Kompassi

Magneettisen kompassin toimintaperiaate

Magneettisen kompassin toiminta perustuu siihen, että kompassissa olevan magnetisoidun ja akselinsa ympäri vapaasti kääntyvän neulan S-napa hylkii maapallon magneettista pohjoisnapaa ja osoittaa kohti magneettista etelänapaa. Maan sisällä voidaan ajatella olevan valtava magneetti, jonka myötäisesti, mutta vastakkaissuuntaisesti kompassin neula asettuu.

Osat

Levykompassi koostuu rungosta, neularasiasta, suuntakehästä ja kompassineulasta. Levy on kompassin alla oleva osa, johon on yleensä merkitty ainakin pohjoissuuntanuoli sekä mitta-asteikko ( tyypillisesti senttijaolla 1:20000-mittakaavaista peruskarttaa, nyk. maastokarttaa varten, jolla 1 cm vastaa 200:aa metriä ). Rasia sisältää nesteen, joka hidastaa neulan liikkeitä, tehden kompassin lukemisesta helpompaa. Komppassin muoviseen alustaan on myös usein merkitty eri mittakaavoja, jotka helpottavat matkojen mittaamista.

Käyttö

Levykompassi asetetaan kartalle siten että kompassin reuna osoittaa sieltä missä ollaan sinne mihin halutaan päätyä ja varmistetaan että kompassilevyssä oleva kiinteä nuoli osoittaa menosuuntaan. Sitten käännetään neularasian kompassihaarukka osoittamaan karttapohjoiseen, yleensä kartat tehdään siten että pohjoinen on ylhäällä. Lopulta pidellään kompassia kädessä vaakasuoraan ja käännytään kunnes kompassineula osuu kompassihaarukkaan. Nyt kompassilevyssä oleva nuoli osoittaa etenemissuunnan.

Kompassiasteikot

Kompasseissa on tyypillisesti jonkinlainen mitta-asteikko, joka on asteina, piiruina tai gooneina. Astekompassin suuntakehä on jaettu 360 asteeseen, tämä on tyypillisin tapa ilmoittaa suunta (0° = pohjoinen, 90° = itä, 180° = etelä ja 270° = länsi). Piiruasteikko jakaa ympyräkehän 6 000 osaan. Piirusuunta ilmoitetaan tyypillisesti kaksijakoisesti: esim. 30-00 osoittaa etelään. Piiruasteikon hahmottaa parhaiten ajattelemalla kellotaulun minuutteja. Gooniasteikossa ympyrä jaetaan 400 osaan, tätä asteikkoa käyttävät kompassit ovat harvinaisia.

Kompassin historia

Kiinalaisten kompassien esiasteita tunnetaan jo ainakin Taistelevien läänitysvaltioiden ajalta (475–221 eaa.). Näistä kehittyi edelleen käytössä oleva luopan. Ensimmäinen eurooppalainen merkintä kompassista on 1190-luvulta Alexander Neckam teoksessa De naturis rerum. Arabimaissa kompassi mainitaan ensimmäisen kerran 1200-luvun puolessavälissä. Ei tiedetä, onko kompassi keksitty Euroopassa itsenäisesti, vai onko se kulkeutunut Eurooppaan Kiinasta. Kiinalaisen ja eurooppalaisen kompassin tärkein ero on siinä, että Kiinassa neulan merkitty kärki osoittaa etelän suunnan, kun taas Euroopassa kärki osoittaa aina pohjoisen. Kiinalaiset jakoivat tuuliruusun 24 osaan, eurooppalaiset puolestaan 16 osaan ja edelleen 360 asteeseen.
Kiinalaisten muistiinpanojen mukaan kompassia käytettiin ainakin jo 2634 eaa. Vuosiluku saattaa olla epätarkka, mutta kiinalaiset kuitenkin keksivät ensimmäisinä, että magneettisuutta voidaan käyttää suunnistukseen. Kompasseja käytettiin Kaukoidässä yleisesti jo 200-luvulla. Kiinalaiset eivät olleet merenkulkijoita, ja siksi eurooppalaiset olivat ensimmäiset, jotka kehittivät kompassin tarkkuutta ja vakautta niin, että siitä oli hyötyä pitkillä merimatkoilla.
Viikingit käyttivät kompassia 1000-luvulla, ja ensimmäinen todellinen selonteko kompassista Euroopassa ajoittuu vuoteen 1190. Arabimaissa kompassi mainitaan ensimmäisen kerran 1200-luvulla. Vasta paljon myöhemmin magneettineula huomattiin ripustaa vapaasti painopisteestään, jolloin neula kääntyy osoittamaan Maan magneettikentän todellista suuntaa. Magneettisen pohjoisen ja karttapohjoisen välinen kulma (eranto) havaittiin jo varhaisessa vaiheessa.
Ensimmäisen kerran kompassin asteikko jaettiin 16 tuulen sijasta 360 asteeseen 1400-luvulla. Tämä merkitsi vallankumousta merenkulussa, sillä nyt kyettiin määrittämään suuntimat tarkasti, ja tämä johti portolaanikarttojen syntyyn. Saksalainen Gerhard Krämer (Gerardus Mercator) kehitti 1500-luvulla ensimmäisen käyttökelpoisen karttaprojektion, Mercatorin projektion, joka on yhä edelleen merikarttojen perusprojektio. Tämä mahdollisti merkintälaskun käyttämisen navigoinnin apuna.
Puualuksissa kompassin eksymällä ei ollut juurikaan merkitystä, mutta merenkulun kehittyessä laivojen metalliosat, kuten runko, koneisto ja aseistus aiheuttivat häiriöitä kompassin toimintaan. 1800-luvun lopulla alettiin kompassi sijoittaa erilliseen säältä suojattuun kompassikaappiin ja kompensoida eksymä kahdella kompassin sivuille kiinnitetyllä säädettävällä rautakuulalla. Tässä muodossaan magneettikompassi on säilynyt merenkulussa meidän päiviimme saakka.
1911 Elmer Sperry keksi hyrräkompassin, joka perustuu gyroskoopin toimintaan. Hyrräkompassi on paljon magneettikompassia tarkempi eikä siinä ole eksymää, mutta se on toiminnaltaan paljon monimutkaisempi kuin magneettikompassi.
Nestetäytteisen kompassin keksi vuonna 1936 Tuomas Vohlonen.