Sol z, com a declinação do Sol d quando este passa pelo meridiano do lugar, ou seja, ao meio-dia solar verdadeiro.

Com o astrolábio mede-se o ângulo z apontando a medeclina para o Sol e numa tabela astronómica lê-se o valor da declinação, ao meio dia solar, para esse dia. A declinação é positiva se o Sol estiver acima do equador (entre 21 de Março e 21 de Setembro) e é negativa se o Sol estiver abaixo do equador. Este esquema de funcionamento pressupõe que os raios provenientes do Sol são paralelos, o que é razoável vista a distância da Terra ao Sol (150.000.000 km) em comparação com o diâmetro da Terra (aproximadamente13.000 km)

Pesar o Sol. Davam os nossos pilotos este nome à operação que consiste em determinar o meio dia solar no lugar considerado. Isto é, o instante em que o Sol passa no meridiano do lugar ou, ainda, o instante em que a sua altura é máxima. Para o efeito, pouco antes do meio-dia solar, o observador orienta o instrumento e gira a medeclina de modo a manter um raio de luz solar a passar pelos dois furos. Antes do meio-dia a extremidade superior da medeclina vai subindo, cada vez mais lentamente; e, atingido o seu máximo, começa a descer. A maior altura, que corresponde ao meio-dia solar, é o ângulo procurado. Deste modo, o astrolábio também indica o meio dia verdadeiro sem necessidade de recorrer a um relógio.

Astrolábios

Os intrumentos de reflexão

São assim chamados por terem dois espelhos que realizam uma dupla reflexão do raio luminoso proveniente da estrela.

Sextante. Como todos os instrumentos de reflexão, a ideia é fazer coincidir o raio luminoso que provém da estrela com o raio luminoso que provém o horizonte. O sextante compõe-se de uma luneta, dois espelhos reflectores, um limbo graduado (com um microscópio auxiliar para tornar a leitura mais exacta), filtros para a protecção contra a luz solar. Abaixo encontra-se o esquema de funcionamento. Os instrumentos de reflexão mais antigos não tinham luneta como é o caso do octante que pertence à Colecção. Depois foram inventados os círculos de reflexão que permitiam corrigir o erro de excentricidade mas que eram muito pesados. O sextante actual é o resultado de toda essa evolução.

O raio de luz que sai da estrela segue o trajecto representado a vermelho, sendo reflectido nos espelhos situados em A e B, até ao olho do observador, O. O raio de luz que sai da bandeira, que representa o horizonte, vai directo ao observador porque atravessa directamente uma parte de B que não é espelhada. O ângulo q é a altura da estrela sobre o horizonte. Do triângulo ABO tira-se: 180 = q + g + (180 - b ) +++ logo, +++ q = b - g Tendo em conta que o ângulo de incidência num espelho é igual ao ângulo de reflexão, do triângulo ABE tira-se 180 = w + g/2 + (180 - b) + b/2 + g/2 ++logo, ++w = b/2 - g/2 e q = 2 w

Portanto, a altura a estrela é o dobro do ângulo formado pelos dois espelhos. Este ângulo lê-se no limbo do instrumento. Num círculo de reflexão realizam-se duas ou três leituras em pontos do limbo diferentes e faz-se a média delas, corrigindo-se o erro de excentricidade.Os instrumentos de reflexão não servem somente para medir alturas dos astros. Pelo mesmo princípio servem também para medir a distância angular entre dois astros (vd. o artigo As Longitudes e a Ciência moderna neste jornal).

Piloto usando o círculo de reflexão (guache)