Historia de la navegación
La historia de la navegación es la historia de la navegación, el arte de dirigir las embarcaciones en mar abierto mediante el establecimiento de su posición y rumbo por medio de la práctica tradicional, la geometría, la astronomía o instrumentos especiales. Muchos pueblos se han destacado como navegantes, entre los que destacan los austroindonesios (isleños del sudeste asiático, malgaches, isleños melanesios, micronesios y polinesios), los harapanos, los fenicios, los iraníes, los antiguos griegos, los romanos, los árabes, los antiguos indios., los nórdicos, los chinos, los venecianos, los genoveses, los alemanes hanseáticos, los portugueses, los españoles, los ingleses, los franceses, los holandeses y los daneses.
Antigüedad
Indo-Pacífico
La navegación en el Indo-Pacífico comenzó con las migraciones marítimas de los austronesios de Taiwán que se extendieron hacia el sur hacia la isla del sudeste asiático y la isla Melanesia durante un período entre el 3000 y el 1000 a. Su primer viaje de larga distancia fue la colonización de Micronesia desde Filipinas alrededor del 1500 a. Alrededor del año 900 a. C., sus descendientes se habían extendido más de 6.000 kilómetros a través del Pacífico, llegando a Tonga y Samoa. En esta región se desarrolló una cultura polinesia distintiva. En los siguientes siglos, los polinesios llegaron a Hawái, Nueva Zelanda, la Isla de Pascua y posiblemente a América del Sur. Los navegantes polinesios utilizaron una variedad de herramientas y métodos, incluida la observación de aves, la navegación estelar y el uso de olas y oleajes para detectar tierras cercanas. Canciones, historias mitológicas, y los mapas de estrellas se usaron para ayudar a las personas a recordar información de navegación importante. Mientras tanto, los austronesios en la isla del sudeste asiático comenzaron las primeras redes comerciales marítimas verdaderas alrededor del año 1000 a. C., uniendo China, el sur de la India, el Medio Oriente y la costa este de África. Los colonos de Borneo llegaron a Madagascar a principios del primer milenio d.C. y la colonizaron en el año 500 d.C.
Mediterráneo
Los marineros que navegaban en el Mediterráneo hicieron uso de varias técnicas para determinar su ubicación, incluida la vista de la tierra y la comprensión de los vientos y sus tendencias. Los minoicos de Creta son un ejemplo de una civilización occidental temprana que utilizó la navegación celestial. Sus palacios y santuarios en la cima de la montaña exhiben características arquitectónicas que se alinean con el sol naciente en los equinoccios, así como con la salida y puesta de estrellas particulares. Los minoicos hicieron viajes por mar a la isla de Thera ya Egipto. Ambos viajes habrían tomado más de un día de navegación para los minoicos y los habrían dejado viajando de noche a través de aguas abiertas.Aquí, los marineros usarían las ubicaciones de estrellas particulares, especialmente las de la constelación de la Osa Mayor, para orientar el barco en la dirección correcta.
Los registros escritos de navegación usando estrellas, o navegación celeste, se remontan a la Odisea de Homero, donde Calipso le dice a Odiseo que mantenga a la Osa Mayor (Ursa Major) en su lado izquierdo y al mismo tiempo que observe la posición de las Pléyades, la puesta tardía. Bootes y el Orion mientras navegaba hacia el este desde su isla Ogygia atravesando el océano. El poeta griego Aratus escribió en su Phainomena en el siglo III a. C. posiciones detalladas de las constelaciones escritas por Eudoxos. Las posiciones descritas no coinciden con las ubicaciones de las estrellas durante el tiempo de Aratus o Eudoxos para el continente griego, pero algunos argumentan que coinciden con el cielo de Creta durante la Edad del Bronce.Este cambio en la posición de las estrellas se debe al bamboleo de la Tierra sobre su eje que afecta principalmente a las estrellas polares. Alrededor del año 1000 a. C., la constelación Draco habría estado más cerca del Polo Norte que Polaris. Las estrellas polares servían para navegar porque no desaparecían bajo el horizonte y se podían ver constantemente durante toda la noche.
Hacia el siglo III a. C., los griegos habían comenzado a utilizar la Osa Menor, la Osa Menor, para navegar. A mediados del siglo I d. C., Lucano escribe sobre Pompeyo, quien interroga a un marinero sobre el uso de las estrellas en la navegación. El marinero responde con su descripción del uso de estrellas circumpolares para navegar. Para navegar a lo largo de un grado de latitud, un marinero habría necesitado encontrar una estrella circumpolar por encima de ese grado en el cielo. Por ejemplo, Apolonio habría utilizado a β Draconis para navegar mientras viajaba hacia el oeste desde la desembocadura del río Alfeo hasta Siracusa.
El viaje del navegante griego Pytheas de Massalia es un ejemplo particularmente notable de un viaje temprano muy largo. Astrónomo y geógrafo competente, Pytheas se aventuró desde Grecia a través del estrecho de Gibraltar hacia Europa Occidental y las Islas Británicas. Pytheas es la primera persona conocida en describir el Sol de Medianoche, el hielo polar, las tribus germánicas y posiblemente Stonehenge. Pytheas también introdujo la idea de la lejana "Thule" en la imaginación geográfica y su relato es el primero en afirmar que la luna es la causa de las mareas.
El célebre viaje de Nearco de la India a Susa después de la expedición de Alejandro a la India se conserva en el relato de Arriano, la Indica. El navegante griego Eudoxo de Cyzicus exploró el mar Arábigo para Ptolomeo VIII, rey de la dinastía helenística ptolemaica en Egipto. Según Poseidonius, informado más tarde en Strabo's Geography, el sistema de vientos monzónicos del Océano Índico fue navegado por primera vez por Eudoxus de Cyzicus en 118 o 116 a.
Las cartas náuticas y las descripciones textuales conocidas como direcciones de navegación se han utilizado de una forma u otra desde el siglo VI a. Las cartas náuticas que utilizan proyecciones estereográficas y ortográficas se remontan al siglo II a.
En 1900, el mecanismo de Antikythera se recuperó del naufragio de Antikythera. Este mecanismo fue construido alrededor del siglo I a.C.
Fenicia y Cartago
Los fenicios y sus sucesores, los cartagineses, eran navegantes particularmente hábiles y aprendieron a navegar más y más lejos de la costa para llegar a sus destinos con mayor rapidez. Una herramienta que les ayudó fue el peso sonoro. Esta herramienta tenía forma de campana, hecha de piedra o plomo, con sebo en su interior atado a una cuerda muy larga. Cuando estaban en el mar, los marineros podían bajar el peso de la sonda para determinar qué tan profundas eran las aguas y, por lo tanto, estimar qué tan lejos estaban de la tierra. Además, el sebo recogía sedimentos del fondo que los marineros expertos podían examinar para determinar exactamente dónde estaban. Se sabe que el cartaginés Hanno el Navegante navegó por el Estrecho de Gibraltar c. 500 aC y exploró la costa atlántica de África. Existe un consenso general de que la expedición llegó al menos hasta Senegal.No hay acuerdo sobre si el límite más lejano de las exploraciones de Hanno fue el monte Camerún o el monte Kakulima de Guinea, de 890 metros (2910 pies). No obstante, el límite de viajes marítimos de Hanno puede haber sido más al norte, ya que existen dificultades bien documentadas con el viaje de regreso desde las regiones al sur del cabo Chaunar, que, hasta principios del siglo XV, "había sido hasta ahora el límite non plus ultra o infranqueable". de la navegación europea"
Asia
En el Mar de China Meridional y el Océano Índico, un navegante podría aprovechar los vientos monzónicos bastante constantes para juzgar la dirección. Esto hizo posibles largos viajes de ida dos veces al año. Un libro de 260 EC de K'ang T'ai (康泰) describía barcos con siete velas llamados po para transportar caballos que podían viajar hasta Pakistán. También hizo referencia al comercio monzónico entre las islas (o archipiélago), que tomó un mes y unos días en un gran po. Alrededor del año 1000 a. C., los austronesios de Nusantaran desarrollaron la vela tanja y la vela chatarra. La invención de este tipo de velas hizo posible navegar por la costa occidental de África, por su capacidad de navegar contra el viento. California. 200 dC en la dinastía Han, Chuan(barcos chatarra) se desarrollan en China. Los chinos aprendieron la plataforma chatarra de los malayos que visitaban su costa sur. En aprox. 50-500 dC Las flotas comerciales malayas y javanesas llegaron a Madagascar. También trajeron con ellos al pueblo Ma'anyan dayak, como trabajadores y esclavos. El idioma malgache se originó en el idioma barito del sureste, y el idioma ma'anyan es su pariente más cercano, con numerosos préstamos malayos y javaneses. Los malayos y javaneses también llegaron a Ghana en el siglo VIII d.C.
Edad medieval de la navegación
El Imperio Árabe contribuyó significativamente a la navegación y tenía redes comerciales que se extendían desde el Océano Atlántico y el Mar Mediterráneo en el oeste hasta el Océano Índico y el Mar de China en el este.Aparte del Nilo, el Tigris y el Éufrates, los ríos navegables en las regiones islámicas eran poco comunes, por lo que el transporte por mar era muy importante. La geografía islámica y las ciencias de la navegación hicieron uso de una brújula magnética y un instrumento rudimentario conocido como kamal, utilizado para la navegación celeste y para medir las altitudes y latitudes de las estrellas. El kamal en sí era simple de construir. Era una pieza rectangular de hueso o madera que tenía una cuerda con 9 nudos consecutivos unidos a ella. Otro instrumento disponible, desarrollado también por los árabes, era el cuadrante. También un dispositivo de navegación celestial, se desarrolló originalmente para la astronomía y luego pasó a la navegación. Cuando se combinaban con mapas detallados de la época, los marineros podían navegar a través de los océanos en lugar de bordear la costa. Sin embargo, no hay registros de navegación en mar abierto en el Atlántico, y su actividad se centró en el Mediterráneo, el Mar Rojo, el Golfo Pérsico, el Mar Arábigo y hasta la Bahía de Bengala. Los marineros musulmanes también fueron responsables del uso y desarrollo de las velas latinas y de los grandes barcos mercantes de tres mástiles hacia el Mediterráneo. Los orígenes de la carabela, desarrollada y utilizada para viajes de larga distancia por los portugueses, y posteriormente por el resto de íberos, desde el siglo XV, también se remontan al qarib utilizado por los exploradores andaluces en el siglo XIII.
Las rutas marítimas entre la India y las tierras vecinas fueron la forma habitual de comercio durante muchos siglos y son responsables de la influencia generalizada de la cultura india en las sociedades del sudeste asiático. Las armadas poderosas incluyeron las del Imperio Maurya, Satavahana, Chola, Vijayanagara, Kalinga, Maratha y Mughal.
Los vikingos usaban la polarización y la piedra solar para permitir la navegación de sus barcos al ubicar el Sol incluso en un cielo completamente nublado. Se habló de este mineral especial en varias fuentes escritas de los siglos XIII y XIV en Islandia, algunos siglos después de que se estableciera brevemente el asentamiento nórdico de L'Anse aux Meadows en el extremo norte de Terranova de principios del siglo XI con fecha de carbono.
En China entre 1040 y 1117 se estaba desarrollando y aplicando a la navegación la brújula magnética. Esto permitió a los patrones continuar navegando un rumbo cuando el clima limitaba la visibilidad del cielo. La verdadera brújula de marinero que utiliza una aguja pivotante en una caja seca se inventó en Europa a más tardar en 1300.
Las cartas náuticas llamadas cartas portulanas comenzaron a aparecer en Italia a finales del siglo XIII. Sin embargo, su uso no pareció extenderse rápidamente: no hay informes del uso de una carta náutica en un barco inglés hasta 1489.
Era de la exploración
Las actividades comerciales de Portugal a principios del siglo XV marcaron una época de claro progreso en la navegación práctica para los europeos. Estas expediciones de exploración y comercio enviadas por Infante Henrique (más tarde llamado "Henry the Navigator") llevaron primero al descubrimiento de la isla de Porto Santo (cerca de Madeira) en 1418, al redescubrimiento de las Azores en 1427, al descubrimiento de las islas de Cabo Verde en 1447 y Sierra Leona en 1462.
Combinado con las observaciones empíricas recogidas en la navegación oceánica, cartografiando vientos y corrientes, los exploradores portugueses tomaron la delantera en la navegación oceánica de larga distancia, abriendo más tarde, a principios del siglo XVI, una red de rutas oceánicas que cubrían el Atlántico, el Índico y los océanos del Pacífico occidental, desde el Atlántico Norte y América del Sur, hasta Japón y el Sudeste Asiático.
La campaña portuguesa de navegación atlántica es uno de los primeros ejemplos de un gran proyecto científico sistemático, sostenido durante muchas décadas. Este programa de estudio reclutó a varios hombres de habilidad excepcional, tenía un conjunto bien definido de objetivos y estaba abierto a la confirmación experimental a través del éxito o no de las navegaciones posteriores.
Período Inicial - Exploración portuguesa del Atlántico: Duarte Pacheco Pereira
El principal problema para navegar, solo a vela, de vuelta desde el sur de Canarias (o sur de Boujdour), se debe al cambio de régimen de vientos y corrientes: el giro del Atlántico Norte y la contracorriente ecuatorial empujarán hacia el sur a lo largo de la protuberancia del noroeste de África, mientras que los vientos inciertos donde los alisios del noreste se encuentran con los alisios del sureste (el estancamiento) dejan un velero a merced de las corrientes. Juntos, la corriente predominante y el viento hacen que el avance hacia el norte sea muy difícil o imposible. En este contexto, los portugueses descubrieron las dos grandes volta do mar (que significa literalmente vuelta del mar pero también retorno del mar).) corrientes y vientos alisios del Atlántico Norte y Sur (aproximadamente en la primera mitad y finales del siglo XV respectivamente), que allanaron el camino para llegar al Nuevo Mundo y regresar a Europa, así como para circunnavegar África en abierto occidental. mar, en futuros viajes de descubrimiento, evitando vientos y corrientes contrarias. El 'redescubrimiento' de las islas Azores en 1427 es simplemente un reflejo de la mayor importancia estratégica de las islas, ahora ubicadas en la ruta de regreso desde la costa occidental de África (llamadas secuencialmente 'volta de Guiné' y 'volta da Mina'); y las referencias al Mar de los Sargazos (también llamado en la época 'Mar da Baga'), al oeste de las Azores, en 1436, revela la extensión occidental de la ruta de regreso. Para solventar las dificultades que suponía el viaje de regreso, se emprendió una exploración sistemática de las costas y condiciones de mar abierto, que se prolongó hasta los últimos años del siglo XV. Un ejemplo temprano de tales criterios sistemáticos se encuentra en Duarte Pacheco Pereira, navegante, comandante militar y erudito escritor de 'Esmeraldo de Situ Orbis' (1505-1508), donde relata su exploración y la de otros de la costa africana y de los mares abiertos. del Atlántico sur:
En la introducción de 'Esmeraldo:
"lo que pertenece a la cosmografía ya la náutica espero detallar (…)...cómo se encuentra un promontorio o un lugar con respecto a otro; y esto para que este trabajo tome orden y fundamento; y la costa puede navegarse con mayor seguridad; e igualmente el conocimiento de las tierras y donde están los bajíos que para esto es muy necesario saber; también de las sondas realizadas en algunos lugares cuál es su profundidad y también la diferencia de los fondos, si son de barro o de arena, o de piedra, o de guijarros, o de aristas vivas, o de conchas (burgao = Livona pica) o qué calidad es tal sondeo; y sabiendo cuál es la distancia desde el bajío hasta la costa; y asimismo las mareas, si son del nordeste y del sudoeste como las de nuestra españa, o son del norte y del sur, o del oeste y del este, o del noroeste y del sureste, las que para entrar y salir de puertos y desembocaduras de ríos sean absolutamente necesarias; y también de medidas de los polos de las cuales se puede saber cuántos grados son los lugares separados y la latitud relativa al ecuador; y tambien la naturaleza de la gente de esta etiopia (Africa) y su modo de vida y tambien hablare del comercio que se podia tener en esta tierra
Los repositorios de las observaciones realizadas fueron los 'Roteiros' o mapas de rutas marítimas. El Roteiro más antiguo que se conoce es parte de una colección de varios manuscritos de Valentim Fernandes (1485) con la costa hasta el delta del río Níger en la actual Nigeria, seguido del 'Esmeraldo...' (1505–08) citado sobre; varios 'guiones' incluidos en el 'Livro de Marinharia e Treaty da Agulha de Marear' (Tratado de la Náutica y de la aguja magnética) de João de Lisboa (1514); guiones incluidos en el 'Regiment of Navigation...' (Regimiento de Navegación) de André Pires (1520); guiones para Brasil de Pero Lopes de Sousa (1530-1532), Libro de ruta del viaje a/desde la India de Diogo de Afonso (1536); y los guiones de D. João de Castro (ver más abajo): Lisboa a Goa (1538),
El alcance de las exploraciones emprendidas se informa nuevamente en 'Esmeraldo...', en la página 2 del capítulo 2:
" ... Año de nuestro Señor de 1498 donde Vuestra Alteza nos mandó explorar la parte occidental pasando la grandeza del mar océano; donde se halló y exploró una muy grande tierra firme con muchas y grandes islas contiguas, que se extiende desde setenta grados de de latitud desde la línea del ecuador hacia el polo ártico (…) y va más allá de veintiocho grados de latitud desde la línea del ecuador hacia el polo antártico (…) desde cualquier lugar de Europa o África y cruzando todo el océano en línea recta hasta el Oeste por las reglas de la navegación por treinta y seis grados de longitud, que son seiscientas cuarenta y ocho leguas de ruta contadas a dieciocho leguas por grado ".
Es poco probable que la exploración de los mares abiertos del Atlántico sur se hiciera en un solo viaje, más aún cuando la ruta seguida por Vasco da Gama en 1497 era significativamente diferente a la de Pedro Álvares Cabral en 1500, siendo cada una adaptada a la temporada de partida. Esta adaptación muestra una comprensión del ciclo de variaciones anuales de vientos y corrientes en el Atlántico sur. Además, hubo expediciones sistemáticas que avanzaban hacia el Atlántico norte occidental (Teive, 1454; Vogado, 1462; Teles, 1474; Ulmo, 1486) Los documentos relacionados con el abastecimiento de barcos y el pedido de tablas de declinación solar para el Atlántico sur para ya entre 1493 y 1496,todos sugieren una actividad bien planificada y sistemática. La consecuencia más significativa de este conocimiento sistematizado fue la negociación del Tratado de Tordesillas en 1494, desplazando la línea de demarcación 270 leguas al oeste (de 100 a 370 leguas al oeste de las Azores) con la consecuencia de afirmar la reivindicación portuguesa de Brasil. y su dominio del Atlántico.
Período Maduro - Exploración portuguesa del Índico: João de Castro
A principios del siglo XVI había viajes regulares entre Lisboa y el Índico. El conocimiento del Atlántico se desarrolló por acreción, con la exploración sistemática avanzando hacia el Índico. El corolario de esta actividad involucró a un grupo de hombres notables constituidos en torno al académico (matemático, cosmógrafo) Pedro Nunes, y el explorador e 'investigador principal' João de Castro (navegante, comandante militar y Virrey de la India); tales hombres incluían a Andre de Resende (erudito), João de Barros (cronista y erudito) y posiblemente Damião de Gois (diplomático, erudito y amigo de Erasmo).Los trabajos teóricos de Pedro Nunes (1502-1578) lograron la determinación matemática de la curva loxodrómica: el recorrido más corto entre dos puntos de la superficie de una esfera representada en un mapa bidimensional, allanando el camino para el establecimiento de la proyección de Mercator. Es Pedro Nunes quien afirma, en su contemporáneo "Tratado de la Esfera" (1537), que las navegaciones portuguesas no fueron un esfuerzo aventurero:
“No se pusieron a hacerlo bien: pero nuestros marineros, muy educados y llenos de ruidos y reglas de astrología y geometría, que son las cosas en las que los cosmógrafos se habían fijado (…) y leían muy particularmente bien redondeados letras y no ya que los antiguos vsauam" (no fueron hechos por casualidad: pero nuestros marinos partieron bien instruidos y provistos de instrumentos y reglas de astrología (astronomía) y geometría que eran materias que los cosmógrafos proporcionarían (...) y tomaron cartas con rutas exactas y ya no las que usaban los antiguos).
La credibilidad de Nunes se basa en estar involucrado personalmente en la instrucción de pilotos y marinos superiores desde 1527 en adelante. Además, fue Nunes quien elaboró instrumentos e instrucciones para el trabajo sistemático de João de Castro, como afirma Castro en varias de sus cartas.
La obra de João de Castro se desarrolla a lo largo de la ruta del Océano Índico (1538), particularmente el Mar Arábigo con el Golfo Pérsico y el Mar Rojo (1538-9 y 1541). Si bien su estudio de la costa, la navegación y los vientos y las corrientes es riguroso y preciso, es su investigación sobre el magnetismo terrestre en los océanos Atlántico e Índico lo que llegó a ser celebrado:
"D. Joao de Castro llevó a cabo una serie de experimentos que consiguieron detectar fenómenos, en particular los relacionados con el magnetismo y la aguja magnética a bordo. Cabe suponer que tal conocimiento a Pedro Nunes, por supuesto la inspiración directa de todas las observaciones que ha realizado en sus viajes. Cuando el 5 de agosto de 1538, D. João de Castro decidió determinar la latitud de Mozambique, encontró la causa que dictaba la asombrosa inquietud de las agujas; observó el desvío de la aguja, al descubrirlo 128 años antes que Dennis Guillaume (1666) de Nieppe, que se registra en History of Sailing como si fuera el primero en conocer este fenómeno. Su punto cerca de Baçaim, el 22 de diciembre de 1538, un fenómeno magnético, por el que hubo variaciones de la aguja a causa de la proximidad de ciertas rocas, confirmado cuatro siglos después, se llamaba atracción local. D. João de Castro refutó la teoría de que la variación de la declinación magnética no está formada por meridianos geográficos. Sus comentarios son el registro más importante de valores de declinación magnética en los océanos Atlántico e Índico, en el siglo XVI, y útiles para el estudio del magnetismo terrestre. Fue una de las personalidades de la ciencia experimental europea de este siglo, vinculando la importancia de este estudio con la navegación a vela."
El rey Juan II de Portugal continuó con este esfuerzo y formó un comité de navegación. Este grupo calculó tablas de la declinación del sol y mejoró el astrolabio del marinero, creyéndolo un buen reemplazo para el bastón cruzado. Estos recursos mejoraron la capacidad de un navegante en el mar para juzgar su latitud. El judío castellano Abraham Zacut, autor de un excepcional tratado de astronomía/astrología en hebreo, con el título Ha-jibbur Ha-gadol, huyó a Portugal en 1492. Publicó en la imprenta de Leiria en 1496, el libro Biur Luhoth, o en latín Almanach Perpetuum, que pronto fue traducida al latín y al español. En este libro estaban las tablas astronómicas (efemérides) de los años 1497 a 1500, que pueden haber sido fundamentales, junto con el nuevo astrolabio, de metal y no de madera como antes (creado y perfeccionado al comienzo de los descubrimientos portugueses), a Vasco da Gama y Pedro Álvares Cabral en sus viajes a la India (también pasando por América del Sur) por el océano Atlántico abierto (incluido el Atlántico Sudoccidental) y en el Océano Índico. Sin embargo, los portugueses tuvieron que contratar pilotos locales en el Océano Índico durante varias décadas para guiar sus barcos.
En los siglos XV y XVI, la Corona de Castilla y luego la Corona "unificada" de España también estuvieron a la vanguardia de la exploración global europea y la expansión colonial. La Corona española abrió rutas comerciales a través de los océanos, especialmente las expediciones transatlánticas de Cristóbal Colón en nombre de Castilla, a partir de 1492. La Corona de Castilla, bajo Carlos I de España, también patrocinó la primera expedición de circunnavegación mundial en 1521. La empresa fue dirigida por el navegante portugués Fernando de Magallanes y completada por el vasco español Juan Sebastián Elcano. Los viajes de exploración llevaron al florecimiento del comercio a través del Océano Atlántico entre España y América y a través del Océano Pacífico entre Asia-Pacífico y México a través de Filipinas. Más tarde, Andrés de Urdaneta descubrió las aguas del Pacífico norte.volta do mar viaje de ida y vuelta.
La brújula, una cruz o astrolabio, un método para corregir la altitud de Polaris y cartas náuticas rudimentarias eran todas las herramientas disponibles para un navegante en la época de Cristóbal Colón. En sus notas sobre la geografía de Ptolomeo, Johannes Werner de Nuremberg escribió en 1514 que el asta en cruz era un instrumento muy antiguo, pero que recién comenzaba a usarse en los barcos.
Antes de 1577, no se mencionó ningún método más avanzado para juzgar la velocidad del barco que observar el tamaño de la ola de proa del barco o el paso de la espuma del mar o varios objetos flotantes. En 1577 se menciona una técnica más avanzada: el registro de astillas. En 1578, se registró una patente para un dispositivo que juzgaría la velocidad del barco contando las revoluciones de una rueda montada por debajo de la línea de flotación del barco.
El cronometraje exacto es necesario para la determinación de la longitud. Ya en 1530, se estaban explorando los precursores de las técnicas modernas. Sin embargo, los relojes más precisos disponibles para estos primeros navegantes eran los relojes de agua y los relojes de arena, como el reloj de arena. La Royal Navy de Gran Bretaña todavía usaba relojes de arena hasta 1839 para el cronometraje de los relojes.
La acumulación continua de datos de navegación, junto con una mayor exploración y comercio, condujo a una mayor producción de volúmenes durante la Edad Media. Los "Routiers" se produjeron en Francia alrededor de 1500; los ingleses se referían a ellos como "rutters". En 1584, Lucas Waghenaer publicó el Spieghel der Zeevaerdt (El espejo del marinero), que se convirtió en el modelo de este tipo de publicaciones para varias generaciones de navegantes. La mayoría de los marineros los conocían como "Waggoners".
En 1537, Pedro Nunes publicó su Tratado da Sphera. En este libro incluyó dos tratados originales sobre cuestiones de navegación. Por primera vez se abordó el tema utilizando herramientas matemáticas. Esta publicación dio origen a una nueva disciplina científica: la "navegación teórica o científica".
En 1545, Pedro de Medina publicó el influyente Arte de navegar. El libro fue traducido al francés, italiano, holandés e inglés.
En 1569, Gerardus Mercator publicó por primera vez un mapa del mundo en una proyección cartográfica tal que las trayectorias de rumbo constante se trazaron como líneas rectas. Esta proyección de Mercator sería ampliamente utilizada para cartas náuticas desde el siglo XVIII en adelante.
En 1594, John Davis publicó un folleto de 80 páginas llamado The Seaman's Secrets que, entre otras cosas, describe la navegación en círculo máximo. Se dice que el explorador Sebastian Cabot había utilizado métodos de gran círculo en un cruce del Atlántico Norte en 1495. Davis también le dio al mundo una versión del backstaff, el cuadrante de Davis, que se convirtió en uno de los instrumentos dominantes desde el siglo XVII hasta el adopción del sextante en el siglo XIX.
En 1599, Edward Wright publicó Certaine Errors in Navigation, que traducía la obra de Pedro Nunes explicando las bases matemáticas de la proyección de Mercator, con tablas matemáticas calculadas que posibilitaban su uso en la práctica. El libro aclaraba por qué solo con esta proyección un rumbo constante correspondería a una línea recta en un gráfico. También analizó otras fuentes de error, incluido el riesgo de errores de paralaje con algunos instrumentos; y estimaciones defectuosas de latitud y longitud en cartas contemporáneas.
En 1599-1600, la carta mundial de Edward Wright de 1599 fue el primer mapa bajo la proyección de Mercator dibujado por un inglés para la navegación inglesa. El mapa muestra de forma destacada el sello privado de la reina Isabel I; el único de su reino que lleva su sello privado. El globo Molyneux 1592 es la única otra cartografía con su Privy Seal. Ambos identifican a Nova Albion, la tierra que el capitán Francis Drake reclamó para su reina durante su circunnavegación de 1577-1580, por encima del paralelo 40.
En 1631, Pierre Vernier describió su cuadrante recién inventado que tenía una precisión de un minuto de arco. En teoría, este nivel de precisión podría dar una línea de posición dentro de una milla náutica de la posición real del navegante.
En 1635, Henry Gellibrand publicó una cuenta del cambio anual en la variación magnética.
En 1637, usando un sextante astronómico especialmente construido con un radio de 5 pies, Richard Norwood midió la longitud de una milla náutica con cadenas. Su definición de 2040 yardas está bastante cerca de la definición moderna del Sistema Internacional de Unidades (SI) de 2025,372 yardas. A Norwood también se le atribuye el descubrimiento de la inmersión magnética 59 años antes, en 1576.
Tiempos modernos
En 1714, los comisionados británicos para el descubrimiento de la longitud en el mar cobraron importancia. Este grupo, que existió hasta 1828, ofreció subvenciones y recompensas para la solución de problemas de navegación. Entre 1737 y 1828, los comisionados desembolsaron unas 101.000 libras esterlinas. El gobierno del Reino Unido también ofreció recompensas significativas por los logros de navegación en esta era, como £ 20,000 por el descubrimiento del Paso del Noroeste y £ 5,000 por el navegante que pudiera navegar dentro de un grado de latitud del Polo Norte. Un manual generalizado en el siglo XVIII fue Navigatio Britannica de John Barrow, publicado en 1750 por March & Page y todavía publicitado en 1787.
Isaac Newton inventó un cuadrante reflectante alrededor de 1699. Escribió una descripción detallada del instrumento para Edmond Halley, que se publicó en 1742. Debido a este lapso de tiempo, a menudo se le ha dado crédito por la invención a John Hadley y Thomas Godfrey. El octante finalmente reemplazó a los pentagramas cruzados y los cuadrantes Davis anteriores, y tuvo el efecto inmediato de hacer que los cálculos de latitud fueran mucho más precisos.
Un avance muy importante para la determinación precisa de la longitud se produjo con la invención del cronómetro marino. La oferta del premio de longitud de 1714 por un método para determinar la longitud en el mar fue ganada por John Harrison, un carpintero de Yorkshire. Presentó un proyecto en 1730 y en 1735 completó un reloj basado en un par de vigas contrapesadas que oscilaban conectadas por resortes cuyo movimiento no estaba influenciado por la gravedad o el movimiento de un barco. Sus dos primeros relojes marinos H1 y H2 (terminados en 1741) utilizaron este sistema, pero se dio cuenta de que tenían una sensibilidad fundamental a la fuerza centrífuga, lo que significaba que nunca podrían ser lo suficientemente precisos en el mar. Harrison resolvió los problemas de precisión con su diseño de cronómetro H4 mucho más pequeño en 1761. El H4 se parecía mucho a un gran reloj de bolsillo de cinco pulgadas (12 cm) de diámetro. En 1761, Harrison presentó H4 por el premio de longitud de £ 20,000. Su diseño utilizó un volante de latidos rápidos controlado por un resorte en espiral compensado por temperatura. Estas características se mantuvieron en uso hasta que los osciladores electrónicos estables permitieron fabricar relojes portátiles muy precisos a un costo asequible. En 1767, la Junta de Longitud publicó una descripción de su trabajo enLos principios del cronometrador del Sr. Harrison.
En 1757, John Bird inventó el primer sextante. Esto reemplazó al cuadrante de Davis y al octante como el principal instrumento para la navegación. El sextante se derivó del octante para proporcionar el método de distancia lunar. Con el método de la distancia lunar, los marineros podían determinar su longitud con precisión. Una vez que se estableció la producción de cronómetros a fines del siglo XVIII, el uso del cronómetro para la determinación precisa de la longitud fue una alternativa viable. Los cronómetros reemplazaron a los lunares en un uso generalizado a fines del siglo XIX.
En 1891, las radios, en forma de telégrafos inalámbricos, comenzaron a aparecer en los barcos en el mar.
En 1899, el RF Matthews fue el primer barco en utilizar la comunicación inalámbrica para solicitar asistencia en el mar. El uso de la radio para determinar la dirección fue investigado por "Sir Oliver Lodge, de Inglaterra; Andre Blondel, de Francia; De Forest, Pickard; y Stone, de los Estados Unidos; y Bellini y Tosi, de Italia". Stone Radio & Telegraph Company instaló un primer prototipo de buscador de dirección de radio en el minero naval Líbano en 1906.
En 1904, se enviaban señales horarias a los barcos para permitir a los navegantes comprobar sus cronómetros. La Oficina Hidrográfica de la Marina de los EE. UU. estaba enviando advertencias de navegación a los barcos en el mar en 1907.
Los desarrollos posteriores incluyeron la colocación de faros y boyas cerca de la costa para que actuaran como señales marinas que identifican características ambiguas, resaltan peligros y señalan canales seguros para los barcos que se acercan a alguna parte de la costa después de un largo viaje por mar. En 1912 Nils Gustaf Dalén fue galardonado con el Premio Nobel de Física por su invención de válvulas automáticas diseñadas para ser utilizadas en combinación con acumuladores de gas en faros.
1921 vio la instalación de la primera radiobaliza.
El primer prototipo de sistema de radar embarcado se instaló en el USS Leary en abril de 1937.
El 18 de noviembre de 1940, el Sr. Alfred L. Loomis hizo la sugerencia inicial de un sistema electrónico de navegación aérea que luego fue desarrollado en LORAN (sistema de navegación de largo alcance) por el Laboratorio de Radiación del Instituto de Tecnología de Massachusetts, y el 1 de noviembre, 1942, se puso en funcionamiento el primer sistema LORAN con cuatro estaciones entre los cabos de Chesapeake y Nueva Escocia.
En octubre de 1957, la Unión Soviética lanzó el primer satélite artificial del mundo, el Sputnik. Los científicos del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins tomaron una serie de mediciones del desplazamiento doppler del Sputnik que arrojaron la posición y la velocidad del satélite. Este equipo continuó monitoreando el Sputnik y los siguientes satélites en el espacio, el Sputnik II y el Explorer I. En marzo de 1958 comenzó a explorarse la idea de trabajar hacia atrás, utilizando órbitas satelitales conocidas para determinar una posición desconocida en la superficie de la Tierra. Esto condujo al sistema de navegación por satélite TRANSIT. El primer TRÁNSITOEl satélite se colocó en órbita polar en 1960. El sistema, que consta de 7 satélites, se puso en funcionamiento en 1962. Un navegador que usa lecturas de tres satélites podría esperar una precisión de unos 80 pies.
El 14 de julio de 1974 se puso en órbita el primer prototipo de satélite GPS Navstar, pero sus relojes fallaron poco después del lanzamiento. El Navigational Technology Satellite 2, rediseñado con relojes de cesio, comenzó a entrar en órbita el 23 de junio de 1977. Para 1985, la primera constelación GPS Block I de 11 satélites estaba en órbita.
Los satélites del sistema similar ruso GLONASS comenzaron a ponerse en órbita en 1982, y se espera que el sistema tenga una constelación completa de 24 satélites para 2010. La Agencia Espacial Europea espera tener su Galileo con 30 satélites para 2011 –12 también.
Sistemas de puentes integrados
Los conceptos de puentes electrónicos integrados están impulsando la planificación del futuro sistema de navegación. Los sistemas integrados toman entradas de varios sensores de barcos, muestran electrónicamente información de posicionamiento y proporcionan las señales de control necesarias para mantener un barco en un curso preestablecido. El navegador se convierte en un administrador del sistema, eligiendo los ajustes preestablecidos del sistema, interpretando la salida del sistema y monitoreando la respuesta de la embarcación.