De las dos coordenadas terrestres utilizadas desde tiempos muy antiguos, la que mayores dificultades ha causado siempre a los navegantes fue sin duda la Longitud. La tarea de encontrar un método preciso para su determinación, en la época de las grandes navegaciones, ocupaba las mentes de geógrafos y navegantes por igual y se había convertido en cuestión de estado para casi todos los soberanos de la época, quienes destinaban en el cometido grandes sumas de dinero. Aun así, el problema de la longitud no pudo resolverse con exactitud hasta el siglo XVIII, cuando John Harrison puso en funcionamiento su nueva invención: el cronómetro marino. En contraposición a esto, el modo de hallar la Latitud ya era bien conocido desde mucho tiempo antes y su determinación no ofrecía secretos a los navegantes desde épocas muy remotas.
Un poco de historia
Se cree que los primeros navegantes que lograron determinar la latitud fueron los fenicios, utilizando para ello la estrella polar. Los fenicios sabían claramente que la coordenada latitud era igual a la altura que tenía el polo celeste sobre el horizonte, tema que trataremos más adelante. Dicho polo celeste, estaba perfectamente señalizado en el cielo por la estrella polar, que por aquel entonces no era la estrella α de la constelación de la Osa Menor (por todos conocida como “Polaris”) sino que era β (Kochab), la segunda en brillo. Esto se debe a que, por el movimiento de precesión terrestre, las estrellas van variando su posición a lo largo de los años. Por suerte, dicho movimiento es extremadamente lento, a punto tal que el lugar de la estrella polar será ocupado por la estrella Vega, que pertenece a la constelación de Lira, en aproximadamente 12.000 años.
En definitiva, si la latitud equivale a la altura del polo celeste elevado por sobre el horizonte, y en dicho polo se encuentra Polaris, pues bastaba entonces con medir la altura de dicha estrella y se obtenía así la latitud.
Así fue como comenzaron a idearse los primeros instrumentos de medición, entre los que podemos mencionar el Astrolabio, el Cuadrante y la Balestilla, todos ellos empleados tanto por portugueses como por españoles en la época de la conquista de América.
Por supuesto que el método todavía no arrojaba resultados exactos ya que, como hoy sabemos, la estrella polar no se encuentra exactamente sobre el polo celeste sino que guarda cierta separación (aproximadamente 1º dependiendo de la época del año). Además no se conocían todavía a ciencia cierta las correcciones que debían aplicarse a la altura medida, producto de la refracción astronómica, la depresión aparente del horizonte, etc.
Para efectuar dichas correcciones existían diversos métodos, pero ninguno de ellos era demasiado preciso. Aun así, la latitud calculada por este método era perfectamente aceptable a los fines que se pretendía. El problema comenzó a aparecer en la época de los grandes descubrimientos a partir de que fue necesario navegar en latitudes Sur, donde la estrella polar se encuentra permanentemente por debajo del horizonte. Los primeros que se aventuraron a América utilizaron a la estrella Acrux (la más brillante de la Cruz del Sur), a la cual aplicaban una corrección de aproximadamente 30º, a fin de obtener la latitud.
Otra forma de calcular la latitud, utilizada desde épocas muy remotas, era a partir de la altura meridiana del Sol, método que explicaremos más adelante. El problema fundamental de la aplicación del método se debía fundamentalmente al desconocimiento de la declinación que el Sol tenía ese día. Como veremos después, la coordenada declinación en la esfera celeste es equivalente a la coordenada latitud en la esfera terrestre.
Al comienzo, la utilización del método estaba exclusivamente restringida a los días en que el Sol tenía declinación cero, es decir, cuando se encontraba exactamente sobre el Ecuador. Como se sabe, esto último ocurre solo en los equinoccios (21 de marzo y 21 de septiembre aproximadamente). Luego fue aplicado también durante los solsticios (21 de junio y 21 de diciembre), días en los cuales el Sol alcanza su máxima declinación (23º 27’). Más adelante en el tiempo fueron apareciendo las primeras publicaciones conteniendo las tablas de las declinaciones del Sol para todo el año, las que tuvieron su origen en los Libros de Alfonso X (el Sabio). Éstas dieron inicio a los primeros Almanaques Náuticos que se conocen: el publicado en 1475 por Abraham Zacuto, profesor de astronomía en la universidad de Salamanca, quien además de la declinación publicó el ángulo horario del Sol (equivalente a la longitud terrestre) para los años 1473 a 1476; las Efemérides de Johannes Müller, entre el 1468 y 1470 y el Manual de Munich, aproximadamente en el 1509, el que contenía además una detallada explicación de la determinación de la latitud utilizando la altura meridiana del Sol y la estrella polar.
Un tiempo después, Martín Cortés expuso los cuatro métodos principales para determinar la latitud utilizando la altura meridiana del Sol, en una publicación que llevó el título “Breve compendio de la esfera y del arte de navegar”. Pedro Nunes, gran matemático portugués, emprendió con un método para obtener la altura meridiana a partir de la altura extrameridiana, tema que veremos más adelante.
Avanzado el siglo XVII y a partir de los avances de las publicaciones con efemérides astronómicas, aparecieron nuevos métodos para determinar la latitud: altura meridiana de una estrella cualquiera, alturas simultáneas de dos estrellas, amplitud del Sol y su intervalo, dos alturas del Sol y la distancia entre verticales, etc. Más adelante se descubre el método llamado de las “Alturas recíprocas” y el de las “alturas cronometradas” (también llamado “longitud por cronómetro”), ambos destinados a la determinación de la longitud. De aquí en más, son innumerables los aportes que hacen al cálculo matemático personajes como Mendoza, Pagel, Ivory y Gauss.
Hasta ese entonces, el modo de hallar la posición en el mar requería aplicar diferentes métodos para determinar la latitud y la longitud en forma separada. A partir del descubrimiento de la recta de altura hecho por Sumner, Johnson y Saint Hilaire entre otros, dichos métodos comenzarían a entrar paulatinamente en desuso.
Continua en La latitud y la estrella polar (parte 2).
Darío G. Fernández
Director del ISNDF