El astrolabio:
Etimológicamente astrolabio procede del griego «astron» astro y «lanbanien» tomar, buscar, oséa, buscador de astros. Después pasó a ser una muestra gráfica de la esfera celeste, siguiendo las teorías geocéntricas de Tolomeo. El proyecto del astrolabio se asigna a Diógenes Laercio, Berosio el Caldeo, Arquímedes, Teodosio de Bitinia, etc.. Delambre asigna a Hiparco la invención del astrolabio chato. Otros investigadores de la cuestión piensan que fue Tolomeo el inventor del astrolabio chato. Tras caer en desuso, el astrolabio volvió a ser utilizado por los astrónomos árabes, que el califa Al Ma’mun reunió en la Casa de la Inteligencia de Bagdad, en la primera mitad del siglo X. El astrolabio era usado por los árabes para solucionar algunos inconvenientes de triángulos esféricos relacionados con las practicas religiosas, así como adivinar con precisión el instante en el que empieza el Ramadán, que se produce cuando la luna y el sol tienen la misma longitud celeste y en el exacto momento en el que La luna hace aparición en el horizonte. El astrolabio más viejo de todo el mundo fue constituido por Nastulus hacia el 927 y se guarda en el Museo Nacional de Kuwait.
El califa Al-Mamun (813 a 839) ordena calcular la longitud del nivel terrestre: A través 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 ámbas estaciones fue medida después y se vio que era igual a doscientos mil codos hashemitas; esto daba para la circunferencia completa de la tierra cerca de veinte y 4 mil millas de las muestras, determinación no muy apartada de la realidad. Mas como la forma esférica no podía ser cierta de forma positiva por solo una medición, mandó el califa realizar otra cerca de Cufa, en Mesopotamia. Sus astrónomos se dividieron en dos partes, y partiendo de un punto dado, cada parte midió un arco de un nivel, los unos hacia el Norte y hacia el Sur los otros; el resultado se manifestó en codos, y si estos fueron como el popular codo real, la longitud de un nivel se consiguió con una proximidad de una tercer parte de milla de su verdadero valor. (J.G.Draper.1876)
Los astrolabios «esféricos» o redondos eran de todos modos 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 conformados por numerosas piezas: la «madre» es un disco que tiene dos caras, la «faz» con fachada de caja colindrica ahuecada, en cuyo interior se ubica el tímpano y la araña. La otra cara del astrolabio llamada «dorso» tiene una corona exterior graduada de 360 grados. La «lamina», llamada además 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 además 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 chato del ecuador. Cada lamina esta grabada para una latitud cierta en cada cara. La «araña» o red es a lo mejor la parte más atrayente del astrolabio. Es un grupo de latón con curiosos dibujos, garfios, nervios y aros. De todos modos es un mapa de las estrellas más visibles de la bóveda celeste. En todos estos dibujos esta representada la posición de una estrella, por lo cual al girar la «araña» como corresponde se obtiene en la lamina las coordenadas de la estrella mencionado. Dispone además de una «alidada» o «medeclina», que es una regleta giratoria con la cual el espectador puede dirigir la visual a un astro, por medio de dos pínulas. Algunos astrolabios tienen en el «dorso» un ábaco que se conoce como «cuadrado de las sombras». Los astrolabios flamencos acostumbran tener un Quadratum nautimcum» en el interior de la «madre».
El astrolabio náutico:
Es un instrumento bastante más sencillo que el astrolabio astronómico, debido a que su propósito queda achicado a tomar alturas de los astros, habiendo sido usados de forma exclusiva por los navegantes. Principalmente es un círculo de bronce o latón (también los hubo de madera) atravesado por 4 radios, situados a 90 grados uno del otro. La intersección con el círculo del radio ubicado en los 180 grados, tiene una más grande masa del material en el que se ha constituido el astrolabio, para que realice el efecto plomada y bajar la oscilación que el viento o el movimiento del buque logren imprimirle. El diámetro vertical representa la línea zénit-nádir y el horizontal la línea del horizonte. En esta línea está ubicado el nivel cero, correspondiendo el nivel 90 al zénit. Los portugueses prefirieron situar el nivel 90 en la línea del horizonte, con lo que la cifra señalada por la alidada o medeclina indicaba distancias cenitales en vez de alturas; de esta forma se ahorraba la operación de la resta. Dispone además de una anilla o «colgadero» para ingresar por ella un dedo y sustentar el astrolabio.
«El que desee tomar el sol con el astrolabio en la mar, se asentará y va a poner cerca del mástil más grande, que es donde la nave proporciona menos vaivenes y está más quieta, y colgando el dedo segundo de la mano derecha de su anillo, va a poner la cara y el astrolabio frontero del sol derechamente y va a conocer 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 de esta forma va a tomar del astrolabio los grados que muestre la punta del penicidio, y va a hacer por ellos las cuentas según las reglas». (Dr.García de Palacio. Instrucción Náutica para andar. Méjico 1587).
Este instrumento es el más relevante y capacísimo de la astrología y cosmografía de todos los que en las ciencias se han inventado.(Alonso Cháves 1537) Por medio de visualizaciones del sol de día y de las estrellas de noche se ganaba una de las coordenadas posicionales: la latitud; el trámite para conseguir la longitud no sería resuelto hasta el siglo XVIII.
Latidud y Longitud:
Coordenadas que aceptan a los geógrafos, cartógrafos y navegantes determinar la posición de algún punto sobre la extensión de la tierra. La latitud de un punto es el ángulo compuesto por el radio terrestre hasta dicho punto y el chato del ecuador. La latitud se expresa en grados, minutos y segundos al norte o al sur del ecuador (0º). Los polos tienen latitudes de 90 grados N y S. Un nivel de latitud mide 110,4 km sobre la extensión de la tierra, cada nivel tiene dentro 60 minutos y cada minuto 60 segundos. Las líneas sobre la extensión de la tierra que unen todos los puntos de igual latitud forman círculos inferiores paralelos al ecuador llamados por este motivo paralelos. Los paralelos van disminuyendo en longitud mientras incrementa su latitud, y desaparecen en los polos. La longitud de un punto es la distancia angular al este o al oeste en relación a un «meridiano base» escogido arbitrariamente. Un meridiano es un círculo cuyo diámetro es igual al de la esfera sobre la que está trazado, que sucede por los polos norte y sur. El meridiano que sucede por Greenwich es el meridiano base y su longitud es 0º. Las longitudes de los que sobran meridianos se miden sobre el ecuador hasta los 180ºE y los 180ºO en relación al meridiano de Greenwich. La longitud de un nivel varía con la latitud, reduciéndose gradualmente desde unos 110,4 km en el ecuador hasta ocultar en los dos polos.
Meridianos y paralelos:
Prácticamente todos los mapas tienen dentro un sistema de coordenadas que posibilita la ubicación de puntos geográficos y se utiliza para señalar la circunstancia de un espacio. El primer sistema de esta clase fue el sistema geográfico o de meridianos y paralelos creado por los antiguos griegos. Se basa e el movimiento de a Tierra sobre su eje y en el sistema babilónico de medición del tiempo y de los grados: un día=24 horas, una revolución= 360 grados. En el sistema geográfico, la posición de un espacio se expresa por dos cantidades medidas desde el punto medio de la Tierra. La área de la Tierra se distribuye en una secuencia de líneas imaginarias. Los meridianos van de polo a polo. Meridiano significa línea del medio día. Todos los puntos situados sobre el mismo meridiano tienen el Sol destinado sobre esta línea al mediodía. La longitud de un espacio sugiere el ángulo compuesto por el primer meridiano, convencionalmente elegido, y el meridiano al que corresponde el sitio considerado. Se mide hacia el este y hacia el oeste; por consiguiente, la longitud máxima, este u oeste, es siempre de 180 grados. Los paralelos son círculos paralelos al ecuador. La latitud de un preciso lugar es el ángulo compuesto por el ecuador y el paralelo sobre el que este lugar esté ubicado. Para ofrecer una posición más precisa, el nivel puede dividirse en 60 minutos, y el minuto, en 60 segundos. La designación del «primer meridiano», usado para las mediciones longitudinales, fué fundamento de permanentes polémicas durante la historia. Hoy en día los mapas usados en la mayor parte de los países adoptan como primer meridiano el que sucede por Greenwich. Los meridianos y los paralelos son de enorme consideración para la navegación marítima y aérea. Midiendo la altura del Sol o de la estrella Polar sobre el horizonte, a través de un sextante, se puede saber la latitud de un punto. Antes, todos los marinos dominaban esta habilidad, a pesar de que los instrumentos de que disponían eran muy elementales. Muchísimo más complicado es saber la longitud. El Sol se ve desplazarse a un ritmo de 15 grados por hora. Si se tiene un cronómetro, que daría la distingue de tiempo en relación al primer meridiano, se puede saber la longitud.
- El cálculo de la longitud
El cuadrante de altura:
En opinión de Salvador García Franco, ha compartido con el astrolabio la meta de apuntar el cielo con sus pínulas para la obtención de alturas de astros sobre el horizonte. Con este apunte y la declinación del astro se conseguía la latitud del lugar por un fácil cálculo de suma o resta. En la etapa medieval el instrumento se encontraba constituido por la cuarta parte de un círculo, dos pínulas sobre radios limitadores y una graduación en el limbo de 0 a 90 grados en partes iguales. La más reciente cifra correspondía al radical del radio portador de las pínulas. Como índice para indicar la altura observada se utilizaba un hilo a plomada cuya extremidad se fijaba en el vértice del cuadrante. Esta clase de cuadrante está ya descrito en la Instrucción Náutica de García de Palacio, anunciado en Méjico en 1587. Colón lo utilizó en sus viajes. En su primer viaje llevó un astrolabio y un cuadrante. Por lo general empleaba el cuadrante para llevar a cabo visualizaciones de la estrella Polar. No hay constancia de que hiciera visualizaciones solares o de que utilizara el astrolabio. En su segundo viaje se ve que no lo utilizó. Generalmente los marinos de los descubrimientos usaron con más grande continuidad el astrolabio y la ballestina.
La ballestina:
[Ballestilla] Es un instrumento náutico usado por los marinos para medir la altura de los astros desde mediados del siglo XV hasta el siglo XVIII. Era un instrumento con un manejo muy simple, de ahí el extenso tiempo en que se utilizó por los navegantes, aunque además hay que poner énfasis su menor exactitud. Se encontraba compuesto por una vara de madera cuadrada, llamada báculo, virote o radio, por la que se deslizaban completamente perpendiculares unas piezas además de madera, achaflanadas en sus extremos, llamadas martillo, corredera, sualla, franja o transversario. El piloto espectador tomaba la ballestina, por el radical contrario del báculo y dirigía dos visuales a cada lado de la corredera o franja. Una visual al astro mencionado y otra al horizonte, corriendo la parte hasta situar ámbas visuales en todos los extremos de la corredera o franja. Una aceptable observacón dependía de la pericia del piloto espectador, pero era recurrente tener fallos destacables, más allá de su simple manejo. En relación de la altura a que estuviese el astro, se utilizaba para tomar la altura una corredera o transversario del tamaño correcto. Los aparatos náuticos de reflexión, muchísimo más precisos, acabaron con esta clase de instrumentos para tomar la altura de los astros.(Ricardo Arroyo)
Calendario lunar:
La luna proporciona la vuelta a la tierra en 29 días y medio (29,53059… días). El año lunar de 354 días (doce lunaciones) es 11 días más breve que el año del sol. El calendario lunar, llamado metónico, trata de ajustarse al calendario solar: comprende años ordinarios de 354 días y algunas veces años largos, excepcionales de 384 días. El período metónico dura 19 años, y agrega un decimotercer mes de 30 días a los años tercero, sexto, octavo, undécimo, décimocuarto, decimoséptimo y decimonoveno de un período metónico. Estas divisiones intentan almacenar una correlación con el año del sol, referencia generalizada para la gente, y a la vez ser útil de guía a grupos más reducidos, como pescadores y marinos, cuya actividad se ve afectada por las mareas.