船乗りのアストロラーベ

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船乗りのアストロラーベは海洋アストロラーベ (sea astrolabe) とも呼ばれ、海上で船の緯度を決定するために使用された傾斜計 (inclinometer) であり、このために太陽の正午の高度を測定したり (赤緯)、あるいは赤緯が既知の星の子午線高度を測定した。船乗りのアストロラーベは、本当のアストロラーベではないが、むしろ垂直の角度を測定するための、アリダードが付属した目盛り付き円周であった。これらは荒れた海上且つ/あるいは強風下のボートの上で使用できるようにデザインされていたが、アストロラーベはこれらを処理するには不十分であった。これは、海上軍事能力で知られ、何世紀にもわたり海を支配したポルトガルの人々により発明された。 16 世紀には、この機器はリング (ring, 輪) とも呼ばれた。

船乗りのアストロラーベが最初に登場した日付に関しては諸説ある。最初の日付は 1295 年で、マヨルカ (Majorca) の天文学者のラモン・リュイ (Ramon Llull) が提供している。後の日付は 15 世紀後半を中心にし、サミュエル・パーチャス (Samuel Purchas) は、船乗りのマルティン・ベハイム (Martin Behaim) が海上ナビゲーションに適応させたと主張したが、マルティン・ベハイム (Martin Behaim) は船乗りで、歴史家によっては信頼できる情報源と見なされていない。いずれにせよ、この機器は 15 世紀末までは確かに知られていた。それにもかかわらず、船乗りのアストロラーベの創造と完成はポルトガル人の海上探検 ( Portuguese discoveries) の初期の最中のポルトガル人のナビゲーターによっている。船乗りのアストロラーベの作り方と使用法の最初の既知の説明は、 1551 年に出版されたマルティン・コルテス・デ・アルバカル ( Martín Cortés de Albacar) の Arte de Navegar (帆走の技術) から得られる。もっとも基礎的な原理はエジプトのピラミッド建設に使用された水平器 (archipendulum) のものと同じである。

船乗りのアストロラーベが平面アストロラーベ (planispheric astrolabe) から直接由来したことの強力な証拠がある、というのは、最も初期の実例には、それ以前の幾つかの部品がないのにもかかわらず、その印を残しているからである (例えば umbra recta (水平影) と umbra versa (垂直影))。

訳注

umbra versa は棒を水平にした時の影の長さ、umbra recta は棒を垂直にした時の長さで、棒の長さを 1 とすれば、それぞれ tan(α), cot(α) のことです。umbra versa (ウンブラ・バーサ), umbra recta (ウンブラ・レクタ) は tan, cot の古い言い方です。

船乗りのアストロラーベは、ナビゲーターの機器としてクロス・スタッフ (cross staff) あるいは四分儀 (quadrant) のような機器の代わり、あるいは補足をしたことであろう。船乗りのアストロラーベは 17 世紀中頃、あるいは遅くとも 17 世紀末まで使用された。これは、デイビスの四分儀のように、もっと正確で容易に使用できる機器で交代された。 18 世紀末までに船乗りは六分儀の使用を始め、次に LORANC, Sat Nav / Transit の使用を始め、次に 1980 年代には全地球測位システム (global poitioning systems, GPS) の使用を開始した。

重い真鍮で建造され、海上環境で長命であるが、船乗りのアストロラーベは今日ではとても珍しい。 2017 年には 108 台の存在が知られていた。最大のコレクションはポルトガルの博物館に残っている。米国テキサス州の「科学と歴史のコーパス・クリスティー博物館」 (Corpus Christi Museum of Science and History) にはた 1554 年の確認され日付を持つ船乗りのアストロラーベがあり、サン・エステバン (San Esteban) の沈没船から引き揚げたものである。

1496 年と 1501 年の間の日付の円板形式のアストロラーベ ―― 今では世界最古 ―― が 2014 年にポルトガルのキャラック船 (ナウ (nau)) のエスメラルダ (Esmeralda) の遭難場所 ―― 1503 年、オマーン (Oman) の海岸沖 ―― の近くで海洋科学者のデイビッド L. メアーンズ (David L. Mearns) により発見された。このアストロラーベはレーザー探査 (laser scanning) で確認され、レーザー探査は、 5 度間隔をしるす一連の 18 グラデーションを明示した。 (revealed a series of 18 gradations marking 5-degree intervals) アストロラーベはソドレ・アストロラーベ (Sodré astrolabe) と命名された。提唱されたことは、ソドレ・アストロラーベは最初の真鍮製の船乗りのアストロラーベが順応した古典的平面アストロラーベ (planispheric astrolabe) と 1517 年以前のある頃に使用されるようになったオープン・ホイール形式 (open-wheel type) アストロラーベの間の過渡的機器であることである。

船乗りのアストロラーベは真鍮製であった。機器をうねる船の甲板上や強風下での使用は、重いと有利なため、木や象牙のような他の資材は望ましくなかった。もっとも少々の木造の船乗りのアストロラーベは製造された。初期の船乗りのアストロラーベは真鍮板から製造された。重さが軽いため、これらの海上での振る舞いは貧弱であった。重い鋳造された真鍮の枠は 16 世紀中頃に製造が始まり、随分と良好であった。装置の精度は分割された円の半径に関係するため、これらは実用的である限り大きく作られた。

平面アストロラーベ (planispheric astrolabe) の大きな板状の形式は風に鋭敏となるため、船乗りのアストロラーベは枠組みの形式で製造された。枠組みの開口部を風が通り抜けるため、機器が動きにくかった。

装置の基本機能は角度の測定であった。従って、機器は角度の目盛りを付けたリング (輪) が特色であった。初期の機器は 90° の目盛りを付けたが、後の機器は完全に周囲 360° の円に目盛りを付けた。スポークの唯一の目的はアリダードの旋回軸を支えることであった。安定化のために、重心を低くして、動作周期を長くするために、余分な真鍮がリング (輪) 底部に通常追加された。これは、2 つ目の写真で明白である。

アリダードは機器の中心を通り抜けるピンのまわりに自由に回転する。アリダードの視準板 (vane) は使用者がアリダードをそろえるために、スロットが開いているか、穴が貫通していた。アストロラーベは、その頂上に輪が付き、垂直に吊るすことができた。

このアストロラーベを使用するために、ナビゲーターは機器を頂上の輪で保持し、これで機器が垂直平面内にある。次にナビゲーターは興味がある目的物の方向にアストロラーベの平面を揃える。アリダードを目的物の点に揃え、高度を読み取った。

星のように薄暗い目的物の観測では、ナビゲーターはアリダードを直接通して、目的物を観測することになる。太陽を観測では、アリダードの視準板 (vane) の 1 つが反対側の視準板 (vane) の上に影を落とす方が安全で容易であった。

これはポルトガルが開始した大航海時代 (Age of Discovery) で鍵になる役割を演じた。ポルトガルの船乗りは英国などの船乗り ―― 最も有名な人はイタリア生まれのクリストファー・コロンブス ―― を機器の使用法で訓練をし、これが他のヨーロッパの植民帝国の海洋での成長と征服の鍵となった。

天体の高度を測定するために、船乗りのアストロラーベを垂直に吊り下げる必要があった。これが意味することは、風の強い状態では甲板上で簡単に使用できなかったことである。この装置は 2 つの天体間の角度測定に簡単に使用できず、これは月からの距離 (lunar distance, 月距) による経度計算に必要となるものであった。 (もっともこの技術はこの装置が開発された時には使用されなかった。) 別の限界は、機器の角度の精度が直接にアリダードの長さに比例することで、これは長くなかった。


1600 年頃の船乗りのアストロラーベ		船乗りのアストロラーベ、 1545 年 Nicolao Ruffo により製造、「船乗りの博物館」 (Mariner's Museum)