Kompass - Funktion, Merkmale und Geschichte

Goldener Kompass auf einer Weltkarte

Die Entwicklung des Kompasses

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  • von Paradisi-Redaktion

Der Kompass ist ein Gerät zur Richtungsbestimmung. Man unterscheidet verschiedene Arten. Ursprünglich wurde er in der Schifffahrt als zusätzliche Navigationsmethode genutzt. Normalerweise zeigt eine Kompassnadel nach Norden; in China wurde einstmals ein Südweiser benutzt. Lesen Sie über die Merkmale und Funktion eines Kompasses und erfahren Sie etwas über dessen Geschichte.

Kompass - Merkmale und Funktion

Als Kompass bezeichnet man ein Instrument, mit dem man eine fest vorgegebene Richtung bestimmen kann. Dabei handelt es sich um eine Himmelsrichtung, Peilrichtung oder beispielsweise einen Navigationskurs.

Seinen Ursprung hat der Kompass in der Schifffahrt. Hier wurde er zur Ergänzung anderer Navigationsmethoden eingesetzt, wie etwa anhand von

  • Wassertiefe
  • Wellengang
  • Strömungen
  • Landmarken
  • Sternen und
  • der Sonne.

Die klassische Variante des Kompasses stellt der Magnetkompass dar. Bei diesem wird die magnetische Nordrichtung bestimmt; dabei macht man sich das Erdmagnetfeld zu Nutze.

In anderen Fällen kommen elektronische Kompasse zur Anwendung. Sie fungieren auf Basis von Fluxgate-Magnetometern oder Hall-Sensoren.

Des Weiteren gibt es Kreiselkompasse, deren Wirkungsweise nicht auf dem Erdmagnetfeld beruht; stattdessen nutzt man die Erdrotation. Dabei bezieht man sich auf die geografische Nord-Süd-Richtung. Sonnenkompasse arbeiten ebenso ohne Magnetfeld.

Handelt es sich um einen Kompass mit Peilvorrichtung, spricht man von "Bussole". Genutzt wird dieser Begriff hierzulande vor allem bei Präzisions-Peilkompassen in der Vermessungstechnik.

Arbeitsweise

Beim klassischen Magnetkompass gibt es einen drehbaren Zeiger. Er bestht aus ferromagnetischem Material. Gelagert wird er in einem Gehäuse.

Oftmals dienen Edelsteine mit abriebsicheren Edelsteinen als Magnetnadelträger. Am Zeiger oder am Gehäuse befindet sich eine Winkelskala.

Der Zeiger hat traditionellerweise eine Nadelform. Möglich sind aber auch Scheiben oder, bei Schiffskompassen üblich, Kugeln.

Besteht eine freie Beweglichkeit in alle Richtungen, richtet sich der Zeiger in die des Erdmagnetfelds. Aus dieser Richtung lässt sich die geografische Nordrichtung schließen.

Die Bewegungen der Nadel werden durch mit Flüssigkeit gefüllte Kompasskapseln gedämpft. Auf diese Weise kann das Ablesen erleichtert werden; Fehler beim Ablesen werden zudem verringert.

Safarihut, Kompass, Fernglas, Fotoapparat auf weißem Hintergrund
Safarihut, Kompass, Fernglas, Fotoapparat auf weißem Hintergrund

Nutzung

Kompasse werden auch in Zeiten moderner GPS-Möglichkeiten gerne noch genutzt. Mit diesem ist man nicht von einer Energiequelle abhängig; hinzu kommt die Tatsache, dass man sich nicht immer blindlings auf die Satelliten verlassen kann. Ein Kompass muss im Gegensatz zum reinen GPS-Gerät auch nicht bewegt werden, um eine Richtung bestimmen zu können.

Als besonders vorteilhaft und manchmal auch nur mit Kompass möglich, erweist sich die Nutzung des Kompasses unter Wasser. Handelt es sich um größere U-Boote, setzt man oft auf die Kombination von Magnet- und Kreiselkompassen.

Navigiert man mit Kompass und Karte, wird in der Regel ein Platten- bzw. Kartenkompass eingesetzt. Das Gehäuse befindet sich in einer durchsichtigen Platte aus Acrylglas, die die Kartenarbeit erleichtert.

Beispiel Wanderkompass

Weit verbreitet ist die Nutzung von Wanderkompassen, im militärischen Bereich auch Marschkompasse genannt. Es handelt sich oftmals um einen handlichen Taschenkompass mit meist einer 360° Gradwinkelrose. Zu den weiteren Bauweisen zählen

  • Linealkompass/Plattenkompass mit drehbarer Kompassdose auf durchsichtiger Grundplatte
  • Spiegelkompass mit klappbarem Spiegel zur gleichzeitigen Beobachten von Zielobjekt und Magnetnadel
  • Linseatischer Kompass mit Lupe zur Ablesung der Gradeinteilung
  • Prismenkompass mit optischem Umlenk- sowie Vergrößerungssystem zur gleichzeitigen Beobachtung von Zielobjekt und Gradeinteilung
  • Spezielle Ausführungen wie Daumenkompass oder Fernglaskompass

Je nach Verwendungstyp unterscheidet man zudem beispielsweise Kartenkompass und Peilkompass.

Nahaufnahme Kompass, blauer Hintergrund
Nahaufnahme Kompass, blauer Hintergrund

Geschichte: Die Entwicklung des Kompasses

Die ersten Kompasse waren Magnetkompasse, die sich am Magnetfeld der Erde orientierten. Sie richteten sich nach dessen Nordrichtung aus, so dass sich alle anderen Himmelsrichtungen ableiten ließen. Später kamen andere Kompassarten hinzu.

Der nasse Kompass

Erste Erkenntnisse über die Besonderheiten des Erdmagnetfeldes wurden in Europa in der Antike erzielt. In China weiß man davon seit der Zeit der Streitenden Reiche.

Dort wurde zunächst ein Magnetkompass-Modell entwickelt, dessen schwimmende Nadel Richtung Süden zeigte. Dies war der Beginn für die Entstehung weiterer Kompassformen, die zusätzliche diverse Einteilungen erhielten. Die Chinesen sprachen im 11. Jahrhundert von Erdzweigen, die mit 64 Himmelsrichtungen gleichzusetzen waren.

Auch in Europa gab es den sogenannten nassen Kompass, der insbesondere in der Seefahrt zum Einsatz kam. Der Engländer Alexander Neckam erwähnte ihn um 1187. Wahrscheinlich hat die Entwicklung des europäischen Kompasses nichts mit dem aus China gemein. Weitere 100 Jahre später ließ sich der nasse Kompass bei den Arabern belegen.

Der trockene Kompass

Im Jahr 1269 erfand man den trockenen Kompass. Die Magnetnadel schwamm nicht mehr im Wasser, sondern bewegte sich auf einem Stift.

Seinen Ursprung hatte auch er in der Seefahrt. Sein vermeintlicher Erfinder war Flavio Gioia, der aus der italienischen Stadt Amalfi stammte. Ende des 13. Jahrhunderts kam in der Seefahrt die Windrose hinzu.

Kombination

Lenkrad, Kompass, Seil auf Segelboot
Lenkrad, Kompass, Seil auf Segelboot

Die Kombination von trockenem Kompass und Windrose spiegelte sich in einem stationären Gerät, welches um 1400 von den Europäern in Schiffen verbaut wurde. Ab sofort war eine viel präzisere Navigation möglich. Der heutzutage eher als Maler des 15. Jahrhunderts bekannte Ingenieur Leonardo da Vinci erkannte eine weitere Verbesserung in der Aufhängung des Kompasskastens in einer Kardanischen Konstruktion.

Um 1600 konnte sich diese Idee in ganz Europa durchsetzen, was der europäischen Seefahrt zu großem technischen Fortschritt verhalf. In China kam der trockene Kompass erst im 16. Jahrhundert auf.

Man übernahm ihn aus Spanien und Portugal. Außerdem war der Kompass bereits im 13. Jahrhundert Orientierungshilfe im Bergbau.

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Neben dem Nordpol, mit dem wir den nördlichsten Punkt unserer Erde bezeichnen, gibt es noch drei weitere, so einmal den arktischen geomagnetischen Pol, den Nordpol der Unzugänglichkeit und den arktischen Magnetpol. Der arktische Magnetpol befindet sich auf Wanderschaft, so dass auch die Kompassnadel sich dementsprechend anders verhält als noch vor Jahrzehnten.

Im Jahr 2050 vermutlich in Sibirien

Der arktische Magnetpol wurde am 1. Juni 1831 von James Clark Ross in der Nähe vom Kap Adelaide auf der Boothia-Halbinsel in Kanada entdeckt. Seitdem bewegt er sich also immer mehr in Richtung Russland und man schätzt, dass er im Jahr 2050 Sibirien erreicht hat.

Auswirkungen der Wanderung

Doch was für Auswirkungen hat denn diese Wanderschaft eigentlich? Da in allen Navigationssystemen der Kompass eine wichtige Rolle spielt, wandert auch die Kompassnadel und somit verändert sich die Richtung. Dadurch mussten jetzt erstmalig auf einem Flughafen in den USA die Bezeichnungen der Landebahnen geändert werden.

Aber auch auf einem Flughafen in England bei London hatte man im letzten Jahr auf den Schildern die Anflugrichtungsangaben geändert. Diese stehen in einem Verhältnis zum magnetischen Pol, das heißt bei einer Richtung von 183 Grad steht auf dem Schild eine "18", bei 186 Grad eine "19", so wissen dann die Piloten welche Bahn sie anfliegen müssen. Mittlerweile richten sich die Piloten aber nicht mehr nach dem Kompass, sondern navigieren mittels GPS-Satellitensignalen.

Übrigens liegen auf der Nordhalbkugel der geografische Nordpol, den der Amerikaner Robert Peary am 6. April 1909 als erster Mensch erreichte, und der nördliche Magnetpol etwa 500 Kilometer voneinander entfernt. Auf der südlichen Halbkugel ist die Entfernung zwischen dem Südpol und dem antarktischen Magnetpol noch größer, nämlich 2500 Kilometer, doch bewegt sich der südliche Magnetpol nur wenig.

US-amerikanische Forscher von der Oregon State University haben die Wanderungsbewegungen von Rotlachsen untersucht. Die Forscher wollten wissen, wie es die Tiere schaffen, an ihrem Lebensende den Weg zurück in ihre Heimat zu finden. Die Fische legen tausende Kilometer zurück, um in ihre Geburtsorte zurückzukehren und dort zu laichen.

Erdmagnetfeld zur Orientierung

Bei ihrer Heimkehr orientieren sich die Fische am Erdmagnetfeld, wie die Forscher aus der Auswertung von Fischereidaten der Pacific Salmon Commission von 1953 bis 2008 schlossen. Aus den Fischereidaten konnten die Forscher den Weg der Lachse, vom Golf von Alaska bis zu ihrem Heimatfluss Fraser im Südwesten Kanadas, nachvollziehen.

Das GPS-Navigationssystem der Fische

Die Lachse prägen sich den Wissenschaftlern zufolge das Magnetfeld ein, wenn sie als Jungtiere ins offene Meer schwimmen. Dadurch sind sie jederzeit in der Lage, ihre Position zu bestimmen und bestimmte Orte wiederzufinden, vergleichbar mit einem GPS-Navigationssystem in einem Auto. Dass die Fische zuweilen unterschiedliche Rückreiserouten wählen, liegt an natürlichen Veränderungen des Erdmagnetfelds sowie an Temperaturschwankungen im Wasser.

Mit den neuen Erkenntnissen hoffen die Forscher zukünftig die Reisewege der Lachse vorhersagen zu können. Sie konnten bisher allerdings nicht enträtseln, wie die Fische es schaffen, sich das Erdmagnetfeld zu merken.

Die Wikinger waren seinerzeit auf allen nördlichen Meeren unterwegs, so segelten sie Tausende Kilometer bis nach Island und Grönland sowie auch Nordamerika. Doch wie haben die Seemänner dies ganz ohne Kompass geschafft?

Schon seit langer Zeit hat man vermutet, dass sie dabei einen Sonnenstein benutzten. Forscher haben nun in einem alten Schiffswrack aus dem 16. Jahrhundert einen solchen Stein gefunden, der aus dem Mineral Kalzit oder Calcit besteht. Dieser Stein besitzt die Eigenschaft, dass er das Sonnenlicht in zwei Strahlen spaltet, was auch bei schwachem Sonnenlicht mit Wolken und sogar kurz nach Sonnenuntergang noch möglich ist. Dadurch konnten sich die Seemänner auf dem Meer nach dem Stand der Sonne orientieren.

In Skandinavien, wo die Wikinger herkamen, gibt es vielfach dieses Mineral, das man auch als Doppelspat bezeichnet.

Bekanntermaßen geht die Sonne im Osten auf, wandert im Verlauf des Tages über Süden und geht schließlich im Westen unter, sodass man sie im Norden nie sieht. Doch wie kann man diese vier Himmelsrichtungen ohne Kompass oder Karte möglichst genau bestimmen?

Bei Nacht helfen die Sternbilder

Am besten gelingt dies mit Hilfe der Sternbilder am Nachthimmel, wie beispielsweise dem "Großen Bär" oder dem "Großen Wagen". Letzterer ähnelt einem viereckigen Kasten mit Griff, dessen beide Sterne man durch eine gedachte Linie verbindet und fünfmal in die gleiche Richtung nach oben verlängert. An diesem Punkt stößt man auf den sehr hell leuchtenden Polarstern, der einem ziemlich genau die nördliche Himmelsrichtung angibt.

Bei Tag nutzt man Satellitenschüsseln oder Kirchtürme

Tagsüber kann man daneben nach montierten Satellitenschüsseln Ausschau halten, welche hierzulande nach Süden beziehungsweise Süd-Süd-Ost zeigen. Bei sehr alten Kirchen lohnt sich zudem ein Blick auf den Altar, der meistens in Richtung Osten steht, womit der Kirchturm die westliche Himmelsrichtung angibt.

Kompass- oder Stachellattich als Alternative

Sollte taqsüber weder eine Satellitenschüssel noch eine Kirche aufzufinden sein, sucht man in der Natur am Wegesrand nach dem Kompass- oder Stachellattich. Diese zur Familie der Korbblütler angehörigen Pflanze hat die bemerkenswerte Eigenschaft, dass sich ihre Blätter nach der Sonne drehen, sodass die Blattspitzen meistens in Nord-Süd-Richtung zeigen. Durch diese optimale Blattstellung verliert sie nicht zu viel Wasser durch Verdunstung, da die Sonne nur in den Morgen- und Abendstunden auf die Blattflächen trifft.

Grundinformationen und Hinweise zu Kompassen

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  • Bildnachweis: Timone e bussola © lebanmax - www.fotolia.de

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Paradisi-Redaktion - Artikel vom (zuletzt überarbeitet am )

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