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instauratae mechanica" (1602) erhalten sind, nimmt der Quadrans muralis sive Tichonicus die erste Stelle ein. Es ist ein aus Messing gegossener Kreisquadrant mit 5 Zoll breitem und 2 Zoll dickem Rand und 5 Ellen Halbmesser, welcher ebenso wie der Quadrant von Meragah an einer von S. nach N. gehenden Mauer befestigt war; der eine Halbmesser ging von S. nach N., der andre von dem im S. liegenden Zentrum vertikal abwärts. Der Rand war mittels Transversalen, deren Gebrauch zu diesem Zweck schon Purbach und Regiomontan gekannt haben sollen, von 10 zu 10 Sekunden geteilt. Am Rand waren zwei verschiebbare Visiere angebracht, eins für den obern, das andre für den untern Teil, durch welche der Beobachter nach einer kleinen, im Zentrum des Kreises in einer von O. nach W. gehenden Wand angebrachten Öffnung nach dem Stern sah.
In dem Moment, in welchem er den Stern durch den Meridian gehen sah, gab er einem Gehilfen ein Zeichen, der die Zeit an ein paar Sekunden angebenden Uhren [* 2] beobachtete. Der Unterschied der Durchgangszeiten zweier Sterne gab dann gleich die Differenz ihrer Rektaszensionen, während man am Quadranten die Kulminationshöhen ablas und daraus, durch Abziehen der Äquatorhöhe des Beobachtungsorts, die Deklination fand. Die Verwendung der Uhr [* 3] zur Bestimmung der Rektaszensionsunterschiede ist schon gegen Ende des 15. Jahrh. von Walther in Nürnberg [* 4] versucht worden, indessen wegen des unregelmäßigen Ganges der damaligen Uhren ohne Erfolg; in die astronomische Beobachtungskunst eingeführt worden ist sie vom Landgrafen Wilhelm IV. von Hessen, [* 5] dem gute Uhren seines Gehilfen Byrg zu Gebote standen. Die Mauerquadranten, zum Teil in noch größern Dimensionen als der von Brahe, sind bis gegen Ende des vorigen Jahrhunderts im Gebrauch geblieben, nur wurden sie statt der Absehen mit einem um den Mittelpunkt drehbaren Fernrohr [* 6] versehen.
Die Verbindung des Fernrohrs mit den astronomischen Meßinstrumenten bezeichnet den Anfang einer neuen Periode in der Entwickelung der letztern. Das Fernrohr wurde indessen als Meßinstrument erst brauchbar durch Einsetzung des Fadenkreuzes, d. h. zweier sich rechtwinkelig schneidender feiner Fäden, die in einer durchbrochenen Platte in die Bildebene des Objektivs eingesetzt werden, und deren Kreuzungspunkt eine genaue Einstellung auf den Stern ermöglicht.
Die Anwendung von Fäden im Fernrohr, allerdings zu mikrometrischen Zwecken, ist eine Erfindung des Engländers Gascoigne, der um 1640 mittels zweier durch Schrauben [* 7] verstellbarer Parallelfäden Planetendurchmesser bestimmte. An Winkelmeßinstrumenten wurde das Fernrohr erst 1667 von Azout und Picard eingeführt und zwar mit Fadenkreuz aus Seide [* 8] oder Metalldraht. Die Verwendung von Spinnenfäden wurde 1755 von Fontana vorgeschlagen, aber erst in diesem Jahrhundert allgemein üblich.
Flamsteed hat zuerst einen Mauerquadranten mit Fernrohr konstruieren lassen, an welchem er 1689-1719 mit Benutzung einer Pendeluhr, die inzwischen durch Huygens erfunden worden war, Kulminationshöhen beobachtete, wobei es ihm gelang, den mittlern Fehler bis auf 10 Sekunden zu vermindern, während die Fehler bei Brahe bisweilen bis zu 2 Minuten, bei Ptolemäos aber oft bis auf 10 Minuten stiegen. Englische [* 9] Mechaniker, wie Graham, Sisson, Bird, Ramsden, beschäftigten sich seitdem mit der Herstellung und Vervollkommnung dieses Instruments, und an einem von Bird gefertigten Mauerquadranten von 8 engl. Fuß Halbmesser hat 1750-62 Bradley in Greenwich seine Deklinationsbestimmungen ausgeführt, die bis auf etwa 1 Sekunde genau sind. Zu Rektaszensionsbestimmungen von annähernd gleicher Genauigkeit erwiesen sich indessen diese großen Quadranten als unbrauchbar, und schon Bradleys Amtsvorgänger in Greenwich, Halley, bediente sich dazu des von Römer [* 10] erfundenen Passageinstruments (s. d.) nebst Uhr. Es war nämlich nicht möglich, die schweren nur einseitig befestigten Quadranten dauernd in der Ebene des Meridians zu erhalten.
Auf die Kulminationshöhe hat dies nun keinen Einfluß, weil in der Nähe des Kulminationspunkts die Höhe sich nur ganz unmerklich ändert; wohl aber wird die Zeitbestimmung fehlerhaft. Beim Passageinstrument, bei welchem die genau von O. nach W. gerichtete Drehungsachse an beiden Enden auf festen Pfeilern ruht, ist man gegen jenen Fehler besser gesichert; da dieses Instrument aber keinen genau eingeteilten Vertikalkreis besitzt, so eignet es sich nicht zu Höhenbestimmungen.
Das Einfachste wäre nun wohl gewesen, das Passageinstrument mit einem genau geteilten Vertikalkreis zu versehen, wie dies in der That Römer gethan hat; während bis dahin zwei Personen an zwei verschiedenen Instrumenten beobachteten, hätte dann eine einzige Person an demselben Instrument Deklination und Rektaszension beobachten können. Dieser Gedanke ist aber erst im Anfang dieses Jahrhunderts auf Bessels Anregung von Reichenbach [* 11] mit einer den Ansprüchen der Neuzeit entsprechenden Genauigkeit wieder verwirklicht worden, und aus seinen Händen ist das Hauptinstrument der neuern Sternwarten, [* 12] der Meridiankreis [* 13] (s. d. und [* 1] Fig. 1 der Tafel), hervorgegangen.
Daß man die großen Mauerquadranten so lange beibehielt, hat seinen Hauptgrund darin, daß man Vollkreise von einigen massenbeträchtlichen Dimensionen nicht dauerhaft herzustellen und mit der erforderlichen Genauigkeit zu teilen verstand. Nachdem aber 1768 der Herzog von Chaulnes eine neue Kreisteilungsmethode bekannt gemacht, die seitdem in verschiedenen Modifikationen in Anwendung gekommen ist, wurden diese Schwierigkeiten durch englische und später auch durch deutsche Künstler überwunden. In England trat aber an die Stelle des Mauerquadranten zunächst der Mauerkreis, ein ebenfalls nur einseitig befestigter Vollkreis. Das erste derartige Instrument wurde im Auftrag Maskelynes von Troughton gefertigt und 1812 in Greenwich aufgestellt; es eignete sich aber ebenfalls nur zur Bestimmung der Deklination. Erst 1847 ließ Airy einen Meridiankreis aufstellen.
Einen wesentlichen Fortschritt bildete ferner die Erfindung des achromatischen Fernrohrs durch Dollond (um 1757). Sein Sohn und mehr noch sein Schwiegersohn Ramsden bildeten die neue Erfindung noch weiter aus. Der letztere erwarb sich durch seine mechanischen Instrumente, durch seine prachtvollen, mit größter Genauigkeit geteilten astronomischen Kreise [* 14] den höchsten Ruhm. Gleichzeitig baute Short ausgezeichnete Spiegelteleskope, welche Dollonds Achromate an Lichtstärke weit übertrafen. Gegen Ende des vorigen Jahrhunderts baute William Herschel seine berühmten Spiegelteleskope, die an optischer Kraft [* 15] keinen Rivalen besaßen. Die achromatischen Ferngläser vermochte man bis dahin nur in sehr kleinen Dimensionen herzustellen, weil es nicht gelang, reines, streifenfreies Flintglas zu bereiten. Fraunhofer überwand zuerst die Schwierigkeiten dieser Darstellungsweise und lieferte Achromate, die an Schärfe ¶
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und optischer Kraft mit Herschels Reflektoren konkurrieren konnten, und nach seinem Tod bauten Merz und Mahler die ersten Refraktoren von 36 cm Objektivdurchmesser; gegenwärtig werden sogar noch größere Achromate von diesem berühmtesten aller optischen Institute geliefert, und in neuester Zeit haben Clark u. Söhne zu Cambridge Port in Massachusetts Refraktoren mit Objektiven bis 76 cm Durchmesser gefertigt. Unsre Abbildung [* 16] (Fig. 2 der Tafel) zeigt den großen Refraktor der Straßburger Sternwarte, [* 17] den größten Deutschlands. [* 18]
Ferner hat Foucault Versuche mit Herstellung von großen Spiegelteleskopen gemacht, deren Spiegel [* 19] von Glas [* 20] und auf chemischem Weg versilbert sind. Große Teleskope dieser Art sind namentlich in Frankreich (Marseille, [* 21] Paris, [* 22] Nizza) [* 23] in Gebrauch. Da es nicht möglich ist, auf dem Kreis [* 24] ganz kleine Teile, etwa Sekunden, genau anzugeben, so hat man sich verschiedener Hilfsmittel bedient, um noch Bruchteile der angegebenen kleinsten Teile ablesen zu können. Brahe wandte, wie schon erwähnt, bei seinem Mauerquadranten eine Art Transversalmaßstab an. Ein vollkommneres Instrument ist der Nonius, [* 25] dessen sich auch schon Brahe bediente; in neuerer Zeit ersetzt man ihn durch Mikroskope [* 26] mit verschiebbaren Fäden (vgl. Meridiankreis), die zuerst gegen Ende des vorigen Jahrhunderts von Ramsden gefertigt worden sind. Die Beobachtung der Durchgangszeiten ist ferner wesentlich verbessert worden nicht nur durch zweckmäßigere Konstruktion und sorgfältigere Aufstellung der Uhren, die ihnen Schutz gegen die Einflüsse des Wechsels der Temperatur und des Luftdrucks gewährt, sondern besonders auch durch die Einführung des elektrischen Chronographen, der für astronomische Zwecke zuerst um 1848 in Amerika [* 27] von Walker [* 28] und Bond in Anwendung gebracht worden ist.
Um Höhen nicht bloß im Meridian, sondern in jedem beliebigen Vertikalkreis messen zu können, muß der Höhenkreis des Instruments um eine vertikale Achse drehbar sein; sollen auch noch Horizontalwinkel (Azimute) gemessen werden, so ist noch ein Horizontalkreis erforderlich. Dieser Gedanke findet sich verwirklicht in Brahes »Quadrans maximus«, bei dem der Vertikalkreis indessen durch einen mit Visieren versehenen Quadranten ersetzt ist. Von neuern Instrumenten gehören hierher Theodolit, [* 29] Universalinstrument und Altazimut (s. d. und [* 16] Fig. 3 der Tafel). Ein Fernrohr, das mit einem vertikalen und einem horizontalen Kreis ausgerüstet und dem entsprechend um eine horizontale und eine vertikale Achse drehbar ist, heißt azimutal montiert.
Größere Fernrohre werden in der Regel parallaktisch montiert, d. h. so, daß sie um eine zur Äquatorebene parallele und um eine zur Weltachse parallele Achse drehbar sind, so daß eine gleichmäßige Drehung um die letztere Achse genügt, um mit ihnen einen Stern bei seiner täglichen Bewegung zu verfolgen. Solche Instrumente, Äquatoriale (s. d.) genannt, dienen hauptsächlich zur Messung des gegenseitigen Abstandes benachbarter Sterne und sind zu dem Zweck mit Mikrometern (s. d.) versehen.
Ferner werden sie viel zu astrophysikalischen Beobachtungen verwendet und dann mit photographischen und spektroskopischen Apparaten ausgerüstet. Der genaueste mikrometrische Meßapparat ist das Heliometer [* 30] (s. d. und [* 16] Fig. 4 der Tafel), welches ein selbständiges parallaktisch montiertes Instrument bildet. Die parallaktische Aufstellung ist schon von Scheiner 1620 und später von Römer 1690 als »Machina aequatorea« ausgeführt worden. Instrumente mit einem Kreis, welcher der Ekliptik parallel ist, und einem darauf senkrechten, entsprechend dem antiken Astrolabium, [* 31] kennt die neuere Astronomie [* 32] nicht. Zur Beobachtung von Winkeln in beliebigen Ebenen dient der Spiegelsextant (s. d.), der hauptsächlich zur See Verwendung findet.