Pusula
Pusula, karada, denizde ya da havada yol alırken kuzey-güney doğrultusunu bulmak için kullanılan bir aygıttır. Bulunulan yeri belirlemek için herhangi bir kara işaretinin bulunmadığı, Güneş’in ve yıldızların görünmediği durumlarda pusulanın yaşamsal bir önemi vardır.
Pusula, en basit biçimiyle, ince bir milin ucuna serbestçe dönebilecek biçimde oturtulmuş magnetik (yani mıknatıs özelliği taşıyan) bir iğneden oluşur. Bu iğne her zaman kuzeygüney doğrultusuna yönelir, yani bir ucu hep kuzeyi, öbür ucu hep güneyi gösterir.
Magnetik çubuk ya da iğnelerin pusula olarak ilk kez ne zaman kullanıldığı pek belli değildir. Çok eskilerde, doğal bir mıknatıs olan mıknatıs taşından (magnetit adıyla bilinendemir oksit minerali) yararlanılmıştır. Bunun için bir mıknatıs taşı parçası iple bir yere asılır ya da bir mantar ya da tahta parçasının üzerinde suda yüzdürülürdü; bu durumda taş kendiliğinden Kutup Yıldızı’na doğru yönelirdi. Pusulayı Avrupa'ya Araplar’ın getirdiği sanılmaktadır; Kristof Kolomb'un 1492-1502 arasında yaptığı seyahatlerden yaklaşık 200 yıl önce pusulanın kullanılmakta olduğu bilinmektedir. Avrupa’da pusuladan söz edilen, günümüze kalmış en eski yapıt, İngiliz eğitimci ve bilgin Alexander Neckam'ın 1187’de yayımladığı, aletler üzerine bir kitaptır. Eskiden bir demir çubuğu mıknatıslamak için buna doğal mıknatıs taşı sürtülürdü. (Siz de bir iğneyi bu taşa ya da başka bir mıknatısa birkaç kez, ama hep aynı yönde sürterek mıknatıslayabilirsiniz. Bu iğne bir mantara saplanıp suda yüzdürülürse kuzeygüney doğrultusuna yönelir.)
Pusula iğnesinin her zaman kuzeyi göstermesi, mıknatısların birbirlerini çekme özelliğinden kaynaklanır. Dünya, merkezinde dev bir mıknatıs varmış gibi davranır ve pusula iğnesi olarak kullanılan küçük mıknatısları çeker. Ne var ki, mıknatısın gösterdiği kuzey-güney doğrultusu, Dünya’nın gerçek coğrafi kutuplarından, yani Kuzey ve Güney Kutup noktalarından geçen çizgiyle üst üste çakışmaz. Dünya’nın magnetik çekim etkisi altındaki pusula iğnesi bu nedenle “gerçek”, yani coğrafi kuzeyi değil, magnetik kuzeyi gösterir; benzer etki, Güney Kutbu için de geçerlidir. Coğrafi Kuzey Kutup Noktası ile magnetik kuzey kutup noktası arasındaki uzaklık 1.600 kilometreden biraz daha fazladır. Haritaların bir köşesinde genellikle magnetik kuzey ile gerçek ya da coğrafi kuzey doğrultularını gösteren işaretler bulunur. Bu iki doğrultu arasındaki açıya magnetik sapma denir; bu açının değeri Dünya üzerinde bulunulan yere göre değişir. Ayrıca magnetik sapma miktarı zamanla da değişir. Bu açıyı bilmek isteyen seyir görevlileri bunu basılı seyir haritaları ve çizelgelerden bulabilirler. Bu tür seyir haritalarını ilk kez 1701’de Edmond Halley hazırlamıştır.
Karada olağan koşullarda seyahat ederken yön bulmak için genellikle el pusulaları kullanılır. Bu pusulalarda sabit bir kadran bulunur; kadranın ortasından yukarı doğru ince bir pim çıkar. Pimin sivri ucuna “mihver” denir. Mihvere, kadranın üzerinde serbestçe dönebilen magnetik bir iğne oturtulmuştur. Kadran, saydam bir plastik levhadır ve derecelendirilmiştir; üzerine ayrıca ölçek çevirme katsayıları gibi, harita okumaya yardımcı olacak bazı bilgiler de kazınmıştır. Bu tür bir pusulayla yeterince doğru okumalar yapabilmek için, pusulanın yatay bir düzleme yerleştirilmiş olması ve iğnenin hareketsiz duruma gelene kadar serbestçe salınabilmesi gerekir. İğnenin serbestçe hareket edebilmesi için mihverin ucuna bazen değerli taştan yapılmış bir başlık geçirilir.
Bir yolcunun doğuya doğru gitmesi için, pusulasını, kadranın üzerindeki magnetik kuzey işareti iğne ucunun tam altına gelene kadar döndürmesi ve kadranın üzerindeki doğu işaretinin gösterdiği yöne doğru ilerlemesi gerekir. Eğer yolcu pusulasını bir haritayla birlikte kullanıyorsa, o zaman, magnetik kuzey ile coğrafi kuzey arasındaki sapma açısını hesaba katarak doğrultusu üzerinde gerekli düzeltmeyi yapabilir.
Çoğunlukla kullanılacak yere ya da amaca bağlı olarak değişik pusula türlerinden yararlanılır. Örneğin, gemilerde denizci pusulası, havada seyirde ise uçak pusulası kullanılır.
Bazen belli bir noktanın, gözlemcinin bulunduğu noktadan hangi yöne doğru uzandığını bilmek önem kazanır. Bu durumda “prizmatik” pusula kullanılır; bu tür bir pusula da sıradan bir el pusulasıyla aynı ilkeye dayanır; ama bunun küçük bir cam bloğundan yapılmış bir vizörü vardır ve bu vizör gözlemcinin uzaktaki nesneyle ölçeğe aynı anda bakabilmesini sağlar.
Denizci Pusulası
Denizci pusulaları, pusula dolabı denen bir kutuya yerleştirilmiştir; bunlar, fırtınalı havalarda gemi yalpalarken bile kullanılabilecek biçimde tasarımlanmıştır. Denizci pusulalarında hareketli parça, karton ya da mikadan yapılmış, disk biçimindeki pusula kartıdır; bu karta pusula gülü de denir. Pusula kartı 360° ya da 32 “kerte”ye ayrılmıştır. Her kerte 11,25°’lik (11 derece 15 dakikalık) bir açıya eşittir. Bu bölümlemedeki 32 kertenin her birinin ayrı bir adı vardır; örneğin kuzey(yıldız), kuzey kerte doğu (yıldız kerte poyraz), kuzey-kuzey doğu (yıldız-yıldız poyraz) bu adlardan bazılarıdır.
Pusula kartının altına, demet halinde çok sayıda magnetik çelik şerit ya da iğne bağlanmıştır. Kart, pirinç bir çanağın ortasında bulunan bir pimin mihveri (ince ucu) üzerinde dengelenmiştir. Pim, zor aşınan ve paslanmaz bir metalden, örneğin osmiyum-iridyum ya da tungsten karbürden yapılır. Kartın oturduğu mihver ise, alüminyumun içine oturtulmuşdeğerli bir taştan oluşur. Pirinç çanak, gemi ne kadar yalpalarsa yalpalasın, hep yataykonumda kalacak biçimde yerleştirilmiştir. Bu amaçla çanak pirinç bir çemberin içine konur ve iki yanından, oynak biçimde bu çembere takılır; çember de gene oynak biçimde,ama bu kez içteki bağlantı noktalarına göre 90’ar derecelik açı farklarıyla, iki yanından bir dış çembere tutturulur. Çanağın üstü,büyükçe bir cam penceresi bulunan pirinç bir kapakla örtülüdür. Çanağın iç yüzeyinde pusulayı okumaya yarayan düşey, siyah bir çizgi vardır. Denizci pusulası, pusula kartının mihvernoktası ile bu işareti birleştiren doğrugemi omurgasıyla tam aynı doğrultuda olacak biçimde yerleştirilir.
Pusula kartındaki kuzey işareti, pusula çanağının siyah çizgisinin tam karşısında olduğu zaman gemi magnetik kuzeye doğru yol alıyor demektir. Gemi bir başka yöne yöneldiğinde siyah çizgi de konum değiştirir, ama pusula kartı sabit kalır. Karttaki güneydoğu işareti siyah çizginin tam karşısında olduğu zaman gemi güneydoğuya doğru yol alıyor demektir.
Daha eski tipteki denizci pusulaları, hava sertleştiğinde geminin yönünü doğru olarak gösteremezdi, çünkü bütün bu özel yerleştirme biçimine karşın pusula kartı sabit konumda kalmazdı. Günümüzdeki pusulalarda kart, alkol ve sudan oluşan bir sıvı karışımın üzerinde yüzer durumdadır. Bu sıvı kartın salmımmı denetler ve konum değiştirmesini engeller. Sıvıdaki alkol suyun donmasını önler; kutup bölgelerinde neredeyse tümüyle alkol kullanmak gerekir. Sıvı dolu çanak kalın bir cam levhayla kapatılır ve kart bir şamandıranın üzerine oturtulur.
Pusulanın yakınlarında büyük bir demir ve çelik kütlesinin bulunması pusula iğnesini etkiler ve gerekli düzeltmeler yapılmazsa hatalı okumalara neden olur. Eski ahşap gemilerde bile, bu tür düzeltmeler yapmayı gerektirecek kadar çok demir ve çelik vardı. Gemi bir limana girdiğinde kaptan gemisini, konumu ve yönü bilinen belirli bir noktaya yanaştırır ve orada demir atardı. Daha sonra da, özel olarak yerleştirilmiş çapaların ve halatların yardımıyla gemisini yönlendirerek pusula kartını bu noktanın yönüne göre yeniden ayarlardı.
Pusula hatalarının düzeltilebilmesi ya da ortadan kaldırılabilmesi için pirinç çanağın dış yüzeyine küçük çubuk mıknatıslar tutturulurdu. Bu mıknatıslar deneme yanılma yoluyla yerleştirilir ve pusulada doğru okuma elde edilinceye kadar konumları ayarlanırdı. Bu küçük mıknatıslar, bunların nasıl kullanılacağını keşfeden denizci Matthew Flinders’ın adıyla, “Flinders çubukları” olarak anılırdı. Gemideki pusula dolabının demirden değil de pirinçten yapılmasının ve kartın bulunduğu noktadaki değerli taşın (safir) alüminyumun içine oturtulmasının nedeni de bu pusula hatalarının yok edilmesi ya da en aza indirilmesi içindi.
Bu tür pusula hataları günümüzde çelik gemilerde çok daha büyüktür; hatanın büyüklüğü, yalnızca pusulanın çevresinde daha büyük bir demir kütlesinin bulunmasından değil, yapım sırasında sac ya da öbür yapım araçlarının sürekli çekiçlenmesi sonucu, gemi teknesinin Dünya’nın magnetik etkisiyle magnetik hale gelmesinden de kaynaklanır. Bu nedenle çelik bir gemideki pusula hatalarının giderilmesi için karmaşık donanımlar geliştirilmiştir. Bu amaçla pusula dolabının içine, pusula kartını çevreleyen mıknatıs çiftleri yerleştirilir. Daha küçük ve geçici hataları gidermek için ise, pusula dolabının iki yanına birer büyük demir küre, önüne de düşey bir Flinders çubuğu yerleştirilir. Bunlar gerçekleştirildikten sonra yapılan sınamada hâlâ bazı hataların kalmış olduğu saptanırsa, kaptana, bunları gidermesi için yapması gerekendüzeltmeleri kapsayan bir çizelge verilir.
Uçak Pusulası
Uçak pusulası ilke olarak denizci pusulasıylaaynıdır, ama pusula işaretleri biraz daha değişiktir. Uçak pusulalarında pusula iğnesi, siyah bir diskin üzerine işaretlenmiş beyaz bir ok biçimindedir; pusula okuma noktası da denizci pusulasında olduğu gibi pusula çanağının üzerinde işaretlidir. Normal bir pusulada görülebilecek yön ve derece işaretleri ise, çanağın çevresinde döndürülebilen bir çemberin üzerine kazınmıştır. Çemberde ayrıca, çemberin merkezini kuzey işaretine birleştiren beyaz, ışıltılı iki paralel çizgi bulunur. Pilot, örneğin doğuya doğru bir rota izlemek için çemberi döndürerek üzerindeki doğu işaretini pusula okuma işaretinin karşısınagetirir ve sonra da uçağına, pusula iğnesi iki paralel çizgi arasında kalacak biçimde kumanda eder.
Bugün hem gemilerde, hem de uçaklarda, ani yön değişikliklerine karşı çok duyarlı bir aygıt olan cayroskop kullanılır. Uçaklarda cayroskopa ek olarak, elektrik donanımında herhangi bir arıza ortaya çıktığında acil olarak kullanılmak üzere normal bir magnetik pusula da bulundurulur.
