Het nocturlabium, onbekend maar van groot belang voor de scheepvaart

Maart 2020, ergens voor de kust van Marokko, daar begon mijn praktisch onderzoek naar de nauwkeurigheid van het nocturlabium, beter bekend als het nachtelijke equivalent van de zonnewijzer. Het instrument trok mijn aandacht tijdens mijn onderzoek naar het concept tijd in de maritieme navigatie.

Het belang van tijd voor plaatsbepaling.

Tijd is een gegeven waar we dagelijks mee worden geconfronteerd. Ook in de opleiding ‘Nautische Wetenschappen’ aan de Hogere Zeevaartschool, heb ik geleerd hoe ik mijn locatie op zee kan bepalen aan de hand van welke dag en uur het is. In onze huidige digitale samenleving is dit geen probleem. Iedereen heeft toegang tot het aflezen van de tijd als we op onze computer, GSM of smartwatch kijken. Maar wat deden zeevarenden in het verleden toen de zon, maan en sterren de enige tijdsaanduiding waren.

Ten eerste heb ik duidelijkheid gecreëerd over wat tijd is. Heb je ooit al tijd proberen definiëren? Inderdaad, dat blijkt een lastige taak. Daarom was het belangrijk om het concept tijd te definiëren specifiek voor de maritieme navigatie. Zo kunnen er instrumenten worden gemaakt die de tijd kunnen meten.

De geschiedenis van tijdsmeting is volledig verweven met de geschiedenis van de mens. Vanaf de prehistorie tot nu heeft de mens geprobeerd de tijd te bepalen. Vele instrumenten zijn ontworpen, maar deze bleken allemaal ontoereikend voor het gebruik aan boord. Door de bewegingen van een schip verloren deze instrumenten hun nauwkeurigheid en konden ze niet meer gebruikt worden voor plaatsbepaling.

Tijdsmeting is cruciaal voor de plaatsbepaling op zee. Door middel van een tijdsverschil tussen 2 plaatsen kan je de lengtegraad bepalen. Daarboven was en is de zeevaart van groot economisch belang. Ze had dus een grote invloed op de ontwikkeling van de tijdsmeting. Want hoe nauwkeuriger het tijdsverschil, hoe nauwkeuriger de plaatsbepaling. 

Het nocturlabium

Het meest gekende instrument voor tijdsmeting op zee, is de scheepschronometer van Harrison. Het had een even grote impact op de maatschappij van de 16e eeuw als de GPS op onze huidige samenleving. Het is echter wel opvallend dat ook voor de ontwikkeling van de scheepschronometer verre reizen met precisie werden gevaren. Door middel van het nocturlabium dat algemeen in gebruik was aan boord in de 15e,16e en 17e eeuw, was dit mogelijk.

Het nocturlabium is over het algemeen onbekend. Het werd waarschijnlijk in de 9e eeuw voor het eerst ontwikkeld maar kwam pas algemeen in gebruik in de 15e eeuw. Er is weinig info over, toch werd het algemeen aan boord gebruikt. Het is namelijk een zeer eenvoudig instrument om te gebruiken, je kan de tijd namelijk gewoon aflezen. Het won dus in de 15e eeuw gemakkelijk van de alternatieve methodes en instrumenten waar vele moeilijke berekeningen nodig waren. Ook al is het instrument relatief onnauwkeurig ten opzichte van de scheepschronometer en onze huidige tijdsmeting.

Het nocturlabium is het nachtelijke equivalent van een zonnewijzer. Bij een zonnewijzer maken we gebruik van de zon als middelpunt, bij het nocturlabium is dat de poolster. Als we een lijn tussen de poolster en een andere ster trekken, lijkt dit op de wijzer van een klok.

Dankzij een stage van de Hogere Zeevaartschool, kreeg ik de kans om het nocturlabium uit te testen aan boord. In de weinige literatuur die over dit instrument te vinden is wordt namelijk beweerd dat het instrument tot op 15 minuten nauwkeurig is.

Door middel van literatuuronderzoek werd het duidelijk dat een origineel nocturlabium of een exacte replica uit de 15e, 16e of 17e eeuw niet meer bruikbaar is. In het tijdschrift ‘Zonnetijdingen’ uitgegeven door Zonnewijzerkring Vlaanderen vzw, vond ik de plannen voor een aangepaste versie. Het nocturlabium in kwestie was aangepast voor het jaar 2012 en was voorzien van duidelijke instructies voor de bouw en het gebruik van het instrument. Met dit instrument heb ik kwantitatief onderzoek uitgevoerd naar de nauwkeurigheid van het instrument. Er werden verschillende observaties gemaakt en deze werden daarna statistisch in Excel vergeleken met de tijd die we op onze GPS kunnen aflezen. De tijd die we op onze GPS aflezen is namelijk de universele tijd en wordt over het algemeen overal op aarde gebruikt in het dagelijkse en economische leven. Op het nocturlabium kan je niet de universele tijd aflezen, maar de afgelezen tijd kan wel door middel van berekeningen gelijkgesteld worden aan de universele tijd. Zo kon ik de afgelezen tijd van het nocturlabium vergelijken met de universele tijd als referentie.

Het kwantitatief onderzoek heeft de nauwkeurigheid van het nocturlabium aangetoond. Voor niet geoefende waarnemers op een bewegend schip is het mogelijk om de tijd met een gemiddelde fout van 17 minuten ten opzichte van de GPS, af te lezen. Het nocturlabium was dus zeker bruikbaar voor de scheepvaart, die verre reizen wou maken en nauwkeurig wou weten welke locatie men had.

Maar het is opvallend dat we vandaag de dag dezelfde fout waarnemen met het nocturlabium als in de 15e eeuw. Vanwaar deze fout komt, heb ik niet verder kunnen onderzoeken. Ik heb echter wel enkele mogelijke oorzaken gevonden. Zo sta je op een schip hoger, staat de poolster niet exact in de hemelnoordpool en misschien is er wel gewoon een fout in het ontwerp.

Tijd gebruiken om je positie te bepalen. Een gegeven waar je misschien nooit had bij stil gestaan, maar dat onze voorouders al eeuwen gebruiken. Met behulp van onder ander het nocturlabium konden ze met relatieve precisie verre reizen maken. En zo de globale economie verder ontwikkelen.