الحلقات الفلكية

يتم تثبيت الحلقات الفلكية الثابتة على قاعدة، مثل الكرات الفلكية ، ويمكن استخدامها كساعات شمسية .

تُعلّق الساعة بحبل أو سلسلة؛ ويمكن تغيير نقطة التعليق على حلقة خط الزوال الرأسية لتتوافق مع خط العرض المحلي. يُقرأ الوقت من الحلقة الاستوائية؛ في المثال أدناه، يُدار الشريط المركزي حتى يمر شعاع الشمس عبر ثقب صغير ويسقط على الحلقة الاستوائية الأفقية.

• 
  ساعة شمسية للمسافرين أو قرص دائري عالمي، وهي نسخة محمولة من الحلقات الفلكية، مغلقة لسهولة الحمل.
• 
  ساعة شمسية للمسافر، مفتوحة وجاهزة للاستخدام. انظر إلى تعليقات ويكيميديا ​​كومنز للاطلاع على تسميات أجزاء الساعة الشمسية للمسافر .
• 
  ساعة شمسية للمسافرين، قيد الاستخدام، حيث يُقرأ موضع شعاع الضوء (داخل المربع المميز) لمعرفة الوقت. انظر التعليقات التوضيحية لمعرفة كيفية قراءة الساعة الشمسية .

حلقة الشمس، أو حلقة المزارع، هي تبسيط للحلقات الفلكية، مصممة خصيصًا لخطوط العرض المختلفة. في حلقات الشمس المكونة من قطعة واحدة، يُطبع الوقت ومقياس الشهر على السطح الداخلي للحلقة؛ حيث يُضيء شعاع الشمس المار عبر ثقب في الحلقة نقطةً على هذا المقياس. أما حلقات الشمس الحديثة، فتُصنع غالبًا من جزأين، ينزلق أحدهما لضبط الشهر؛ وعادةً ما تكون أقل دقة.

• 
  رسم تخطيطي لحلقة شمسية من جزء واحد، مع شعاع الشمس
• 
  خاتم شمسي أو خاتم مزارع مكون من جزأين، مع شعاع ضوئي يُظهر الوقت
• 
  حلقة ساعة شمسية أبسط، غير مستخدمة

في عام 1610، ابتكر إدوارد رايت حلقة البحر ، التي رُكّب عليها قرص دائري عالمي فوق بوصلة مغناطيسية. وقد مكّن هذا البحارة من تحديد الوقت والانحراف المغناطيسي بخطوة واحدة. ^{[ 4 ]} وتُعرف هذه أيضاً باسم "بوصلات الساعة الشمسية".

عندما يكون التوقيت الشمسي عند الظهر بالضبط، أو معروفًا من ساعة أخرى، يمكن استخدام الجهاز لتحديد وقت السنة.

يمكن استخدام حلقة الزوال كمؤشر عند استخدامها كساعة شمسية . يُطلق على الخط الأفقي المحاذي لخط الزوال، مع مؤشر موجه نحو شمس الظهيرة، اسم خط الزوال، وهو لا يُشير إلى الوقت، بل إلى يوم السنة. تاريخيًا، استُخدمت هذه الحلقات لتحديد طول السنة الشمسية بدقة. يمكن استخدام حلقة الزوال الثابتة وحدها كساعة شمسية تقويمية (أناليما) ، والتي لا تُقرأ إلا عند الظهيرة.

عندما تصطف ظلال الحلقات بحيث تبدو وكأنها في نفس المكان، أو في نفس المكان تقريبًا، فإن خط الزوال يحدد نفسه.

تُوضع حلقة الزوال عموديًا، ثم تُدار (بالنسبة للجرم السماوي) حتى تُصبح موازية لخط الشمال-الجنوب المحلي. وبذلك، تُصبح الحلقة بأكملها موازية لدائرة خط الطول التي تمر بالمكان الذي يقف فيه المستخدم.

نظرًا لأن الجهاز غالبًا ما يكون مدعومًا بالحلقة الزوالية، فإنها عادةً ما تكون الحلقة الخارجية، كما هو الحال في حلقات المسافر الموضحة أعلاه. هناك، يتم تثبيت حلقة تعليق منزلقة في أعلى الحلقة الزوالية، والتي يمكن من خلالها تعليق الجهاز بأكمله. الحلقة الزوالية مُدرجة بدرجات خط العرض (من 0 إلى 90 درجة، لكل نصف كرة أرضية). عند الاستخدام الصحيح، يشير المؤشر الموجود على الدعامة إلى خط عرض موقع الجهاز. هذا يُميل الحلقة الاستوائية بحيث تقع بنفس زاوية خط الاستواء المحلي بالنسبة للخط الرأسي. ^{[ 5 ] [ 6 ]}

تشغل الحلقة الاستوائية مستوىً موازياً لخط الاستواء السماوي، بزاوية قائمة على خط الزوال. وهي محاذية لـ

• يتم ربطها بالحلقة الزوالية عند علامة خط العرض صفر (انظر أعلاه)
• يتماشى مع حلقة الميل، والتي تتماشى مع الجسم السماوي.

غالباً ما تكون مزودة بمقياس مدرج، ويمكن استخدامها لقياس المطلع المستقيم . في ساعة المسافر الشمسية الموضحة أعلاه، هي الحلقة الداخلية.

يُنقش هذا الخاتم أحيانًا بأسماء الأشهر على أحد جانبيه، وعلامات الأبراج الفلكية المقابلة لها على الجانب الآخر، وهو يشبه إلى حد كبير الأسطرلاب. وقد وُجدت خواتم أخرى منقوشة بمقياسين زمنيين، كل منهما يتكون من 12 ساعة. يمتد كل مقياس على 180 درجة، ويُرقم بالساعات، مع وجود علامات كل 20 دقيقة، وعلامات أصغر كل 4 دقائق. يعرض الجانب الداخلي مقياسًا تقويميًا بأسماء الأشهر مُشارًا إليها بأحرفها الأولى، مع علامة تُشير إلى كل 5 أيام، وعلامات أخرى تُمثل أيامًا مُفردة. وعلى هذه العلامات، يُنقش الجانب الخارجي للخاتم برموز الأبراج الفلكية المُقابلة. يُشير موضع الرمز إلى تاريخ دخول الشمس إلى هذا البرج تحديدًا. يُشار إلى الاعتدال الربيعي في 15 مارس، وإلى الاعتدال الخريفي في 10 سبتمبر. ^{[ 7 ]}

حلقة الانحراف قابلة للتحريك، وتدور حول محاور مثبتة في حلقة الزوال. ويتوازى خط وهمي يربط هذه المحاور مع محور الأرض. أما "حلقة" الانحراف في ساعة المسافر الشمسية المذكورة أعلاه، فهي ليست حلقة بالمعنى الحرفي، بل حلقة مستطيلة مزودة بمؤشر منزلق لضبط الفصل .

غالباً ما تكون هذه الحلقة مزودة بريش وثقوب دقيقة لاستخدامها كأداة توجيه للديوبترا (انظر الصورة). ويمكن استخدامها لقياس الميل .

غالباً ما يتم تمييز هذا الخاتم أيضاً بعلامات الأبراج وخمسة وعشرين نجماً، على غرار الأسطرلاب .