El Astrolabio

Etimológicamente astrolabio proviene del griego "astron" astro y "lanbanien" tomar, buscar, es decir, buscador de astros. Más tarde pasó a ser una representación gráfica de la esfera celeste, siguiendo las teorías geocéntricas de Tolomeo. El invento del astrolabio se atribuye a Diógenes Laercio, Berosio el Caldeo, Arquímedes, Teodosio de Bitinia, etc.. Delambre atribuye a Hiparco la invención del astrolabio plano. Otros estudiosos de la cuestión opinan que fue Tolomeo el inventor del astrolabio plano. Tras caer en desuso, el astrolabio volvió a ser usado por los astrónomos árabes, que el califa Al Ma'mun reunió en la Casa de la Sabiduría de Bagdad, en la primera mitad del siglo X. El astrolabio era utilizado por los árabes para resolver algunos problemas de triángulos esféricos relacionados con las practicas religiosas, tales como predecir con exactitud el momento en el que comienza el Ramadán, que se produce cuando la luna y el sol tienen la misma longitud celeste y en el preciso instante en el que La luna aparece en el horizonte. El astrolabio más antiguo del mundo fue construido por Nastulus hacia el 927 y se conserva en el Museo Nacional de Kuwait.


El califa Al-Mamun (813 a 839) ordena calcular la longitud del grado terrestre: Por medio de un astrolabio, se determinó la altura del polo sobre el horizonte, en dos estaciones de un mismo meridiano que distaban entre sí un grado; la distancia entre las dos estaciones fue medida luego y se vio que era igual a doscientos mil codos hashemitas; esto daba para la circunferencia completa de la tierra cerca de veinte y cuatro mil millas de las muestras, determinación no muy apartada de la verdad. Mas como la forma esférica no podía ser determinada positivamente por una sola medición, mandó el califa ejecutar otra cerca de Cufa, en Mesopotamia. Sus astrónomos se dividieron en dos secciones, y partiendo de un punto dado, cada sección midió un arco de un grado, los unos hacia el Norte y hacia el Sur los otros; el resultado se expresó en codos, y si estos fueron como el conocido codo real, la longitud de un grado se obtuvo con una aproximación de un tercio de milla de su verdadero valor. (J.G.Draper.1876)

Los astrolabios "esféricos" o redondos eran en realidad una "poma" o esfera sobre la que se montaba un casquete hemisférico. Se trazaban las coordenadas celestes horizontales, con el horizonte, los semicírculos verticales, eclíptica, etc. El astrolabio "llano" esta compuestos por varias piezas: la "madre" es un disco que tiene dos caras, la "faz" con apariencia de caja colindrica ahuecada, en cuyo interior se coloca el tímpano y la araña. La otra cara del astrolabio llamada "dorso" tiene una corona exterior graduada de 360 grados. La "lamina", llamada también tímpano o saphila, es un disco de latón con las caras pulimentadas en las que están grabadas las coordenadas horizontales de la esfera celeste. Están trazados también el cenit, el horizonte, el ecuador, los almicantarats, el azimut y los círculos de Cáncer y Capricornio, todo ello en proyección esteorográfica, con el polo sur como centro de una proyección sobre el plano del ecuador. Cada lamina esta grabada para una latitud determinada en cada cara. La "araña" o red es quizá la pieza más interesante del astrolabio. Es un conjunto de latón con curiosos dibujos, garfios, nervios y aros. En realidad es un mapa de las estrellas más visibles de la bóveda celeste. En cada uno de estos dibujos esta representada la posición de una estrella, por lo que al girar la "araña" adecuadamente se obtiene en la lamina las coordenadas de la estrella en cuestión. Dispone además de una "alidada" o "medeclina", que es una regleta giratoria con la cual el observador puede dirigir la visual a un astro, a través de dos pínulas. Algunos astrolabios tienen en el "dorso" un ábaco que se conoce como "cuadrado de las sombras". Los astrolabios flamencos suelen tener un Quadratum nautimcum" en el interior de la "madre".

El astrolabio náutico:


Es un instrumento mucho mas simple que el astrolabio astronómico, ya que su objetivo queda reducido a tomar alturas de los astros, habiendo sido utilizados exclusivamente por los navegantes. Fundamentalmente es un círculo de bronce o latón (también los hubo de madera) atravesado por cuatro radios, situados a 90 grados uno del otro. La intersección con el círculo del radio situado en los 180 grados, tiene una mayor masa del material en el que se ha construido el astrolabio, para que haga el efecto plomada y disminuir la oscilación que el viento o el movimiento del buque puedan imprimirle. El diámetro vertical representa la línea zénit-nádir y el horizontal la línea del horizonte. En esta línea está situado el grado cero, correspondiendo el grado 90 al zénit. Los portugueses prefirieron situar el grado 90 en la línea del horizonte, con lo que la cifra señalada por la alidada o medeclina indicaba distancias cenitales en lugar de alturas; de este modo se ahorraba la operación de la resta. Dispone además de una anilla o "colgadero" para introducir por ella un dedo y sustentar el astrolabio.

"El que quiera tomar el sol con el astrolabio en la mar, se asentará y pondrá cerca del mástil mayor, que es donde la nave da menos vaivenes y está más quieta, y colgando el dedo segundo de la mano derecha de su anillo, pondrá el rostro y el astrolabio frontero del sol derechamente y conocerá que está por la sombrea que el sol, y alzará o bajará el penicidio (alidada) hasta que entre el sol por los dos agujeros de las pínulas y estando así tomará del astrolabio los grados que muestre la punta del penicidio, y hará por ellos las cuentas según las reglas". (Dr.García de Palacio. Instrucción Náutica para navegar. Méjico 1587).

Este instrumento es el más importante y capacísimo de la astrología y cosmografía de todos los que en las ciencias se han inventado".(Alonso Cháves 1537) A través de observaciones del sol de día y de las estrellas de noche se obtenía una de las coordenadas posicionales: la latitud; el procedimiento para obtener la longitud no sería resuelto hasta el siglo XVIII.

La Brújula:

En el siglo VII a.de C. se conocían las propiedades magnéticas de la magnetita o piedra imán. En el siglo XI se decubrió que montada libremente, adoptaba una orientación determinada. La invención de la brújula se atribuye a los chinos. Existe una leyenda según la cual, en una batalla dada en la niebla por el emperador Huang-ti en 2634 a . de C., se empleó para orientar a las tropas un carro con una figura humana que señalaba siempre el S. También se sabe que los chinos traficaron por mar con los países del golfo Pérsico y el mar Rojo en el s.IX, pero no consta que usaran para ello la brújula. En realidad la primera referencia escrita del uso de ésta por los chinos data del s.XI. Entre los árabes se mencionaba por primera vez en 1220. Probablemente fueron ellos quienes la introdujeron en Europa, donde no tardó en ser adoptada por los vikingos. Se sabe con certeza que Colón utilizó una, quien probablemente fue el primero en advertir la variación magnética.


En su versión primitiva, conocida con el nombre de brújula flotante, el instrumento consistía en una aguja magnética montada sobre un flotador que se colocaba en un recipiente con agua. Brújulas modernas: La brújula sufrió pocas modificaciones hasta el s.XIX, en que científicos, ingenieros y navegantes la mejoraron notablemente. El algunos modelos, los rumbos o los grados acimutales están marcados en un plato circular, que gira movido por varios imanes. Para barcos y aviones, en los que los movimientos de balanceo y cabeceo hacen inservibles las brújulas ordinarias, se han ideado tipos especiales. Las brújulas de barcos se montan en suspensión cardán, lo que permite que se mantengan siempre niveladas. Los imanes de las brújulas, tanto en los barcos como en los aviones, se sumergen a menudo en un líquido con el fin de amortiguar la oscilación. El N geográfico y el magnetismo no suelen coincidir; la diferencia entre ellos es la variación o declinación, que difiere de un lugar a otro; las cartas marinas y las aeronáuticas indican su valor mediante líneas isogónas.

El error de la brújula debido a la existencia en sus inmediaciones de materiales férreos y otros metales magnéticos se llama desviación y resulta especialmente enojoso en los barcos y en los aviones. Se consigue eliminarlo colocando correctores magnéticos en lugares adecuados. La brújula de declinación posee una aguja imantada que gira en un plano vertical, es decir, alrededor de un eje horizontal, e indica la componente vertical del campo magnético terrestre y no la componente horizontal como hacen las brújulas ordinarias; se usa sobretodo para trabajos geológicos.

Instalación: En los buques de gran porte y en todos aquellos cuyos cascos y superestructuras son de acero, las brújulas se hallan afectadas por las perturbaciones magnéticas del propio casco, que falsea el rumbo a seguir en la derrota. En este aspecto se han realizado considerables progresos. La bitácora o pedestal en cuyo interior va situado el mortero y que a su vez aloja el elemento sensible de un compás (sistema direccional) va dotado de una serie de elementos correctores y auxiliares, que eliminan las perturbaciones producidas por los aceros estructurales del buque y, como consecuencia, los desvíos de éste se reducen al mínimo.

Modernamente se han tomado acuerdos importantes en lo que se refiere a las características fundamentales que debe reunir una bitácora magistral o de gobierno. Una de las ventajas que reporta es que su teoría es simple y sencilla, se basa en una serie de efectos ópticos en virtud de los cuales el rumbo de la bitácora magistral, situada en la parte exterior del puente alto, se refleja en el cuarto de gobierno, frente al plano horizontal de los ojos del marinero o timonel, que por medio de un espejo regulador puede leer cómodamente el rumbo. Este sistema de bitácora magistral de reflexión evita la instalación de otro compás en el cuarto de gobierno, permitiendo así más espacio para la colocación de del piloto automático, repetidores de giro y demás aparatos detectores y electrónicos, como el radar y las sondas ultrasonoras.

El cálculo de la longitud en el s.XVIII:

Los marinos pudieron dirigir sus buques con mayor base científica y con ayuda de mapas dotados de más garantía. En Francia en 1720, y en Inglaterra y Holanda en 1740, los gobiernos crearon archivos de mapas, así como reunieron Memorias y Diarios de navegación que fueron copiados o consultados por los capitanes, que aprendieron a documentarse antes de zarpar. Los instrumentos ópticos se perfeccionaron. Hadley en 1731 puso a punto el octante y más tarde apareció el sextante, aparato destinado a tomar la altura del sol y determinar, con un error mínimo, la latitud de un lugar. Quedaba, sin embargo, el problema de la determinación exacta de la longitud, que no podía resolverse sin disponer de un cronómetro más preciso que los relojes que se usaron en siglos anteriores. Cuando el sol se halla en el meridiano del punto de observación, si se conoce con exactitud la hora del punto de partida, es posible saber la longitud (distancia en grados al meridiano cero). En líneas generales, una diferencia de 4 minutos viene a representar un grado de longitud, pero los relojes difícilmente conservaban la misma hora del punto de partida lo cual era causa de graves errores. Debido a este hecho algunas cartas holandesas situaban la costa oriental de Terranova, aún en 1750, a nueve grados de su posición real. Y en 1765 ocurría lo mismo, en varios grados de error, con los cabos de Hornos y Buena Esperanza. Según los cartógrafos, existían hasta tres archipiélagos Galápagos y varias islas Santa Elena. En 1714, a consecuencia de haberse desviado de su longitud real, un buque estuvo errando durante un mes por el Pacífico Sur en busca e la isla de Juan Fernández y 80 personas murieron por esta causa, víctimas del escorbuto. En 1763 el barco francés Le Glorieux se dirigía hacia el cabo de Buena Esperanza, pero el capitán creía hallarse al este de las islas de Cabo Verde cuando en realidad se encontraba al oeste. Puso rumbo en esta dirección y arribó a las costas del Brasil. En 1714 el Parlamento inglés ofreció una recompensa de 20.000 libras a quien pudiera dar solución al problema de calcular las longitudes en alta mar con un error máximo de medio grado. Después de cuarenta años de trabajo, el mecánico inglés John Harrison (1693-1776) ganó el premio llamado Copley al construir un cronómetro muy perfecto, el cual se instaló en un barco que en 1761 partía rumbo a Jamaica. Cuando regresó a Inglaterra, después de 147 días, el reloj sólo había variado 1 minuto y 54 segundos. El problema de las longitudes quedaba, pues, resuelto. Sin embargo, la fabricación del cronómetro resultaba cara y complicada. La perfección del cronómetro corrió a cargo de dos franceses: Le Roy y Berthond. Entre 1767 y 1772 varios barcos franceses fueron dotados de cronómetros obteniendo resultados satisfactorios, y en 1772, el cronómetro de Harrison hizo posible el segundo viaje de Cook. A pesar de todo ello, el cronómetro no se aplicó a todos los buques; incluso durante la guerra de América muchos almirantes incurrieron en grandes errores al calcular las longitudes.