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2025-01-20T11:41:01Z

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[[Datei:Meridian Circle - Kuffner Observatory.jpg|mini|Passageinstrument ([[Kuffner-Sternwarte]])]]
Ein '''Passageninstrument''' (auch: '''Passage-, Durchgangsinstrument''' oder '''Mittagsrohr''') ist ein [[Messgerät|Messinstrument]] der [[Astrogeodäsie]] und [[Astrometrie]], das mit seiner horizontalen Achse beliebige [[Vertikalkreis (Geometrie)|Vertikalkreise]] definiert. Es dient dazu, an einem vertikalen [[Fadennetz]] die Zeitpunkte von [[Sterndurchgang|Sterndurchgängen]] (das heißt von „Passagen“) zu beobachten und ist infolge seiner – gegenüber dem [[Meridiankreis]] sehr kompakten – Bauweise in beschränkter Weise transportabel.

Im Gegensatz zum Meridiankreis dient es nicht zur Messung von [[Sternörter]]n, sondern zur astronomischen [[Längenbestimmung|Längen-]] und [[Zeitbestimmung (Astronomie)|Zeitbestimmung]] sowie teilweise zur [[Azimutmessung]].

Das Prinzip des Instruments wurde 1689 von [[Ole Rømer]] erfunden und zur Zeitbestimmung durch Beobachtung der [[Meridiandurchgang|Meridiandurchgänge]] von Sternen eingesetzt. Dazu montierte er ein [[Fernrohr]], das um eine feste, genau horizontale Ost-West-Achse ([[Kippachse]]) drehbar ist, und registrierte die Sterndurchgänge mittels der Schläge einer [[Präzisionspendeluhr]]. Seit Ende des 19. Jahrhunderts hat sich die Bauweise als [[gebrochenes Fernrohr]] durchgesetzt.

== Funktionsweise ==
Alle astronomischen Objekte durchlaufen den Himmelsmeridian [[horizontal]]. Mit einem nach dem Meridian ausgerichteten [[Teleskop]] und einem registrierenden [[Chronometer]] kann man die [[Rektaszension]] eines [[Gestirn]]s genau bestimmen. Aus seiner scheinbaren [[Vertikalwinkel|Höhe]] beim Durchgang ist auch die [[Deklination (Astronomie)|Deklination]] bestimmbar, wenn die [[Polhöhe]] bekannt und ein Vertikalkreis vorhanden ist.

Die Sterndurchgänge werden durch ein paralleles Fadennetz gemessen (früher waren es tatsächlich Spinnfäden spezieller [[Spinnentiere|Spinnenarten]]) oder, zur Genauigkeitssteigerung, mit einem [[Mikrometer (Optik)|optischen Mikrometer]] und [[Elektrischer Kontakt|elektrischen Kontakten]] („[[Registriermikrometer|unpersönliches Mikrometer]]“, siehe auch: [[Universalinstrument]]). Die [[Zeitregistrierung]] erfolgte bis etwa 1980 mit [[Bandchronograf|Band-]] oder [[Druckchronograf]]en, bei heutigen Anwendungen digital.

Die gemessenen Zeiten bzw. Winkel müssen (wie bei jeder Präzisionsmessung) um den Einfluss kleiner [[Achsneigung]]en berichtigt ([[Reduktion (Messung)|reduziert]]) werden, was mit 2–3 [[Libelle (Messtechnik)|Libellen]] und der [[Mayer-Formel]] (nach [[Tobias Mayer]]) erfolgt. Die [[Messabweichung|Messgenauigkeit]] liegt bei etwa 0,1[[Winkelsekunde|″]], bei [[Mittelwert|Mittelung]] mehrerer Sternpassagen entsprechend höher. Schon das erste, von Ole Römer um 1700 konstruierte Gerät erreichte zirka 1″. Die Zeitmessung ist [[visuelle Wahrnehmung|visuell]] auf etwa 0,02 Sekunden genau und mit Mikrometer noch besser. In beiden Fällen muss man jedoch die „[[Persönliche Gleichung]]“ (Reaktionszeit) berücksichtigen. Sie beträgt durchschnittlich eine Zehntelsekunde (je nach Beobachter 0,05–0,2 s), ist aber auf wenige Hundertstelsekunden konstant.<ref>Die Reaktionszeit ist hier viel kleiner als beispielsweise im [[Straßenverkehr]] (0,5–1 s), weil der Stern nicht überraschend, sondern gut vorhersehbar hinter den Messfäden durchgeht.</ref> Für die Feststellung eventueller kleiner Veränderungen der Reaktionszeit wurde der [[Künstlicher Stern|künstliche Stern]] entwickelt.

== Anwendungen ==
Das Passageninstrument ist eine kleinere Form des [[Meridiankreis]]es, mit dem man die Durchgangszeiten der Sterne durch den [[Meridian (Astronomie)|Meridian]] messen kann, und mit Zusatzgeräten auch die [[Zenitdistanz]]. In erster Linie dient(e) es zur Bestimmung
# von Sternörtern – siehe Sternkataloge [[FK3]], [[FK4]] und [[Fundamentalsystem (Astronomie)|Fundamentalsystem]]
# zur Zeit- und Längenbestimmung – siehe [[Atomzeit]], [[Koordinierte Weltzeit|UTC]] und [[Lotabweichung]]
# zum [[Monitoring]] der [[Erdrotation]] – siehe [[Polbewegung]]
# (seltener) zur Messung astro-geodätischer Azimute. In diesem Fall wird das Instrument nicht im Meridian, sondern im Vertikalkreis des [[Vermessungspunkt]]es verwendet (Methode von [[Theodor Niethammer|Niethammer]]).

Wegen ihrer kompakten Bauweise wurden Passageninstrumente nicht nur auf [[Sternwarte]]n, sondern bis etwa 1980 vereinzelt auch auf Feldstationen eingesetzt. Manche solcher Instrumente hatten eine etwas andere Ausführung von Vertikalkreis bzw. Libellen und konnten z. T. auch außerhalb des Meridians verwendet werden (für Azimut- und Zenitdistanz-Messungen und die Lotabweichung). Für ein [[Stativ]] ist das Instrument zu schwer, obwohl es größenmäßig einen Präzisions-[[Theodolit]] nicht wesentlich übertrifft. Daher benötigt es einen [[Vermessungspfeiler|Messpfeiler]], wie sie etwa auf [[Fundamentalpunkt]]en oder zur [[Absteckung]] langer [[Tunnel]] gebaut werden.

Auch [[Radioteleskop]]e werden bisweilen als Durchgangsinstrument aufgebaut, da sie dann in nur ''einer'' Achse beweglich ausgeführt werden müssen. [[Radioquelle]]n können dann allerdings nur einmal täglich beobachtet werden. Ein Beispiel dafür war das fest in einen [[Talkessel]] eingebaute [[Arecibo-Observatorium]] auf [[Puerto Rico]].

Ein bekannter Hersteller der Instrumente waren die [[Askania Werke]] in [[Berlin]] und bis etwa 1920 weitere Firmen wie [[Starke & Kammerer]] (Wien), [[Johann Georg Repsold]] (Hamburg) oder englische Werkstätten.

== Siehe auch ==
* [[Höhere Geodäsie]], [[Lotrichtungsschwankung]], [[Astronomische Refraktion]]
* [[Zenitkamera]], [[Zenitteleskop]]

== Literatur ==
* Julien Gressot, Romain Jeanneret: ''Determining the right time, or the establishment of a culture of astronomical precision at Neuchâtel Observatory in the mid-19th century''. In: ''Journal for the History of Astronomy'', 2022, 53(1), S. 27–48; [[doi:10.1177/00218286211068572]]
* [[Karl Ramsayer]]: ''Geodätische Astronomie''. In: Wilhelm Jordan, Otto Eggert, Max Kneissl (Hrsg.): ''[[Handbuch der Vermessungskunde]].'' Band 2a. 10. Ausgabe. J. B. Metzler, Stuttgart 1970
* [[Albert Schödlbauer]]: ''Geodätische Astronomie – Grundlagen und Konzepte.'' De Gruyter, Berlin / New York 2000, ISBN 3-11-015148-0.
* {{Brockhaus-1895 |Lemma=Passageninstrument |Band=12 |Seite=934 |retrobID=132514}} – [https://www.retrobibliothek.de/retrobib/faksimile_537139.jpeg Faksimile mit Abbildung]

== Weblinks ==
{{Commonscat|Meridian instruments|Passageninstrumente}}

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Astronomisches Instrument]]
[[Kategorie:Astrogeodäsie]]
[[Kategorie:Astrometrie]]

[[fr:Lunette méridienne]]
[[pt:Luneta meridiana]]

Passageninstrument - Versionsgeschichte

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