IDEAS QUE BULLEN

Un compañero de trabajo se examinó para el título de Capitán de Yate (o su equivalente en Portugal) y me puso en un verdadero aprieto. Tenía tan herrumbrosos mis conocimientos de navegación astronómica que no tuve más remedio que ponerme a repasar. Como siempre, la curiosidad me mató y encontré hechos y curiosidades que, o bien nunca las aprendí o las tenía totalmente olvidadas. Tirando del hilo, me ha salido esta entrada.

El actual GPS (Global Positioning System) es muy reciente en el ámbito civil. Los primeros equipos instalados a bordo de buques mercantes son de principios de los años 80 (doy fe), y el sistema se consideró totalmente desarrollado a partir de 1995. Antes de ayer.
Hoy el GPS se usa hasta para plantar lechugas o ir a buscar el pan.

Un poco de geografía: La situación en la Tierra se determina con las coordenadas: la latitud y la longitud, tomando como referencia el Ecuador y el meridiano cero (también conocido como Greenwich) respectivamente. Hasta aquí fácil.

Un poco de historia de la navegación: Desde los tiempos de Ptolomeo ya éramos capaces de calcular la latitud gracias a la estrella Polar, o al Sol cuando pasa por el meridiano (al mediodía) alcanzando entonces su máxima altura sobre el horizonte. Para dar vueltas por el Mediterráneo y contornear las costas europeas era más que suficiente.
La ciencia que desarrolla y soluciona la capacidad de situarse en base a la posición de los astros (Sol, planetas, Luna y estrellas) es la navegación astronómica.

El principio es relativamente sencillo: se coloca a la Tierra en el centro del Universo y se analiza el movimiento aparente de los astros a nuestro alrededor en la esfera celeste, supuestamente colocada en el infinito y en donde quedan reflejados todos los astros y nuestra posición en la Tierra. Conociendo de antemano la posición exacta de los astros, la posición del observador se resuelve mediante cálculos de trigonometría, eso sí, esférica, pues se trabaja sobre una esfera y no sobre un plano. Tranquilos que por aquí no sigo.

La estrella Polar es un chollo aunque no siempre sea la misma. La actual es una de las más brillantes que se hallan en el camino que va recorriendo el polo norte y por esto lleva el nombre de Polar desde hace más de mil años. Lo podrá conservar hasta cerca del año 3500. Aquí la tenéis:

Para calcular la latitud solo es necesario medir la altura de la estrella Polar sobre el horizonte. Este gráfico se explica por sí solo: h es la altura sobre el horizonte de la estrella, PN es el polo norte celeste donde se encuentra la Polar y φ es la latitud del observador. La latitud es igual a la altura de la Polar.

Para medir la altura sobre el horizonte se emplea el sextante y antes el astrolabio, la ballestilla, el kamal o el cuadrante.Cuando Colón, Vasco de Gama y demás descubridores se pusieron a cruzar los océanos se perdían porque no había un modo eficaz de medir la Longitud en alta mar. Las cartas náuticas tenían más agujeros que un queso gruyere puesto que una gran parte del mundo estaba inexplorado, especialmente por mar.

Una vez abiertas las rutas comerciales transoceánicas el problema de la Longitud se convirtió en un asunto de ámbito mundial. Las naciones marítimas (España, Francia, Holanda, el Reino Unido, etc.) ofrecieron premios al científico, astrónomo o matemático que resolviera el problema.

El problema: medir el tiempo, ese era el problema. No había manera de saber la hora a bordo. Cada 15° de Longitud es equivalente a una hora de tiempo (360º / 24 horas = 15º). En teoría, para calcular la distancia recorrida por el marino desde el lugar de partida hacia el Este o el Oeste, todo lo que necesitaba era conocer con precisión la hora en el momento de la observación del Sol al mediodía, cuando el Sol está más alto. La diferencia en tiempo sería la Longitud: por ejemplo, 2 horas de diferencia serán 30º de Longitud recorrida desde la partida, hacia el Este si el reloj marca las 10 horas o hacia el Oeste si marca las 14 horas.

Pero los relojes en aquella época eran de péndulo y acababan despendolados en cuanto había mal tiempo.

Se desarrollaron algunos métodos para el cálculo de la Longitud: las distancias lunares (propuesto en el siglo XVI), los satélites de Júpiter (siglo XVII, con Galileo como descubridor) pero ninguno era lo suficientemente simple como para ser empleado de forma eficaz a bordo aunque se siguió trabajando con el de las distancias lunares hasta finales del siglo XIX.

Era el siglo XVIII y los barcos seguían perdiéndose y errando su destino a pesar de que los mejores matemáticos y astrónomos como Galileo, Edmond Halley (el del cometa) o Euler (que ayudó a resolver problemas matemáticos) ponían lo mejor de sí mismos.

Siempre tiene que pasar algo grave: En 1707 se produjo un accidente en las islas Sorlingas (Isles of Scilly) que impulsó al gobierno británico a crear la Junta de la Longitud (Board of Longitude) en 1714.

El Almirante Cloudesley Shovell al mando de 15 buques se dirigía a Portsmouth después de la campaña de Toulon en el Mediterráneo, pero erró en la Longitud. No se conoce el número exacto de marinos muertos en el naufragio de cuatro buques y las varada de otros dos. La cifra varía entre 1.400 y más de 2.000; en todo caso fue uno de los mayores desastres marítimos de la historia británica y de toda la historia de la navegación, equivalente al accidente del Titanic doscientos años después.La Junta de la Longitud establecida por el Parlamento británico estableció un premio de 20.000£ a quien solucionara el problema de la longitud y su cálculo en la mar.

Un humilde relojero: Ni astrónomos ni matemáticos, tuvo que ser el relojero John Harrison (1693 – 1776) el que resolvió el problema. Dedicó su vida a desarrollar el cronómetro marino; tras numerosas pruebas y cronómetros fabricó uno que se mostró lo suficientemente preciso y robusto para cumplir la función de conservar la hora a bordo de un barco. El último de la serie fue el H-5 (el Harrison 5) con algo más de un kilo de peso y 13 cm de diámetro:

En 1765 la Junta de la Longitud era reacia a otorgar el premio a Harrison a pesar de las pruebas efectuadas en viajes oceánicos. Hasta que Harrison obtuvo audiencia ante el Rey Jorge III. El propio rey comprobó en palacio la precisión del reloj: tenía un error de 1/3 de segundo al día. Increíble para la época. Finalmente, con 80 años, recibió una compensación de 8750£* (un millón de € actuales) pero nunca recibió el premio de manera oficial ni el total de la suma prometida (20.000£).

Al mismo tiempo, Los observatorios astronómicos comenzaron a publicar anualmente los almanaques náuticos (Francia 1761, Inglaterra 1767, España 1792) en donde se detalla la situación de los astros, según el día y la hora. No eran los primeros, pero sí los más completos y adaptados a las nuevas tecnologías.

Con el sextante, el cronómetro y los almanaques náuticos el problema fue resuelto.

La navegación astronómica fue empleada hasta los años 80, hasta que fue desplazada por el GPS. La Armada de los EE.UU. eliminó la navegación astronómica del currículo de la formación de sus oficiales hace más de diez años pero la han retomado cuando se dieron cuenta de la vulnerabilidad de los sistemas electrónicos.

No hay nada como las cerillas para hacer fuego.

*Nota: el montante total recibido por Harrison es incierto; no coincide en webs como la Universidad de Cambridge, el Museo de Greenwich, la Enciclopedia Británica, etc.