Армілярна сфера є зборами кіл, що зображують найважливіші дуги небесної сфери. Вона має на меті зобразити відносне положення екватора, екліптики, горизонту та інших кіл. Найцікавіші інструменти, за допомогою яких у минулому вивчали космос

Небесні світила цікавили людей з незапам'ятних часів. Ще до революційних відкриттів Галілея та Коперника астрономи робили неодноразові спроби з'ясувати закономірності та закони руху планет та зірок і використовували для цього спеціальні інструменти. Інструментарій стародавніх астрономів був настільки складний, що сучасним вченим знадобилися роки, щоб розібратися в їхньому пристрої.

1. Календар з Уоррен Філда

Календар Уоррен Філд.

Хоча дивні поглиблення на полі Уоррен виявили з повітря ще 1976 року, тільки 2004 року було визначено, що це давній місячний календар. Як вважають науковці, знайдений календар близько 10 000 років. Він виглядає як 12 заглиблень, розташованих по дузі 54 метри. Кожна лунка синхронізована з місячним місяцем у календарі, причому з поправкою на місячну фазу. Дивно також те, що календар в Уоррен Філд, побудований за 6000 років до Стоунхенджа, орієнтований на точку сонячного сходу в день зимового сонцестояння.

2. Секстант Аль-Худжанді у розписі

Секстант Аль-Худжанді у розписі.

Збереглося дуже мало відомостей про Абу Махмуд Хамід ібн аль-Хідр Аль-Худжанді, крім того, що він був математиком та астрономом, який жив на території сучасних Афганістану, Туркменістану та Узбекистану. Також відомо, що він створив один із найбільших астрономічних інструментів у 9-10 століттях. Його секстант було зроблено у вигляді фрески, розташованої на 60-градусній дузі між двома внутрішніми стінами будівлі. Ця величезна 43-метрова дуга була поділена на градуси. Мало того, кожен градус був з ювелірною точністю розділений на 360 частин, що зробило фреску точним сонячним календарем. Над дугою Аль-Худжанді розташовувалась куполоподібна стеля з отвором посередині, крізь яке сонячні промені падали на стародавній секстант.

3. Вольвелли та зодіакальна людина

Вольвелли та зодіакальна людина.

У Європі на рубежі 14-го століття вченими та лікарями використовувався досить дивний різновид астрономічних інструментів – вольвели. Вони виглядали як кілька круглих аркушів пергаменту з діркою в центрі, накладені один на одного. Це дозволяло переміщати кола, щоб розрахувати всі необхідні дані - від фаз Місяця до становища Сонця Зодіаку. Архаїчний гаджет крім своєї основної функції також був символом статусу – тільки найбагатші люди могли мати вольвелу.

Також середньовічні лікарі вірили, що кожна частина людського тіла керується своїм сузір'ям. Наприклад, голову відповідав Овен, а й за геніталії – Скорпіон. Тому для діагностування лікарі використовували вольвели, щоб розрахувати поточне положення Місяця та Сонця. На жаль, вольвели були досить крихкими, тому збереглися лише небагато з цих стародавніх астрономічних інструментів.

4. Стародавній сонячний годинник

Стародавні сонячний годинник.

Сьогодні сонячний годинник служить хіба що для прикраси садових галявин. Але колись вони були необхідні для відстеження часу та руху Сонця небом. Один із найстаріших сонячних годинників був знайдений у Долині царів у Єгипті. Вони датуються 1550 – 1070 роками до н.е. і є круглий шматок вапняку з намальованим на ньому півколом (розділеним на 12 секторів) і отвором у середині, в який вставлявся стрижень, що відкидає тінь. Незабаром після виявлення єгипетського сонячного годинника, подібних було знайдено в Україні. Вони були поховані з людиною, яка померла 3200 - 3300 років тому. Завдяки українським годинникам вчені дізналися, що цивілізація Зрубна мала знання геометрії і вміла вираховувати широту і довготу.

5. Небесний диск із Небри

Небесний диск із Небри.

Названий на ім'я німецького міста, де його знайшли в 1999 році, «небесний диск з Небри» є найстарішим зображенням космосу, коли-небудь знайденим людиною. Диск був похований поруч із долотом, двома сокирами, двома мечами та двома кольчужними наручами близько 3600 років тому. На бронзовому диску, вкритому шаром патини, були золоті вставки, що зображають Сонце, Місяць та зірки з сузір'їв Оріон, Андромеда та Кассіопея. Ніхто не знає, хто зробив диск, але розташування зірок говорить про те, що творці були розташовані на тій самій широті, що й Небра.

6. Астрономічний комплекс Чанкільйо

Астрономічний комплекс Чанкін.

Давня астрономічна обсерваторія Чанкільо в Перу є настільки складною, що її справжнє призначення було виявлено лише у 2007 році за допомогою комп'ютерної програми, призначеної для вирівнювання сонячних панелей. 13 веж комплексу збудовані по прямій лінії завдовжки 300 метрів уздовж пагорба. Спочатку вчені думали, що Чанкільйо - фортифікаційні споруди, але для форту це було неймовірно погане місце, оскільки в ньому не було ні оборонних переваг, ні проточної води, ні джерел прожитку.

Але потім археологи зрозуміли, що одна з веж дивиться на точку сходу сонця при літньому сонцестоянні, а інша - на точку сходу сонця при зимовому сонцестоянні. Побудовані близько 2300 років тому вежі є найстарішою сонячною обсерваторією в Америці. За цим давнім календарем досі можна визначити день року з максимум дводенною похибкою. На жаль, величезний сонячний календар із Чанкільйо – це єдиний слід цивілізації будівельників цього комплексу, які передували інкам більш ніж на 1000 років.

7. Зірковий атлас Гігіна

Зірковий атлас Гігіна.

Зірковий атлас Гігіна, також відомий як «Poetica Astronomica», був одним з перших творів із зображеннями сузір'їв. Хоча авторство атласу спірне, він іноді приписується Гаю Юлію Гігіну (римському письменнику, 64 р. до н.е. – 17 р. н.е.). Інші стверджують, що робота має схожість із працями Птолемея.

У будь-якому випадку, коли Poetica Astronomica була перевидана в 1482 році, вона стала першим друкованим твором, в якому були показані сузір'я, а також міфи, зв'язкові з ними. У той час як інші атласи надавали більш конкретну математичну інформацію, яка могла бути використана для навігації, Poetica Astronomica була більш химерною, літературною інтерпретацією зірок та їхньою історією.

8. Небесний глобус

Небесний земної кулі.

Небесний глобус з'явився ще тоді, коли астрономи вважали, що зірки рухаються небом навколо Землі. Небесні глобуси, які були створені, щоб відобразити цю небесну сферу, почали створювати ще давні греки, а перший глобус у формі, аналогічній сучасним глобусам, створили німецький вчений Йоханнес Шенер. На даний момент збереглися лише два небесні глобуси Шенера, які є справжніми витворами мистецтва, що зображають сузір'я в нічному небі. Найстаріший приклад небесного глобуса, що зберігся, датується близько 370 р. до н.е.

9. Армілярна сфера

Армілярна сфера.

Армілярна сфера – астрономічний інструмент, у якому кілька кілець оточують центральну точку – була далеким родичем небесного глобуса. Існували два різні типи сфер - спостережна та демонстраційна. Першим із вчених, хто використовував подібні сфери, був Птолемей. За допомогою цього інструмента можна було визначити екваторіальні чи екліптичні координати небесних тіл. Поряд з астролябією армілярна сфера використовувалася моряками для навігації протягом багатьох століть.

10. Ель-Караколь, Чічен-Іца

Ель-Караколь, Чічен-Іца.

Обсерваторія Ель-Караколь у Чичен-Іці була побудована між 415 та 455 р. н.е. Обсерваторія була дуже незвичайною - у той час як більшість астрономічних інструментів були налаштовані на спостереження за рухом зірок або Сонця, Ель-Караколь (у перекладі "равлик") була побудована для спостереження за рухом Венери. Для майя Венера була священна - буквально все в їхній релігії ґрунтувалося на культі цієї планети. Ель-Караколь, крім того, що був обсерваторією, також була храмом бога Кетцалькоатля.

Астролябія.

Дзеркальний телескоп (рефлектор) І. Ньютона.

Телескоп І. Кеплера.

Гігантський телескоп Я. Гевелія.

Квадрант визначення висот небесних світил.

40-футовий телескоп-рефлектор В. Гершеля.

Телескоп-рефлектор із діаметром дзеркала 2,6 м Кримської астрофізичної обсерваторії.

Вся історія астрономії пов'язана із створенням нових інструментів, що дозволяють підвищити точність спостережень, можливість вести дослідження небесних світил у діапазонах електромагнітного випромінювання (див. Електромагнітне випромінювання небесних тіл), недоступних неозброєному оку.

Першими ще в давнину з'явилися кутомірні інструменти. Найдавніший із них - це гномон, вертикальний стрижень, що відкидає сонячну тінь на горизонтальну площину. Знаючи довжину гномона та тіні, можна визначити висоту Сонця над горизонтом.

До старовинних кутомірних інструментів належать і квадранти. У найпростішому варіанті квадрант – плоска дошка у формі чверті кола, поділеного на градуси. Навколо його центру обертається рухома лінійка із двома діоптрами.

Широке поширення в давній астрономії набули армілярні сфери - моделі небесної сфери з її найважливішими точками та колами: полюсами та віссю світу, меридіаном, горизонтом, небесним екватором та екліптикою. Наприкінці XVI ст. кращі за точністю та витонченістю астрономічні інструменти виготовляв датський астроном Т. Браге. Його армілярні сфери були пристосовані для вимірювання як горизонтальних, і екваторіальних координат світил.

Корінний переворот у методах астрономічних спостережень стався 1609 р., коли італійський вчений Г. Галілей застосував для огляду неба зорову трубу і зробив перші телескопічні спостереження. У вдосконаленні конструкцій телескопів-рефракторів, що мають лінзові об'єктиви, великі досягнення належать І. Кеплеру.

Перші телескопи були вкрай недосконалі, давали нечітке зображення, пофарбоване райдужним ореолом.

Позбутися недоліків намагалися, збільшуючи довжину телескопів. Однак найбільш ефективними та зручними виявилися ахроматичні телескопи-рефрактори, які почали виготовлятися з 1758 Д. Доллондом в Англії.

Для фотографічних спостережень використовуються астрографи.

Для астрофізичних досліджень потрібні телескопи зі спеціальними пристроями, призначеними для спектральних (об'єктивна призма, астроспектрограф), фотометричних (астрофотометр), поляриметричних та інших спостережень.

Створено інструменти, що дозволяють вести спостереження небесних тіл у різних діапазонах електромагнітного випромінювання, зокрема й у невидимому діапазоні. Це радіотелескопи та радіоінтерферометри, а також інструменти, що застосовуються в рентгенівській астрономії, гамма-астрономії, інфрачервоній астрономії.

Для спостережень деяких астрономічних об'єктів розроблено спеціальні конструкції інструментів. Такими є сонячний телескоп, коронограф (для спостережень сонячної корони), кометошукач, метеорний патруль, супутникова фотографічна камера (для фотографічних спостережень супутників) та багато інших.

Важливий прилад, необхідний для спостережень, - астрономічний годинник.

Під час обробки результатів астрономічних спостережень використовуються суперкомп'ютери.

Істотно збагатила наші уявлення про Всесвіт радіоастрономія, що зародилася на початку 30-х рр. ХХ ст. нашого сторіччя. У 1943 р. радянські вчені Л. І. Мандельштам та Н. Д. Папалексі теоретично обґрунтували можливість радіолокації Місяця. Радіохвилі, послані людиною, досягли Місяця і, відбившись від нього, повернулися на Землю. 50-ті роки. XX ст. - Період надзвичайно швидкого розвитку радіоастрономії. Щорічно радіохвилі приносили з космосу нові дивовижні відомості про природу небесних тіл.

Сьогодні радіоастрономія використовує найчутливіші приймальні пристрої та найбільші антени. Радіотелескопи проникли в такі глибини космосу, які поки що залишаються недосяжними для звичайних оптичних телескопів. Перед людиною відкрився радіокосмос - картина Всесвіту в радіохвилях.

Астрономічні інструменти спостережень встановлюють на астрономічних обсерваторіях. Для будівництва обсерваторій вибирають місця з гарним астрономічним кліматом, де досить багато ночей з ясним небом, де атмосферні умови сприяють отриманню хороших зображень небесних світил у телескопах.

Атмосфера Землі створює значні перешкоди при астрономічних спостереженнях. Постійний рух повітряних мас розмиває, псує зображення небесних тіл, у наземних умовах доводиться застосовувати телескопи з обмеженим збільшенням (зазвичай, лише у кілька сотень разів). Через поглинання земної атмосферою ультрафіолетових та більшої частини довжин хвиль інфрачервоного випромінювання втрачається величезна кількість інформації про об'єкти, що є джерелами цих випромінювань.

У горах повітря чистіше, спокійніше, і тому умови вивчення Всесвіту там сприятливіші. З цієї причини ще з кінця ХІХ ст. всі великі астрономічні обсерваторії споруджувалися на вершинах гір чи високих плоскогір'ях. У 1870 р. французький дослідник П. Жансен використовував для спостережень Сонця повітряну кулю. Такі спостереження проводять і в наш час. У 1946 р. група американських вчених встановила спектрограф на ракету та відправила її у верхні шари атмосфери на висоту близько 200 км. Наступним етапом заатмосферних спостережень було створення орбітальних астрономічних обсерваторій (ВАТ) на штучних супутниках Землі. Такими обсерваторіями були радянські орбітальні станції «Салют». В даний час успішно експлуатується космічний телескоп "Хаббл".

Орбітальні астрономічні обсерваторії різних типів та призначень міцно увійшли до практики сучасних досліджень космічного простору.

1. Календар з Уоррен Філда

2. Секстант Аль-Худжанді у розписі

3. Вольвелли та зодіакальна людина

4. Стародавній сонячний годинник

5. Небесний диск із Небри

6. Астрономічний комплекс Чанкільйо

7. Зірковий атлас Гігіна

8. Небесний глобус

9. Армілярна сфера

10. Ель-Караколь, Чічен-Іца

Для тих, хто мріє відкрити для себе світ небесних світил, корисний буде, здатний навчити будь-якого новачка премудростям астрономії.

Найпростіші астрономічні інструменти.

Цікаво, що майже у всіх початківців любителів астрономії несвідомо склалася думка, що перший прилад з астрономії, який вони повинні мати, — це хоча б невеликий телескоп, або щось подібне, бінокль чи монокуляр. Але астрономи знали й менш «примітивних» помічників у своїй праці, ніж біноклі та телескопи, і ці помічники й нині можуть зіграти свою корисну роль при аматорських спостереженнях, хай і своєрідну та невелику (та й зараз професіонали-астрономи все ще користуються механізмами цих приладів). , оснащують ними телескопи для точності, і використовують все для того ж визначення кутів на небесній сфері).

До 1611 року, до знаменного року винаходу телескопа всім достославним Галілео Галілеєм (або кимось ще раніше, але все одно він був першим, який використовував телескоп для серйозних астрономічних спостережень), астрономи користувалися всякими розкресленими на градуси в прямому значенні дерев'яними паличками квадратиками та кружальцями великих та малих розмірів. Це були всякі там астрономічні палиці, висотоміри, секстанти, квадранти та триквіти.

Ними користувалися давньогрецькі астрономи (а вони майже всі ці інструменти вперше і створили), і Аристарх, і Гіппарх, і Птолемей, і в середні віки арабські астрономи довели їх до досконалості. Використовувалися ці прилади для розв'язання задач найранішого розділу астрономії, що зародився, — астрометрії, що займається питаннями над небесними світилами «Де, коли, і що» — для розрахунку положень світил на небесній сфері, відстаней між зірками, визначенню по небу часу, і тому вони і називаються кутомірними інструментами.

Як і всі прилади вони вимагали більшої точності, і їх і робили для цього якомога більшими, а в арабських астрономів вони стали справжніми громадинами, так квадранти досягали радіусу 60 м, а Микола Коперник за допомогою таких приладів визначає координати планет і розраховує по них уже свою геліоцентричну систему, користувався приладами, що набагато перевищують його зростання. Але не обов'язково було завжди робити такі гіганти, для багатьох завдань підходили і маленькі прилади. І звичайно ж, такі прилади (нехай і стануть вони у вас найпершими — чи новими помічниками, якщо вже у вас є бінокль чи телескоп, робити їх набагато простіше за найпростіший телескоп), по силі зробити їх будь-якому любителю астрономії, людині.

Основні матеріали для цього знайдуться у всіх: дерево, пила, і транспортир... І добре, з ними можна і робити багато корисного, вони хороші помічники в тих же візуальних спостереженнях метеорів, вони допомагають точніше, краще та зручніше визначити координати метеора, положення сріблястих хмар (які також спостерігаються переважно візуально), зовсім новачкам у спостереженнях зоряного неба допоможуть легше зрозуміти сенс ефемерид і знайти самим на небі планети, зрозуміти структуру та визначення початкових теорій небесної сфери.

До того ж і просто приємно виявити себе в душі якимсь древнім астрономом, відчути на собі луну далекого минулого, подивитися на небо очима древнього грека, араба з спекотних пустель, Улугбека, Коперника чи Тихо Бразі! А нижче — хай і деякі кутомірні інструменти, і як їх робити, що я назбирав із усякої астролітератури, якої вже й не пам'ятаю. Багато чого спорудив сам, бачачи лише десь картинку якогось історичного кутомірного інструменту.

Астролябія:

Природно ж спрощеніша, ніж древній предок, вирішує набагато менше завдань. Так було в трактаті арабського астронома Х в. ас-Суфі перераховувалося 1000 способів використання астролябії! Ця астролябія допоможе вимірювати горизонтальні кути азимутів світил. Для її виготовлення необхідно мати: Диск із багатошарової фанери, текстоліту або оргскла. Діаметр диска такий, щоб у ньому розмістилася кругова шкала (лімб) з транспортира і її залишалося б вільне полі 2-3 див.
Транспортир, найкраще з тих, що є, побільше.

Візирна планка. Виготовляється з площини латуні або дюралюмінію шириною 2-3 см, і довжиною, що перевищує діаметр диска на 5-6 см. кінці смужки, що виступають за край диска, вигніть під прямим кутом вгору і пропиляйте в них довгасті або кругові отвори. На горизонтальній планці симетрично центру проробіть дві великі широкі прорізи, щоб через них було видно лімб транспорту, що градується. Середину візирної планки прикріпіть до центру диска за допомогою болта, шайб і гайок, щоб вона оберталася в горизонтальній площині. На візирну планку до центру прикріпіть компас.

При спостереженнях спрямовуйте візирну планку на світло так, щоб воно було видно крізь бічні прорізи планки. Відношення градусної міри транспортира до планки (видну через поперечний проріз планки, через те, що «ближче» до світила) до стрілки півночі компаса і буде азимутом світила.

Як знайти самому азимут, висоту та зенітну відстань:

Та взагалі, не важко здогадатися, що виміряти самому висоту і азимут світила можна і за допомогою транспортира. Але як його покласти, щоб він бачив кола небесної сфери? Один із найпростіших інструментів для цього — висотомір, з яким ми й познайомимося зараз. Висотомір складається з якомога більшого (ну, і не метрового звичайно - важко буде робити!) транспортира, що містить 1800. З центру кола А транспортира і перпендикулярно його радіусу (розділяє наш транспортир на дві рівні частини) встановлюється лінійка (або рейка) такої довжини щоб вона в 3-4 рази перевершувала радіус транспортира. А в центр транспортира пригвинчують шарнір, а до нього мотузок із вантажем, так, щоб мотузок був тонкий, а вантаж його не порвав.

Якщо мотузка в точці скріплення проходить вздовж лінійки, то вона прикріплена правильно. До транспортира, вище лінії 0-1800 його шкали і паралельно їй встановлюють ще візири, з тривигнутої (як астролябії) планки, середня сторона якої дорівнює діаметру транспортира, інші (бічні) рівні один одному, і в точці перетину діагоналей цих квадратів або прямокутників проробіть дірки-кола діаметром 3-5 мм. Протилежний кінець лінійки перпендикулярно до центру прикріпіть до не дуже товстої дощечки так, щоб вона без вагань тримала лінійку до свого кріплення, і щоб лінійка оберталася навколо свого центру, а цей центр вставляється в центр кола ще одного транспортира, цього разу на повне коло ( 3600). Внизу до лінійки прикріпіть якусь стрілку, щоб та виходила з цього центру транспортира і «діставала» до зовнішнього краю.

Також до дошки бажано прикріпити компас, для вказівки півдня, від якого відраховуються астрономічні азимути. Прилад перед початком спостережень встановлюють так, щоб дошка перебувала нерухомо і по горизонталі, а нижній транспортир на 00 шкали по компасу спрямований на південь, частина від 0 до 1800 спрямована на схід, інша на захід. При вимірі азимуту та висоти світила (вимірюються одночасно!) ми направляємо на нього візири так, щоб крізь них воно було видно, і звичайно, центр обертання А (для відрахування висоти) прямує зверху вниз, а в місці кріплення до дошки вправо-ліворуч. Таким чином, отримавши зображення шуканого світила у візирі ми побачимо, що верхній транспортир нахилений під певним кутом, позначеним на шкалі мотузкою, і є висота h світила, а стрілка до нижнього транспортиру покаже значення азимуту. Зенітну відстань z можна легко дізнатися за формулою z + h = 900.

Кути між світилами:

Т. зв. астрономічні граблі - найпростіший варіант кутомірного приладу, складається з двох дерев'яних лінійок (наприклад, по 60 см завдовжки), скріплених у формі букви Т. На кінці лінійки, протилежно перекладині, зміцнюється візир. На перекладині по дузі кола 57,3 див (побудувати можна з допомогою шнура) з інтервалом 1 див (чи 0,5 див) вбиваються гвоздики. Центром кола є візир. При інтервалі розбиття гвоздиків 1 см відповідає кут 1 градус на небесній сфері, при 0,5 см кут півградуса. За допомогою цього нехитрого інструменту можна проводити регулярні (скажімо, щовечора в один і той же час) виміри кутових відстаней планет і Місяця щодо деяких «опорних» зірок і тим самим встановлювати особливості руху згаданих світил на небесній сфері.

Інший прилад так і називається кутомірним інструментом. Складається він з прямокутного шматка дерева 35×20 см. З одного з його сторін нерухомо прикріплена рейка (або лінійка) довжиною 60 см. У протилежному кінці рейки прикріплюється інша така, щоб вона оберталася навколо центру кріплення. По обох кінцях рейок паралельно прикріплюються візири. На дошці, аналогічно астрономічним граблям, окреслено дугу радіусом 57,3 см, на ній нанесено шкалу градусів.

При спостереженнях зазвичай візири однієї рейки спрямовують на зірку, нерухому — на планету. Отримана на шкалі відстань кінців рейок і є їхня кутова відстань. За допомогою цих приладів можна знаходити горизонтальні координати світила. Так, знайшовши південь (відзначивши його по компосу) ми від нього відміряємо відстань до світила, і за шкалою, що градує, отримаємо його азимут. Відклавши від світила прямий і точний напрямок на горизонт, отримаємо його висоту, а зеніту — його зенітну відстань. Подумайте, як тоді треба розмістити прилади щодо горизонту та вертикалі.

та інструменти навігації

Армілярна сфера

Астролябія

Квадрант

Секста́нт

Хронометр морський

Морський компас

Універсальний інструмент

Армілярна сферає збори кіл, що зображують найважливіші дуги небесної сфери. Вона має на меті зобразити відносне положення екватора, екліптики, горизонту та інших кіл.

Астролябія(Від грецьких слів: άστρον - світило і λαμβάνω - беру), планисфера, аналема - кутомірний снаряд, що використовується для астрономічних та геодезичних спостережень. А. застосовувалася Гіппархом для визначення довгот та широт зірок. Вона складається з кільця, яке встановлювалося в площині екліптики, і перпендикулярного до нього кільця, на якому відраховувалася широта світила, що спостерігається, після того як на нього були наведені діоптри інструменту. По горизонтальному колі відраховувалася різниця довгот між даним світилом у якомусь іншому. У пізніший час А. була спрощена, в ній було залишено лише одне коло, за допомогою якого мореплавці відраховували висоту зірок над горизонтом. Коло це підвішувалося на кільці у вертикальній площині, і за допомогою алідади, з діоптрами, спостерігалися зірки, висота яких відраховувалася на лімбі, до якого згодом прироблявся ноніус. Пізніше замість діоптр стали вживати зорові труби, і, поступово вдосконалюючись, А. перейшла в новий тип інструменту - теодоліт, який і вживається тепер у всіх випадках, коли потрібна деяка точність вимірювань. У землемірному мистецтві А. ще продовжує застосовуватися, де за досить ретельного градуювання вона дозволяє вимірювати кути з точністю до хвилин дуги.

Гномон (др.-грец. γνώμων - покажчик) - найдавніший астрономічний інструмент, вертикальний предмет (стела, колона, жердина), що дозволяє за найменшою довжиною його тіні (полудень) визначити кутову висоту сонця.

Квадрант(Лат. quadrans, -antis, від quadrare - зробити чотирикутним) - астрономічний інструмент, для визначення зенітальних відстаней світил.

Октант(у морській справі – октан) – кутомірний астрономічний інструмент. Шкала октанта складає 1/8 частину кола. Октант застосовувався у морській астрономії; Майже вийшов із вживання.

Секстант(Секстан) - навігаційний вимірювальний інструмент, що використовується для вимірювання висоти світила над горизонтом з метою визначення географічних координат тієї місцевості, в якій проводиться вимірювання.

Квадрант, октант та секстантвідрізняються лише часткою кола (четверта, восьма і шоста частина відповідно). В іншому це той самий прилад. Сучасний секстант має оптичний візир.

Астрономічний компендіум

є набір невеликих інструментів для математичних розрахунків в єдиному футлярі. Він забезпечував користувачеві безліч варіантів у готовому форматі. То справді був не дешевий набір і, очевидно, вказував на багатство власника. Цей складний експонат був виготовлений Джеймсом Кінвіном для Роберта Деверю, другого графа Ессекса (1567 – 1601), чия зброя, гребінь шолома та девіз вигравірувана на внутрішній стороні кришки. До компендіуму входять пасажний інструмент для визначення часу ночі за зірками, перелік широт, магнітний компас, перелік портів і гаваней, вічний календар та місячний покажчик. Компендіум міг використовуватися визначення часу, висоти припливу в портах, і навіть календарних розрахунків. Можна сказати, що це древній мінікомп'ютер.