Navegación astronómica

La navegación astronómica sitúa un barco a partir de la altura del Sol, la Luna y las estrellas sobre el horizonte. La latitud sale de la estrella Polar, que los pilotos portugueses medían con cuadrante hacia 1460, o del Sol del mediodía; la longitud requiere la hora de un meridiano de referencia, que desde la década de 1760 aportaron los cronómetros y las tablas lunares.

Qué es

Lejos de la costa, la aguja y la velocidad estimada mantienen el rumbo, pero los errores se acumulan. El cielo sirve de comprobación, porque la altura de una estrella o del Sol sobre el horizonte depende del lugar donde uno está.

La latitud, la distancia al norte o al sur del ecuador, llegó primero: los pilotos del océano Índico la sacaban de la Polar con los dedos o con el kamal, y los europeos llevaron cuadrantes y astrolabios al mar en el siglo XV. La longitud depende de la hora y siguió siendo un problema difícil hasta el XVIII. La lámina muestra un sextante y un cronómetro marino de esa época posterior.

Cómo funciona

La estrella Polar está muy cerca del punto del cielo que queda sobre el eje de la Tierra. En el polo norte está casi en el cenit; en el ecuador, casi sobre el horizonte. Entre ambos, su altura equivale más o menos a la latitud. En tiempos de Colón distaba 3,5° del polo y los pilotos corregían la lectura; hoy la diferencia es menor de un grado.

Al sur del ecuador se usa el Sol al mediodía verdadero, cuando está más alto. Su ángulo con el ecuador celeste, la declinación, oscila a lo largo del año entre unos 23,4° N y 23,4° S y puede calcularse de antemano. Con el Sol del mediodía al sur, la latitud es 90° menos su altura, más la declinación, con el sur en negativo. Con el Sol al norte, como siempre al sur de los trópicos, la latitud es la declinación menos (90° menos la altura).

El astrolabio náutico se fundía pesado y calado para que el viento no lo hiciera oscilar.

En el primer cuadrante, una plomada cuelga ante una escala mientras se apunta a la estrella por un borde. El astrolabio náutico cuelga de una anilla; para el Sol, el navegante gira la alidada hasta que un rayo pasa por la pínula de arriba y cae en la de abajo. Ambos oscilan en una cubierta que se balancea, y los errores de varios grados eran frecuentes.

El octante y el sextante miden desde el horizonte del mar. La luz del Sol da en el espejo grande del brazo móvil, se refleja en el espejo chico y entra en el anteojo. Una mitad del espejo chico es transparente, de modo que se ve el horizonte a través de ella junto al Sol reflejado. Con los vidrios de color puestos, el navegante mueve el brazo hasta que el borde inferior del Sol toca el horizonte y lee el limbo. Unas tablas corrigen luego la altura del ojo, la refracción y el semidiámetro del Sol, unos 16′. La doble reflexión duplica el ángulo, así que un arco de un sexto de círculo mide hasta 120°.

Para la longitud, la Tierra gira 15° por hora. Si el Sol pasa por el meridiano del lugar cuando un reloj con la hora de Greenwich marca las 15:00, el barco está a unos 45° al oeste de Greenwich, antes de aplicar la ecuación del tiempo: según la estación, el Sol se adelanta o se retrasa hasta 16 minutos. Lo difícil era un reloj que no se desajustara en el mar. El otro método, la distancia lunar, compara el ángulo medido entre la Luna y una estrella brillante con tablas impresas para hallar la hora de referencia.

Entre dos observaciones, la estima con la aguja, la corredera y el reloj se traza en la carta; cada situación astronómica la corrige.

Cómo hacerlo

Un cuadrante de cartón da la latitud con uno o dos grados de error, es decir, de 100 a 200 km.

Se apunta por la pajita y se lee dónde cruza el hilo la escala.

Hacer el cuadrante. Recortar en cartón rígido un cuarto de círculo de unos 15 cm de radio. Con un transportador, graduar el arco de 0 en un borde recto a 90 en el otro. Pegar una pajita a lo largo del borde marcado 90. Colgar de la esquina un hilo con una tuerca. El hilo indica entonces el ángulo de la pajita sobre la horizontal.

Medir la Polar. En una noche despejada del hemisferio norte, prolongar unas cinco veces la línea que une las dos estrellas del extremo del cazo de la Osa Mayor para dar con la Polar. Apuntarla por la pajita, dejar que el hilo se quede quieto y leer. La media de cinco lecturas da una latitud aproximada.

O medir el Sol del mediodía por la sombra. No apuntar nunca al Sol. Clavar un palo recto en suelo llano y comprobar con la plomada que está vertical. Hacia el mediodía, marcar la punta de la sombra cada cinco minutos: la sombra más corta señala el mediodía verdadero, que rara vez cae a las 12:00 del reloj. La altura del Sol es el ángulo cuya tangente es la altura del palo dividida por esa sombra; también se puede dibujar el triángulo a escala y medir el ángulo con el transportador.

Corregir según la fecha. Buscar la declinación del Sol del día en unas efemérides, positiva al norte. Al norte de los trópicos, latitud = 90° − altura + declinación. El 11 de abril la declinación es de unos +8°. Si un palo de 100 cm da una sombra mínima de 77 cm, la altura es de unos 52,4° y la latitud, 90 − 52,4 + 8 = 45,6° N, cerca de los 45,8° de Lyon. Después, comparar con un mapa.

Seguridad. No mirar nunca al Sol, ni a simple vista ni a través de una pajita, un tubo, unos prismáticos o un visor, ni siquiera un instante; las gafas de sol no protegen y la lesión es permanente. De noche, salir acompañado, llevar una linterna y mantenerse lejos de acantilados, muelles y de la orilla del agua.

Historia y evolución

Los navegantes del Pacífico viajaban sin instrumentos, guiándose por los puntos donde salen y se ponen las estrellas y estimando la latitud por la altura de la Cruz del Sur. En 1976, Mau Piailug guió así la canoa Hōkūleʻa de Hawái a Tahití.

El kamal: cada nudo correspondía a la altura de la Polar en un puerto conocido.

Con el kamal de los pilotos del océano Índico, un nudo sujeto entre los dientes fijaba la distancia a una tablilla cuyos bordes iban del horizonte a la estrella. Ahmad ibn Mayid, de Omán, dejó escrito este saber en 1490.

Diogo Gomes cuenta que tomó la Polar con un cuadrante en un viaje a Guinea hacia 1460, aunque sus fechas son inciertas. Tras cruzar el ecuador, en la década de 1470, los portugueses pasaron al Sol del mediodía, al astrolabio y a las tablas de declinación de Abraham Zacuto, impresas en Leiria en 1496. Siguieron la ballestilla y, hacia 1594, el cuadrante de Davis. John Hadley presentó su octante a la Royal Society en 1731. El reloj H4 de John Harrison se probó en el mar en 1761; el Nautical Almanac de Nevil Maskelyne, publicado en 1766 para el año 1767, traía tablas lunares. Las señales horarias regulares por radio empezaron en 1904, y el GPS quedó plenamente operativo en 1995.