Escrito por: Sergio Lleras, miembro de la Junta de Astroséneca.

Si observamos el cielo nocturno en cualquier lugar del hemisferio norte, apreciaremos que las estrellas parecen trazar círculos concéntricos alrededor de un punto muy cercano a la Estrella Polar. Lo interesante es que el mencionado punto permanecerá siempre estático para un observador inmóvil. Si se desplaza hacia el norte, el punto ascenderá en proporción directa al desplazamiento angular en latitud del observador. Al moverse hacia el sur, el punto descenderá hasta alcanzar el horizonte al cruzar la línea ecuatorial. En el hemisferio sur ocurre lo mismo, pero sobre un punto centrado en el polo sur celeste.

Cada minuto de grado que se desplace en latitud corresponderá a una milla náutica. Esto surge de la misma definición del patrón métrico oficial de nuestro planeta, pues la medida teórica oficial de la circunferencia ecuatorial (circular, sin accidentes geográficos) es de 40 millones de metros. Al dividir por 360 grados, nuevamente por 60 minutos de grado, obtendremos 1.851,852 metros (definición de la milla náutica) ¿Por qué esto? – Simplemente para lograr una escala de medida de distancias angulares en el ecuador terrestre y sus transformaciones en las proyecciones “esféricas” de los mapas planos para navegación marítima.

Sin entrar en un exceso de explicaciones de geometría esférica, podemos indicar que la altura sobre el horizonte de la Estrella Polar para ubicaciones en el hemisferio norte tendrá un ángulo igual a la latitud geográfica de dicha ubicación. Al tener visual sobre “Polaris” podremos definir exactamente la dirección norte geográfica y de los principales puntos cardinales, sin necesidad de más herramientas que alguna forma de dividir el círculo en  cuatro cuadrantes o segmentos más finos. Midiendo el ángulo entre Polaris y el horizonte determinamos la latitud geográfica de nuestro punto de observación.

Combinando los dos conceptos anotados, los árabes desarrollaron el astrolabio, que correspondía a un mapa  circular de las principales estrellas  que giraba alrededor del eje definido por Polaris, con un segundo dial concéntrico con unas “uñas” que marcaban las estrellas más prominentes.

El concepto básico está definido por el hecho observado que cada día el cielo parece girar una vuelta entera más cerca de 4 minutos más. ¿Por qué parece dar más de una vuelta? – Por la translación de la tierra alrededor del sol, que producirá un giro aparente completo del cielo (360 grados) en el transcurso de un año (estimado en cerca de 360 días en el pasado). Así, la tierra se traslada adicionalmente un grado de “giro del cielo” que equivale a 4 minutos aproximadamente ( las 24 horas de un día multiplicadas por 1/360 de año celeste).

De aquí surge la idea de establecer coordenadas celestiales que asimilen el cielo a un gran “reloj” que desplaza aproximadamente 4 minutos el cielo hacia el occidente, denominado como la “ascensión recta” observada hacia el oriente, combinado con el ángulo de declinación hacia el norte (positivo) o el sur (negativo). 

Lo interesante del sistema es que combinaba tres factores para solucionar una “incógnita”:

1.Altura de la estrella sobre el horizonte, que se medía con un círculo “transportador” en la parte trasera del astrolabio y una mira (similar a la de un arma de fuego). El astrolabio se dejaba colgar libremente, sujetándolo por el pequeño anillo superior. La lectura de altitud de la estrella escogida (oriente en el lado derecho, occidente en el izquierdo) se hacía coincidir con marcas sucesivas de altitud grabadas en el alma del astrolabio.

2.Marcas exteriores en el alma, indicando la fecha respectiva, que debía coincidir con:

3.Marcas interiores en el elemento móvil interno con graduaciones de las horas del día.

De esta manera se obtenía la siguiente información:

Posiciones de las estrellas y su altitud en el cielo para la fecha y hora indicadas por el instrumento.

Al saber dos de las tres variables y posicionarlas dentro del astrolabio, se obtenía la variable desconocida. Sabiendo la altura de una estrella y la fecha de observación, podemos determinar la hora exacta. Así mismo se podía simular la bóveda celeste para cualquier combinación de hora y fecha, incluso durante el día, cuando las estrellas son invisibles.

Con el desarrollo del instrumento, se introdujeron elementos intercambiables que permitían su uso en diferentes latitudes. Su popularidad fue tanta, que en occidente se desarrollaron formas simplificadas de bolsillo, fabricadas en cuero, para uso general.

Pasarían muchos siglos antes que el hombre pudiera desarrollar formas rápidas para navegar con precisión en los desplazamientos en latitud, pues no contaba con relojes diferentes a los de péndulo, que obviamente no funcionaban en los barcos. Sin embargo, las tablas astronómicas si permitían ajustar las ecuaciones de tiempo para aproximar la variación angular de un trayecto y su rumbo aproximado, así las velocidades y distancias parciales siguieran siendo desconocidas.

En nuestra era, el concepto varió radicalmente. En vez de depender de las estrellas reales, hemos invadido unas órbitas cercanas a la tierra con una familia de satélites artificiales GPS (Global Positioning System), cuyas “ecuaciones de órbita” (efemérides) son conocidas y compartidas con todos los instrumentos del sistema.

En términos sencillos, el receptor de cualquier usuario calcula la posición a través de “triangular” (realmente son hipérbolas) la posición terrestre con base en las diferencias en la llegada de señales de tiempo  entre pares de satélites, que son emitidas simultáneamente por todos estos.

Los receptores tienen la capacidad de distinguir, calcular variaciones y tendencias con diferencias de unas pocas millonésimas de segundo. Es tan sofisticado, que además de tener elementos relativísticos, se apoya en modelaciones cartográficas y morfológicas de una pasmosa precisión.