Gök Cisimlerinden Yararlanarak Açık Denizde Seyrin Tarihi
Denizcilik tarihinin en erken dönemlerinden bu yana insanlar, denizde seyir güvenliğini sağlamak ve uzak mesafelere ulaşmak için doğanın sunduğu işaretlerden yararlandılar. GPS (Küresel Konumlanma Sistemi) ve Elektronik Deniz Haritaları gibi modern elektronik seyir imkanlarının olmadığı o dönemlerde, açık denizlere açılmak büyük bir bilgi birikimi, gözlem yeteneği ve deneyim gerektiriyordu.
Antik çağ denizcileri, güneş, ay, gezegenler, yıldızlar, rüzgar rejimleri (*), kıyı şekilleri (**), dalga yönleri ve şekilleri (***), bulut formasyonları ve kuş davranışları (****), deniz dibinin ve suyun özellikleri (*****), ışık ve ateş kuleleri (******) gibi çevresel unsurları ustalıkla kullanmak suretiyle karmaşık rotaları takip ederek deniz aşırı ticaret yapabiliyor ve okyanus ötesinde yeni yerler keşfedebiliyorlardı.
(*) Örneğin; Atlantikte Ticaret rüzgarları, Hint Okyanusunda Muson rüzgarları, Fransa’da Mistral, Akdeniz’de Meltem/Etezyen rüzgarları gibi.
(**) Örneğin; Akdeniz gibi karmaşık kıyı yapılarındaki Dağ siluetleri, Burun uzanışı, Koy ve Körfez şekilleri gibi.
(***) Örneğin; Dalgaların geliş yönü, rüzgarla uyumu veya uyumsuzluğu ve yansıyan dalga modelleri gibi.
(****) Örneğin; Sabah saatlerinde ada/kara üstlerinde/yakınlarında oluşan kümülüs bulutları, fırtına kuşu, yelkovan gibi belirli bazı kuş türlerinin uçuş yönleri ve davranış biçimleri gibi.
(*****) Örneğin; Karaya oturma riskinin yüksek olduğu sığ bölgelerde deniz suyunun rengindeki değişiklikler, iskandil ile tabandan toplanan örneklerdeki kum, yosun ve kayalık dağılımının görsel ipuçları gibi.
(******) Örneğin; MÖ 7. Yüzyılda Sigeon’da inşa edilen Kumkale/Çanakkale Feneri, MÖ 3. yüzyılda inşa edilen İskenderiye Feneri, MS 1-2 Yüzyılda İspanya’nın Atlantik kıyılarında inşa edilen ve halen korunan Roma Feneri/Hercules Kulesi, Rodos Adasında Antik Dünyanın 7 Harikasından biri olan ve ayni zamanda bir Fener görevi yapan Bronz Helios Heykeli gibi.
Antik Dünyada denizciliğin öncelikle Akdeniz’de Yunanlılar, Romalılar ve Fenikeliler ile Uzak Doğu’da Polinezya kültüründe hayli geliştiği anlaşılıyor. Gök cisimlerinden yararlanarak açık denizde seyrin ilk bilimsel temellerini Yunanlılar ve Romalılar atarken, Fenikelilerin çok daha önceleri Akdeniz’i aşıp Atlantik’e çıktıkları, hatta Britanya kıyılarına ulaştıkları düşünülüyor. Daha da eski çağlarda Doğu Asyalı atalara sahip Polinezya yerlilerinin ilkel salları ile Pasifik Okyanusunda insanlık tarihinin en etkileyici açık deniz seyir başarıları gösterdiğini ve Hawai, Tahiti, Vanuatu, Markizler, Yeni Zelanda gibi binlerce adaya ulaşıp oralara yerleştiğini öğreniyoruz.
Navigasyon Terimin Kökeni
Navigasyon (Seyrü-sefer) terimi bugün her ne kadar sadece denizde değil, karada ve havada yapılan seyirler bağlamında kullanılmış olsa da, Latince (Navi-Gare) Gemi Yönetmek teriminden gelmiş. Teknenin konum bilgisi, rota tayini ve seyir süresinin hesaplanması, bu sürecin temel unsurları. Göksel Navigasyon yani doğadaki “Gök Cisimleri”nden yararlanarak yapılan Navigasyon yöntem ve cihazları, Yapay “Gök Cisimleri”nden (Uydular) yararlanan elektronik seyir cihazları icat edilinceye kadar geçen uzun zaman dilimi içinde adım adım bir gelişim göstermiş.
Yapay/Uydu Temelli Navigasyon Sistemleri çağında, denizde konum ve yön bulmaya yönelik geleneksel yöntemleri günümüzde modası geçmiş kabul edebilirsiniz. Yeniye ve moderne çabuk adapte olduğumuz ve geçmişi de pek çabuk unuttuğumuz bir gerçek. Ancak, elektronik ekipmanlarımız, nadiren de olsa, bir nedenle devre dışı kaldığında, uydu sinyalini kaybedip açık denizde bir başımıza kaldığımızda eski teknikleri hatırlamak, anlamak ve kullanabilmenin çok değerli olduğuna inanıyorum.
Antik dönemlerde gök cisimlerinden yararlanarak geliştirilen Açık Deniz ve Kıyı Seyri Teknikleri, modern denizcilik teknolojilerinin temel taşlarını oluşturmuş ve bugün kullanılan yöntemlerin çoğunun atası niteliğinde olmuş. Bugün ise bu tekniklerin, yalnızca geçmiş bir dönemin uygulamasını değil, günümüz denizcileri için değerli bir kültürel ve teknik mirası yansıttığını söyleyebiliyoruz.
Doğal Gök Cisimleri ile Teknenin Yön ve Konum İlişkisi
İnsanlığın ve denizciliğin geliştiği Kuzey yarıkürede, özellikle Akdeniz Uygarlığının Antik Çağ Denizcileri, pusulanın keşfinden çok önce, sadece Kuzey yarıküreden görülen Kutup Yıldızı’nın (Polaris) gökyüzünde dünyanın ekseni ile kabaca ayni konumundan yararlanarak geceleri yön tayin etmeyi ve ufuk çizgisi ile arasındaki yüksekliğe bakarak da bulundukları enlemi tahmin etmeyi öğrenmişler.
Gündüzleri, Güneşin mevsimlere göre ufukta görünüp kayboluncaya kadar izlediği rotaya bakarak “zaman”ı tahmin etmeyi, tam öğle vaktinde ise ufuktan yüksekliğini ölçerek bulundukları enlemi tahmin ediyorlarmış. Ancak, bu ölçüm işlemi gökyüzünün açık ve yıldızların görünür olmasına bağlı olduğu için işleri oldukça zormuş.
İlk denizciler MÖ 6. Yüzyılda Anaksimandros’un icat ettiği Güneş Saati (Gnomon) gibi ilkel aletler ve basit gölge ölçümlerinden yararlanırken, daha kapsamlı bilimsel destek Antik Yunan Matematikçileri ve Astronomlarından gelmiş. MÖ 3. Yüzyılda Erothosthenes dünyanın ekvatordaki çevresi ile dünyanın güneş ve aya olan uzaklığını ölçmüş ve coğrafi konum için enlem ve boylam kavramını ilk kez kullanmış. Polaris dışındaki diğer yıldızların zamana ve mevsimlere bağlı değişen konumlarını gösteren ilk Yıldız Kataloğunu İznik’li Hipparkos MÖ 2. Yüzyılda oluşturmuş ve bu Katalog zaman içinde Yıldızlar, Ay ve Güneş’in Dünya üzerindeki izdüşümlerinin hangi tarihte hangi enlem ve boylamda olduğunu gösteren ve özellikle okyanus seyrinde geminin yerini belirlemek için kullanılan ve adına Denizci Almanağı denilen kitaba dönüşmüş.
- Ufuk hattı
- Gözlemci
- Güneşin gökteki konumu
- Güneşe doğru görüş doğrultusu
- Güneş yüksekliği açısı (altitude)
Antik Yunan ve Roma Medeniyetlerine paralel, Arap, Osmanlı vb. farklı kültürlerde de Kamal, Quandant, Usturlap (Astrolabon), Nocturnal (Güneş Pusulası), çeşitli araçlar geliştirilerek, referans alınan gök cisimlerinin ufuk ile mesafesinin bir şekilde ölçülerek teknelerin bulunduğu enlem ve boylam hesaplanmaya çalışılmış.
Açık denizde seyri çok daha güvenli kılan araçlardan “Pusula” MÖ 2. Yüzyıldan, “Sekstant” 15. Yüzyıldan ve “Hassas Kronometre” ise 18. Yüzyıldan itibaren farklı coğrafyalarda anonim olarak geliştirilmeye başlanmış.
Dünyanın manyetik alan doğrultusundan yararlanarak mıknatıslaşmış bir iğne ile kerteriz alıp mevki bulmaya yardım eden ilk “Pusula” örnekleri Çin’de ve çok daha sonra MS 12. Yüzyılda İngiltere’de görülüyor. Yüzyıllar boyunca epey evrim geçiriyor, ancak yine de bizi Yapay Sapma (Deviation) ve Doğal Sapma (Variation) denilen ve dikkate alınması gereken 2 tür hata ihtimali ile karşı karşıya bırakıyor.
Yerküre üzerinde bulunulan yerin enlemini ve boylamını belirlemek amacıyla, bir gök cismiyle ufuk düzlemi arasındaki açısal mesafeyi ölçmekte kullanılan bir optik seyir cihazı olan “Sekstant” 18. Yüzyılda icat ediliyor. Özelliği, denizde tekne her yönde sürekli hareket halinde olduğu için gök cismi ile ufuk çizgisinin birbirine olan açısının teknenin ve sekstantı tutan elin hareketinden etkilenmeden, hassas bir şekilde ölçüm yapılabilmesidir. Yerel saatin ve dünya üzerindeki yeri kesin bir bilinen bir noktada saatin kaç olduğu kronometre ile hassas bir şekilde tespit edilerek, Denizci Almanağından da yararlanarak, enlem ve boylamlar kolayca hesaplanır.
İlk “Hassas Denizci Kronometresi” İngiliz saatçi/marangoz John Harrison tarafından 18. Yüzyılda geliştirilmiş. Hedefi, geliştirdiği bu aletle “zamanı kullanarak bulunulan boylamı hesaplamak” imiş. Yenilikçi yaklaşımıyla geleneksel saatlerdeki sürtünme, merkezkaç kuvvetleri, ısı ve basınç etkilerinin sarkaç salınımına etkilerini önlemesine rağmen, yine de açık denizde kıyıyı görmeden rüzgâr ve akıntıları hesaba katmadan nerede olduğunu kesin bilebilme olanağından mahrummuş. Bu uğurda yıllarını vermiş ve H-1/H5 adlı 5 farklı model geliştirerek 1773 yılında İngiliz Boylam Kurulunun vadettiği büyük ödülü İngiliz Parlamentosundan almayı başarmış. Onun için derler ki: “Eğer onun geliştirdiği Denizci Kronometreleri olmasaydı, Dünya bugün belki de başka bir yer olur, İngilizce ‘dünya dili’ olmazdı. Hatta, Birleşik Krallık, ‘Güneşin üzerinde batmadığı ülke’ olarak tanımlanmamış olurdu”.
Denizcilikte Bilginin Yönetimi
Şimdiye kadar açık denizde coğrafi konumumuzu belirlemek için geçmişte ve günümüzde gök cisimlerinden nasıl yararlanmamız gerektiğini öğrendik. Ama seyre devam ettikçe ne kadar gittiğimizi ve tahminen nerede olacağımızı konuşmadık. Karada gittiğimiz mesafeyi ölçmek kolay. Ama ya denizde?
Seyredilen yön ve mesafe ile birlikte nereye varacağımızın da hesabını yapmaya ve daha önceden varacağımız mevkiyi “Pusula” ve “Parakete” dediğimiz aletlerden yararlanarak tahmin etmeye ‘’Parakete Seyri’’ demişiz. Bilinen bir mevkiden hareket eden geminin rota ve gidilen mesafeden takribi hesapla bulacağımız mevkiye “Tahmini Mevki” (Dead Reckoning Position), yapılan seyre, “Parakete Seyri’’ (Dead Reckoning Sailing), bu yöntemle bulduğumuz teknemizin mevkisine ‘’Tahmini Mevki’’ (Estimated Position), deniz akıntılarını hesaba katarak yaptığımız seyre ise “Akıntı Seyri’’ (Current Sailing) demişiz.
Mesafe, Hız ve Derinlik Ölçümü ve Kaydı
Teknemizin “Hız”ını ölçtüğümüz birime İngilizce “Knot” yani “Düğüm” demişiz. Nedeni; eskiden tekne hızlarının tekneden sarkıtılan halatların üzerinde belli aralıklarla atılmış düğümlerin sayılması suretiyle “Parakete” aracılığı ile ölçülmesiymiş. Knot, saatte 1 deniz miline (1.852 mt) saniyede 0.514 metreye eşit hız birimi. 1.852 rakamı da nereden çıkmış ve bir standart haline gelmiş derseniz (*), Dünya küresinin Ekvator’daki çevresi olan 40.075 Kilometrenin 360 dereceye ve onun da 60 dakikaya bölünmesiyle elde edilmiş. Dolayısıyla, Ekvator boyunca 1 dakikalık yayın uzunluğu 1852 mt yani 1 Deniz Miline eşitlenerek herkesin kabul ettiği evrensel bir orta yol bulunmuş.
(*) 1,852 km, uluslararası kabul edilen deniz milinin uzunluğudur. ABD uluslararası tanımı 1954’te kabul etmeden önce ABD deniz mili (1.853,248 m) idi. Birleşik Krallık ise uluslararası deniz mili tanımını 1970’te kabul etmeden önce Birleşik Krallık Amiral deniz mili (6.080 ft [1.853,184 m]) idi. Teknelerin hızı akışkanlar ile doğrudan ilgilidir ve tekne hızları ile rüzgâr hızları knot ile ölçülür. Uygunluk sağlamak üzere, Navigasyonu etkileyen akışkanların hızları (gelgit akışları, nehir akışları ve rüzgâr hızları) da knot ile ölçülür. Bu yerdeki hız (havadaki cismin yere göre hızı) ve uzak bir noktaya doğru ilerleme oranı (“hızın artışı”) da knot olarak verilir.
15. ve 16. Yüzyıllarda Piri Reis döneminde Osmanlı Donanmasının geliştirdiği “Travers Tahtası” aleti de aslında teknelerin gittiği yönleri ve süratlerini geçici olarak kaydettiği bir Bilgi Yönetim Sistemi olarak nitelendirilebilir.
Travers Tahtasının yüzeyinde geleneksel pusula gülü yer alıyor. Seyir tahtası üzerindeki 32 yön (kerte) hatlarının her birinde 8’er delik ve 8 pim bulunuyor. Bu delikler 4 saatlik nöbet süresince her yarım saatte bir yapılan 8 ayrı kaydı temsil ediyor. Ayrıca süratin belirlenmesi için parakete atılıyor ve belirlenen sürat yine zaman sırasıyla pusula gülünün hemen altındaki alt kısımdaki grid/sürat deliğine pim sokularak kayıt altına alınıyor. Buraya takılan pimler geminin o yarım saatteki ortalama hızını (knot cinsinden) gösteriyor. Yelkenli teknelerde kapalı köprü üstü bulunmadığı ve kötü hava şartları nedeniyle yazılı kayıt tutmanın zorluğu nedeniyle kullanımı büyük kolaylık sağlıyor. Günümüzde gemilerde rota ve sürat ile diğer bilgiler otomatik olarak kaydediliyor ve jurnal denilen deftere de yazılıyor.
Denizcilikte seyir sırasında planlanması, izlenmesi ve denetlenmesi yani kısaca yönetilmesi gereken bir başka hayati bilgi de “Derinlik” ölçüsü. Antik çağlardan bu yana pek değişmeyen ve “İskandil” (LeadLine Bathimetry) olarak adlandırılan ve bir halat ve bir ağırlıktan oluşan basit alet ve ölçme yöntemi günümüzde yerini artık tekne üzerine monte edilmiş ve “Echo Sounder” olarak tanımlanan elektronik cihazlara bırakmış.
Deniz Haritalarının Gelişimi
Denizciliğin olmazsa olmazlarından biri de Dünyanın 3 boyutlu Geoid biçimini dikkate alan ve Türkiye’nin de kabul ettiği UTM (Universal Transver Merkator) Projeksiyon Sistemi yardımıyla 2 boyuta dönüştüren Geleneksel Deniz Haritaları. Bu haritalar, ilk kaşiflerin basit çizimlerinden, teknoloji ve haritacılıktaki ilerlemelere bağlı olarak son derece sofistike seyir araçlarına dönüşmüş durumda ve gerek askeri ve gerekse sivil yaşamda sürekli geliştiriliyor, güncellenip iyileştiriliyor. Bu haritalar artık sadece harita olmayıp denizcilere güvenli bir şekilde seyretmeleri için su derinlikleri, sığlıklar, gelgit aralıkları, akıntılar ve zamanları, tehlikelerin konumları, seyir yardımcıları, fenerler ve şamandıra işaretleri, kıyı rölyefi ve diğer kritik bilgileri sunan kapsamlı kılavuzlara dönüşmüş durumda.
Kağıt üzerine basılı deniz haritaları artık yerini yavaş yavaş elektronik deniz haritalarına bırakıyor. Modern GPS tabanlı Navigasyon sistemleri “Navionics” gibi ayrıntılı elektronik deniz haritalarını yükleyip görüntüleyebiliyor. Sığlıklar, şamandıra işaretleri ve diğer seyir unsurları hakkında en son verilerle yüklü olan bu haritalar güvenliği artırıyor ve rota planlamasını çok basitleştiriyor.
Açık Deniz Seyrinde Modern Elektronik Destekler
Bu desteklerden en önemlisi ve denizciliği kökünden dönüştüren icat GPS (Küresel Konumlanma Sistemi). Bu icat, Modern Navigasyon bağlamında “GPS çıktı, mertlik bozuldu” denilecek kadar büyük bir yenilik. 1973 yılında askeri amaçlarla geliştirilmesine rağmen 1994 yılından itibaren sivil yaşamda da kullanılabilir hale gelmesi sonucu her alanda kullanımı hızla artıyor ve dolaylı etkileri giderek daha fazla hissediliyor.
GPS (Global Positioning System); ABD hükümetine ait ve ABD Uzay Kuvvetleri tarafından yönetilen uydu tabanlı radyo-navigasyon sistemi. Her ne kadar Rusya, Avrupa Birliği, Çin ve Hindistan’ın kendi uydu sistemleri olsa da GPS bunların en gelişmiş ve en geniş kapsamlısı. Dünya’da ve Dünya yakınındaki GPS alıcılarına, en az dört GPS uydusunu görebilmeleri şartıyla coğrafi konum ve saat bilgisi sağlıyor. Toplam 24 uydu bir tür radyo sinyali yayıyor ve yeryüzündeki GPS alıcıları bu sinyalleri alıp yorumlayarak hassas bir konum belirlenmesini gerçekleştiriyor. GPS navigasyonu denizcilerin rotalarını hassas bir şekilde belirlemelerine, hızlarını tespit etmelerine, en iyi rotayı çizmelerine olanak tanıyor. Günümüzün GPS sistemleri tipik olarak deniz haritası görüntüleme, hava durumu güncellemeleri ve yaklaşan engeller için uyarılar gibi ek özelliklere sahip.
Ancak, sistemin en zayıf ve riskli yanı, tümüyle ABD’nin kontrolünde olması, sivil kullanımda hassasiyetin düşük tutulması ve kullanımının (örneğin savaş zamanı) istenildiği takdirde devre dışı bırakılabilmesidir.
1904 yılında patenti alınan bir icat olmasına rağmen, günümüze kadar askeri ve ticari gemilerde kullanılmış olup amatör teknelere yaygınlaşması çok yeni olan RADAR, son yıllarda gelişen bir diğer önemli elektronik seyir ve meteorolojik destek aracı. RAdio Detection And Ranging kelimelerinin kısaltması olan Radar, radyo dalgalarının yansıması yardımıyla uzaktaki nesneleri (hatta yağmur bulutlarını!) ve bu nesnelerin hız, kerteriz ve mesafesini tespit eden bir cihaz. Özellikle siste, geceleyin veya düşük görüş koşullarında seyrederken çok değerli. Radarlar radyo dalgaları yayarak diğer tekneleri, şamandıraları ve kara parçalarını tespit ediyor, böylece daha güvenli seyir için olası çarpışmalardan kaçınmada kaptanlara yardımcı oluyor. Günümüzde modern radarlar genellikle otomatik hedef takibi ve üstün konum takibi için GPS entegrasyonu gibi özelliklerle birlikte geliyor. Uyarı veren Otomatik Radar Çizim Yardımı (ARPA) teknolojisi ile donatılmış oluyor. Navigasyon ekranına entegre bir radar, sınırlı görüş senaryolarında bile diğer gemilerin, şamandıraların ve engellerin izlenmesini kolaylaştırıyor.
AIS olarak kısaltması kullanılan Otomatik Tanımlama Sistemi (Automatic Identification System) diğer AIS donanımlı gemiler hakkında bilgi iletiyor ve alıyor, seyir güvenliğini artırıyor ve çarpışma riskini azaltıyor. Tekne isimleri, türleri, rotaları ve hızları da dahil olmak üzere yakındaki gemiler hakkında değerli bilgiler sunuyor.
Yarışlarda, bir kaza veya tehlike durumunda tehlike sinyali göndermek için kullandığımız bir acil durum vericisi olan EPIRB (Emergency Position Indicating Radio Beacon) ise kurtarma ekiplerinin teknenin yerini hızla tespit etmesine ve acil yardım sağlamasına olanak tanıyor.
Son Sözler
Yıldızlar, gezegenler, güneş ve ay yüzyıllarca biz denizcilere yol gösterdiler. Temel amacımız mevkilerini bildiğimiz yıldızlar ve gezegenlerin bildiğimiz (bize görünen) pozisyonlarını ölçerek bilmediğimiz kendi mevkimizi bulmak idi. Kopernik’ten önce Batlamyus’un dünyanın evrenin merkezinde olduğunu kabul ettiği bir dünyada bile geçerli olan bu yöntem prensip olarak hiç değişmedi. Ama, doğal gök cisimleri yerine dünya yörüngesine yapay gök cisimleri (uydular) yerleştirerek çok daha kesin (metre hassasiyetinde) ve kolay ölçüm yapma imkanı sağlandı. Bu gelişmelerin, geleneksel yöntemlerin rafa kaldırılmasında en büyük etken olduğu düşünülebilir. Ancak, kıyıdan uzakta, açık denizde yelken yapacak denizcilerin bir kısmı, teknelerinde ya da akıllı telefonlarında GPS olsa da, denizde elektronik eşyalara fazla güvenmedikleri için acil durumlarda kullanabilmek için uygulamalı astronominin bir dalı olan göksel navigasyonu öğreniyorlar.
Ben de bu hevesli öğrencilerden biri olarak pirinç malzemeden antik görünümlü bir Sekstant edinmeye ve pratiğimi artırmaya karar verdim. Denizde hiç ihtiyaç duymasam da en azından evimin bir köşesinde dekoratif bir obje olarak durur ve hatıralarımı canlı tutmuş olur.
Yaşamımdaki Tramolalar 