Na sua forma mais simples, o astrolábio era um disco circular, graduado em sua borda em unidades angulares, e uma régua linear que vinculada ao disco podia pivotar em torno de um eixo passando pelo centro do disco. Alçava-se o astrolábio pela sua parte superior, geralmente no dedo do observador, e apontava-se a régua ao astro desejado, lendo-se a graduação correspondente à altura do astro. Quando se conhecia a direção do norte local, o disco podia ser usado para medir distâncias angulares na horizontal, fornecendo o azimute do astro.
Com o aperfeiçoamento do astrolábio, principalmente pelos árabes durante o milênio em que a igreja católica sufocou qualquer tentativa de pesquisa que fosse contra seus dogmas, esse instrumento passou a contar com três partes: (a) o disco graduado, cuja parte central recebia a gravação de um sistema de coordenadas astronômicas, (b) a régua linear e (c) um segundo “disco” que era uma escultura das constelações locais e da eclíptica.
Com a observação da altura do astro, e com o conhecimento da estrela, diversas informações astronômicas podiam ser obtidas com a consulta à graduação central do astrolábio. Uma das grandes vantagens desse instrumento era o fato de que, como era pendurado no dedo, a vertical do local ficava bem definida mesmo que a base de sustentação do observador não fosse fixa, como era o caso do tombadilho de um navio no mar. Assim, o astrolábio foi um importante instrumento auxiliar na navegação astronômica antes do advento da bússola e mesmo completando as informações dadas por essa.
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