Historia de la navegación

La historia de la navegación , o historia de la navegación marítima , es el arte de dirigir los buques en alta mar mediante el establecimiento de su posición y rumbo por medio de la práctica tradicional, la geometría, la astronomía o instrumentos especiales. Muchos pueblos han sobresalido como navegantes, entre ellos destacan los austronesios ( isleños del sudeste asiático , malgaches , isleños melanesios , micronesios y polinesios ), los harappanos , 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 .

La navegación en el Indo-Pacífico comenzó con las migraciones marítimas de los austronesios desde Taiwán, que se expandieron hacia el sur hasta las islas del sudeste asiático y la Melanesia insular durante un período entre 3000 y 1000 a. C. Su primer viaje de larga distancia fue la colonización de Micronesia desde las Filipinas alrededor del 1500 a. C. Hacia el 900 a. C., sus descendientes se habían extendido más de 6000 kilómetros a través del Pacífico, llegando a Tonga y Samoa . En esta región, se desarrolló una cultura polinesia distintiva . En los siglos siguientes, los polinesios llegaron a Hawái , Nueva Zelanda , la Isla de Pascua y posiblemente Sudamérica . 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 la tierra cercana. Se utilizaron canciones, historias mitológicas y mapas estelares para ayudar a las personas a recordar información importante sobre la navegación. Mientras tanto, los austronesios del sudeste asiático insular iniciaron las primeras redes comerciales marítimas verdaderas alrededor del año 1000 a. C., conectando China , el sur de la India , Oriente Medio y la costa oriental de África . Los colonizadores de Borneo llegaron a Madagascar a principios del primer milenio d. C. y lo colonizaron en el año 500 d. C. ^{[1] [2] [Nota 1]}

Los marineros que navegaban por el Mediterráneo utilizaban varias técnicas para determinar su ubicación, entre ellas mantenerse a la vista de la tierra y comprender los vientos y sus tendencias. Los minoicos de Creta son un ejemplo de una civilización occidental temprana que utilizaba la navegación celestial. Sus palacios y santuarios en la cima de las montañas exhiben características arquitectónicas que se alinean con el sol naciente en los equinoccios , así como con la salida y puesta de determinadas estrellas. ^[3] Los minoicos hicieron viajes por mar a la isla de Thera y a Egipto . ^[4] Ambos viajes habrían requerido más de un día de navegación para los minoicos y los habrían dejado viajando de noche a través de aguas abiertas. ^[4] Aquí los marineros usarían las ubicaciones de determinadas estrellas, especialmente las de la constelación de la Osa Mayor , para orientar el barco en la dirección correcta. ^[4]

Los registros escritos de navegación utilizando estrellas, o navegación celestial , se remontan a la Odisea de Homero , donde Calipso le dice a Odiseo que mantenga la Osa Mayor en su lado izquierdo y al mismo tiempo observe la posición de las Pléyades , el Boötes de puesta tardía y Orión mientras navegaba hacia el este desde su isla Ogigia atravesando el Océano. ^[5] El poeta griego Arato escribió en su Phainomena en el siglo III a. C. posiciones detalladas de las constelaciones escritas por Eudoxo . ^[6] Las posiciones descritas no coinciden con las ubicaciones de las estrellas durante la época de Arato o Eudoxo para el continente griego, pero algunos argumentan que coinciden con el cielo de Creta durante la Edad del Bronce . ^[6] 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 . ^[7] Alrededor del año 1000 a. C. la constelación de Draco habría estado más cerca del Polo Norte que Polaris . ^[8] Las estrellas polares se utilizaban para navegar porque no desaparecían bajo el horizonte y podían verse de manera constante durante toda la noche. ^[7]

En el siglo III a. C., los griegos habían comenzado a utilizar la Osa Menor para navegar. ^[9] A mediados del siglo I d. C., Lucano escribe sobre Pompeyo que interroga a un marinero sobre el uso de las estrellas en la navegación. El marinero responde con su descripción del uso de las estrellas circumpolares para navegar. ^[10] 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. ^[11] Por ejemplo, Apolonio habría utilizado β Draconis para navegar mientras viajaba hacia el oeste desde la desembocadura del río Alfeo hasta Siracusa . ^[11]

El viaje del navegante griego Piteas de Massalia es un ejemplo particularmente notable de un viaje muy largo y temprano. ^[12] Piteas, un astrónomo y geógrafo competente, ^[12] se aventuró desde Grecia a través del estrecho de Gibraltar hasta Europa occidental y las Islas Británicas. ^[12] Piteas es la primera persona conocida en describir el Sol de Medianoche , ^{[Nota 2]} el hielo polar , las tribus germánicas y posiblemente Stonehenge . Piteas también introdujo la idea de la distante " Thule " a la imaginación geográfica y su relato es el más antiguo en afirmar que la Luna es la causa de las mareas.

El célebre viaje de Nearcos desde la India hasta Susa después de la expedición de Alejandro a la India se conserva en el relato de Arriano , el Indica . El navegante griego Eudoxo de Cícico exploró el mar Arábigo para Ptolomeo VIII , rey de la dinastía helenística ptolemaica en Egipto . Según Poseidonio , reportado más tarde en la Geografía de Estrabón , el sistema de vientos monzónicos del océano Índico fue navegado por primera vez por Eudoxo de Cícico en 118 o 116 a. C. ^[13]

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. C. ^[14] Las cartas náuticas que utilizan proyecciones estereográficas y ortográficas se remontan al siglo II a. C. ^[14]

En 1900 se recuperó del naufragio de Antikythera el mecanismo de Antikythera , construido en torno al siglo I a. C.

Los fenicios y sus sucesores, los cartagineses , eran navegantes especialmente hábiles y aprendieron a alejarse cada vez más de la costa para llegar más rápido a sus destinos. Una herramienta que les ayudó fue la pesa de sondeo . Esta herramienta tenía forma de campana, estaba hecha de piedra o plomo y tenía sebo en su interior atado a una cuerda muy larga. Cuando estaban en el mar, los marineros podían bajar la pesa de sondeo para determinar la profundidad de las aguas y, por lo tanto, estimar la distancia a la que se encontraban de la tierra. Además, el sebo recogía sedimentos del fondo que los marineros expertos podían examinar para determinar exactamente dónde se encontraban. Se sabe que el cartaginés Hanón el Navegante navegó por el estrecho de Gibraltar alrededor del año 500 a. C. y exploró la costa atlántica de África. Existe un consenso general de que la expedición llegó al menos hasta Senegal . ^[15] 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). ^[16] No obstante, el límite de los viajes marítimos de Hanno puede haber estado más al norte, ya que hay 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 entonces el non plus ultra o límite infranqueable de la navegación europea" ^{[17] [18]}

En el mar de China Meridional y el océano Índico, un navegante podía aprovechar los vientos monzónicos bastante constantes para juzgar la dirección. ^[19] Esto hizo posible los largos viajes de ida dos veces al año. ^[19] Un libro de 260 d. C. de K'ang T'ai (康泰) describió que los comerciantes indoescitas (月支— Yuezhi ) usaban barcos con siete velas llamados po para transportar caballos. También hizo referencia al comercio monzónico entre las islas (o archipiélago), que tardaba un mes y algunos días en un gran po. ^[20] Alrededor del año 1000 a. C., los austronesios nusantaranes desarrollaron la vela tanja y la vela junco . La invención de estos tipos de velas hizo posible navegar alrededor de la costa occidental de África, debido a su capacidad de navegar contra el viento. ^[21] Hacia el año 200 d. C. en la dinastía Han , se desarrollan los chuan ( barcos junco ) en China. ^{[Nota 3]} En ca. 50-500 d. C. Las flotas comerciales malayas y javanesas llegaron a Madagascar. También trajeron consigo al pueblo dayak ma'anyan , como trabajadores y esclavos. ^{[23] [24] [25]} El idioma malgache se originó a partir del idioma barito del sudeste , y el idioma ma'anyan es su pariente más cercano, con numerosos préstamos malayos y javaneses. ^{[26] [27]} Para el siglo VIII o IX d. C., los antiguos barcos indonesios pueden haber llegado ya hasta Ghana , probablemente utilizando el barco de canoa Borobudur y el K'un-lun po o jong . ^[28]

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, ^[29] 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 celestial 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, fue el cuadrante. También un dispositivo de navegación celestial, fue desarrollado originalmente para la astronomía y luego pasó a la navegación. ^[30] Cuando se combinó con mapas detallados de la época, los marineros pudieron 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. ^[31] Los orígenes de la carabela , desarrollada y utilizada para viajes de larga distancia por los portugueses, y más tarde por el resto de los íberos, desde el siglo XV, también se remontan al qarib utilizado por los exploradores andalusíes en el siglo XIII. ^[32]

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. Entre las armadas más poderosas se encontraban las de los imperios Maurya , Satavahana , Chola , Vijayanagara , Kalinga , Maratha y Mughal .

Los vikingos utilizaban la polarización y la piedra solar para permitir la navegación de sus barcos al localizar el sol incluso en un cielo completamente nublado. Este mineral especial se menciona 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 , de principios del siglo XI, datado por carbono, en el extremo norte de Terranova . ^[33]

En China, entre 1040 y 1117, se desarrolló la brújula magnética y se aplicó a la navegación. ^[34] Esto permitió a los capitanes continuar navegando por un rumbo cuando el clima limitaba la visibilidad del cielo. La verdadera brújula para navegantes, que utilizaba una aguja pivotante en una caja seca, se inventó en Europa no más tarde de 1300. ^{[19] [35]}

Las cartas náuticas llamadas cartas portulanas comenzaron a aparecer en Italia a finales del siglo XIII. ^[36] Sin embargo, su uso no pareció extenderse rápidamente: no hay informes del uso de una carta náutica en un barco inglés hasta 1489. ^[36]

Las actividades comerciales de Portugal a principios del siglo XV marcaron una época de progreso en la navegación práctica para los europeos. ^[19] Estas expediciones de exploración y comercio enviadas por el infante Henrique (más tarde llamado "Enrique el Navegante") condujeron 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 de Sierra Leona en 1462. ^[19]

Combinando las observaciones empíricas recogidas en la navegación oceánica, el mapeo de vientos y corrientes, los exploradores portugueses tomaron la delantera en la navegación oceánica de larga distancia, ^[38] abriendo más tarde, a principios del siglo XVI, una red de rutas oceánicas que cubrían los océanos Atlántico, Índico y Pacífico occidental, desde el Atlántico Norte y Sudamérica , hasta Japón y el Sudeste Asiático .

La campaña portuguesa de navegación atlántica es uno de los primeros ejemplos de un proyecto científico sistemático de gran envergadura, sostenido durante muchas décadas. Este programa de estudio reclutó a varios hombres de capacidad excepcional, tenía un conjunto bien definido de objetivos y estaba abierto a la confirmación experimental mediante el éxito o el fracaso de navegaciones posteriores.

El principal problema de la navegación, sólo a vela, de vuelta desde el sur de las Islas Canarias (o al sur de Boujdour ), se debe al cambio de régimen de vientos y corrientes: el giro del Atlántico Norte y la contracorriente ecuatorial ^[39] empujarán hacia el sur a lo largo del saliente noroeste de África, mientras que los vientos inciertos donde los alisios del Nordeste se encuentran con los alisios del Sudeste (los doldrums) ^[40] dejan a un barco de vela a merced de las corrientes. Juntos, la corriente y el viento predominantes hacen que el progreso hacia el norte sea muy difícil o imposible. En este contexto, los portugueses descubrieron las dos grandes corrientes volta do mar (que significa literalmente vuelta del mar pero también regreso del mar ) y los vientos alisios del Atlántico Norte y del Sur (aproximadamente en la primera mitad y a finales del siglo XV respectivamente), que allanaron el camino para llegar al Nuevo Mundo y regresar a Europa, así como para circunnavegar África en mar abierto occidental, 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 situadas en la ruta de regreso desde la costa occidental de África (llamada 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, revelan la extensión occidental de la ruta de regreso. ^[41] Para resolver las dificultades involucradas en el viaje de regreso, se emprendió una exploración sistemática de las costas y las condiciones del mar abierto, que duró 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 y marinería espero poder decir (…) ...cómo está un cabo o lugar con respecto a otro; y esto para que esta obra tome orden y fundamento; y se pueda navegar con más seguridad la costa; y asimismo el conocimiento de las tierras y dónde están los bajos que para esto es muy necesario saber; también de las sondas que se hacen en algunos lugares cuál es su profundidad y también la diferencia de los fondos, si son de barro o arena, o piedra, o guijarros, o aristas vivas, o conchas (burgao = Livona pica) o qué calidad es tal sonda; y sabiéndose cuál es la distancia de los bajos a la línea de la costa; y asimismo las mareas, si son de nordeste y sudoeste como las de nuestra España, o si son de norte y sur, o de poniente y este, o de noroeste y sudoeste, que para el efecto de entrar y salir de los puertos y desembocaduras de los ríos son absolutamente necesarias; y también las medidas de los polos de donde se puede saber cuántos grados están separados los lugares y la latitud relativo al ecuador; y también la naturaleza de la gente de esta Etiopía (África) y su modo de vida y también hablaré sobre el comercio que se podría tener en esta tierra ^{[42] [43] [44]}

Los repositorios de las observaciones realizadas eran los ' Roteiros ' o mapas de rutas marítimas. El Roteiro más antiguo conocido forma 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 arriba; varios 'roteiros' incluidos en el 'Livro de Marinharia e Tratado da Agulha de Marear' (Tratado de la náutica y de la aguja magnética) de João de Lisboa (1514); roteiros incluidos en el 'Regimento de Navegacão...' de André Pires (1520); roteiros para Brasil de Pero Lopes de Sousa (1530-32), Roteiro da Carreira da Índia' (Libro de ruta del viaje hacia/desde la India) de Diogo de Afonso (1536); y los roteiros de D. João de Castro (ver más abajo): Lisboa a Goa (1538), Goa a Diu (noroeste de la India) (1538-39, y el Mar Rojo (1541) ^[45]

La extensión de las exploraciones realizadas se relata nuevamente en ' Esmeraldo... ', en la segunda página del segundo capítulo:

“ … Año de Nuestro Señor de 1498 donde Vuestra Alteza nos mandó explorar la parte occidental pasando la grandeza del mar océano; donde se halla y explora una muy grande tierra firme con muchas y grandes islas anexas, que se extiende de setenta grados de latitud desde la línea del ecuador hacia el polo ártico (…) y va más allá de veinte y ocho grados de latitud desde la línea del ecuador hacia el polo antártico (…) desde cualquier parte de Europa o África y pasando todo el océano en línea recta al oeste por las reglas de la marinería por treinta y seis grados de longitud, que son seiscientos cuarenta y ocho leguas de ruta contando a diez y ocho leguas por grado. ” ^{[46] [47]}

Es poco probable que la exploración de los mares abiertos del Atlántico sur se hiciera en un solo viaje, sobre todo cuando la ruta tomada por Vasco da Gama en 1497 era significativamente diferente de la tomada por Pedro Álvares Cabral en 1500, cada una adaptada a la temporada de partida. ^{[48] [49]} Esta adaptación muestra una comprensión del ciclo de variaciones anuales en vientos y corrientes en el Atlántico sur. Además, hubo expediciones sistemáticas que se adentraron en el Atlántico norte occidental (Teive, 1454; Vogado, 1462; Teles, 1474; Ulmo, 1486) ^[48] Los documentos relacionados con el suministro de barcos y el pedido de tablas de declinación solar para el Atlántico sur ya para 1493-1496, ^[50] 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 sobre Brasil y su dominio del Atlántico.

A principios del siglo XVI se hacían viajes regulares entre Lisboa y el Índico. El conocimiento del Atlántico se desarrolló por acreción, con la exploración sistemática avanzándose hacia el Índico. El corolario de esta actividad implicó a un grupo de hombres notables establecidos alrededor del académico (matemático, cosmógrafo) Pedro Nunes y el explorador e "investigador principal" João de Castro (navegante, comandante militar y virrey de la India); entre estos hombres se encontraban Andre de Resende (erudito), João de Barros (cronista y erudito) y posiblemente Damião de Gois (diplomático, erudito y amigo de Erasmo ). ^[51] Los trabajos teóricos de Pedro Nunes (1502-1578) lograron la determinación matemática de la curva loxodrómica : el recorrido más corto entre dos puntos en la superficie de una esfera representada en un mapa bidimensional, allanando el camino para el establecimiento de la proyección de Mercator. ^{[52] [53]} Es Pedro Nunes quien afirma, en su contemporáneo "Tratado de la Esfera" (1537), que las navegaciones portuguesas no fueron una empresa aventurera:

"nam se fezeram indo a acertar: mas partiam os nossos mareantes muy ensinados e prouidos de estromentos e regras de astrología e geometria que sam as cousas que os cosmographos ham dadar apercebidas (...) e leuaua cartas muy particularmente rumadas e na ja as de que os antigos vsauam" (no fueron hechos por casualidad: pero nuestros marinos partían bien instruidos y provistos de instrumentos y reglas de astrología (astronomía) y geometría que eran materias que les proporcionaban los cosmógrafos (...) y tomaban cartas con exactitud rutas y ya no las utilizadas por los antiguos). ^[54]

La credibilidad de Nunes se basa en su participación personal en la instrucción de pilotos y navegantes de alto nivel a partir de 1527. ^[52] Además, fue Nunes quien desarrolló instrumentos e instrucciones para el trabajo sistemático de João de Castro, como afirma Castro en varias de sus cartas. ^{[55] [56]}

El trabajo de João de Castro se desarrolló a lo largo de la ruta del Océano Índico (1538), particularmente el Mar Arábigo con el Golfo Pérsico y el Mar Rojo (1538-39 y 1541). ^[45] Si bien su estudio de la costa, la navegación y los vientos y corrientes es riguroso y preciso, es su investigación sobre el magnetismo terrestre en los océanos Atlántico e Índico la que llegó a ser celebrada:

" D. João de Castro realizó una serie de experimentos que lograron detectar fenómenos, en particular relacionados con el magnetismo y la aguja magnética de a bordo. Se debe suponer que tales conocimientos le correspondieron a Pedro Nunes, por supuesto, la inspiración directa de todas las observaciones que hizo 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; notó la desviación de la aguja, descubriéndola 128 años antes que Dennis Guillaume (1666) de Nieppe, que está registrado en la Historia de la Navegación como si fuera el primero en saber sobre este fenómeno. Su punto cerca de Baçaim, el 22 de diciembre de 1538, un fenómeno magnético, por el cual había variaciones de la aguja debido a la proximidad de ciertas rocas, confirmado cuatro siglos después, fue llamado atracción local. D. João de Castro refutó la teoría de que la variación de la declinación magnética no está formada por la geografía meridianos. Sus comentarios constituyen el registro más importante de los valores de la declinación magnética en los océanos Atlántico e Índico, en el siglo XVI, y de gran utilidad 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. " ^[57]

El rey Juan II de Portugal continuó este esfuerzo, formando un comité de navegación. ^[19] Este grupo calculó tablas de declinación solar y mejoró el astrolabio del marinero , creyéndolo un buen reemplazo para la cruz . ^[19] Estos recursos mejoraron la capacidad de un navegante en el mar para juzgar su latitud . ^[19] El judío castellano Abraham Zacut , autor de un excepcional tratado sobre 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 traducido al latín y al español. En este libro se encontraban las tablas astronómicas (efemérides) de los años 1497 a 1500, que pudieron haber sido instrumentales, junto con el nuevo astrolabio , hecho de metal y no de madera como antes ^{[ cita requerida ]} (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) alrededor del 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. ^[58]

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 el viaje de regreso de la volta do mar del Pacífico norte .

La brújula, una cruceta 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 . ^[19] En sus notas sobre la geografía de Ptolomeo, Johannes Werner de Núremberg escribió en 1514 que la cruceta era un instrumento muy antiguo, pero que apenas comenzaba a usarse en los barcos. ^[36]

Antes de 1577, no se mencionaba ningún método para juzgar la velocidad del barco que fuera más avanzado que observar el tamaño de la ola de proa del barco o el paso de la espuma del mar o varios objetos flotantes. ^[59] En 1577, se mencionó una técnica más avanzada: el registro de chips . ^[19] En 1578, se registró una patente para un dispositivo que juzgaría la velocidad del barco contando las revoluciones de una rueda montada debajo de la línea de flotación del barco. ^[19]

Para determinar la longitud es necesario medir el tiempo con precisión. ^[36] Ya en 1530 se estaban explorando los precursores de las técnicas modernas. ^[36] Sin embargo, los relojes más precisos de los que disponían estos primeros navegantes eran los relojes de agua y los relojes de arena, como el reloj de arena . ^{[36] La} Marina Real Británica siguió utilizando relojes de arena hasta 1839 para cronometrar los relojes . ^[36]

La acumulación continua de datos de navegación, junto con el aumento de la exploración y el comercio, condujo a un aumento de la producción de volúmenes a lo largo de la Edad Media. ^[14] Los "Routiers" se produjeron en Francia alrededor de 1500; los ingleses se referían a ellos como "rutters". ^[14] En 1584 Lucas Waghenaer publicó el Spieghel der Zeevaerdt ( El espejo del marinero ), que se convirtió en el modelo para este tipo de publicaciones durante varias generaciones de navegantes. ^[14] La mayoría de los marineros los conocían como "Waggoners". ^[14]

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 con 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. ^[36]

En 1569, Gerardus Mercator publicó por primera vez un mapamundi en una proyección cartográfica en la que las trayectorias de rumbo constante se representaban como líneas rectas. Esta proyección de Mercator se utilizaría ampliamente en cartas náuticas a partir del siglo XVIII. ^[60]

En 1594, John Davis publicó un panfleto de 80 páginas llamado The Seaman's Secrets que, entre otras cosas, describe la navegación en círculo máximo . ^[61] Se dice que el explorador Sebastian Cabot había utilizado métodos de círculo máximo en un cruce del Atlántico Norte en 1495. ^[61] Davis también le dio al mundo una versión del backstaff , el cuadrante Davis , que se convirtió en uno de los instrumentos dominantes desde el siglo XVII hasta la adopción del sextante en el siglo XIX.

En 1599, Edward Wright publicó Certaine Errors in Navigation , que traducía el trabajo de Pedro Nunes explicando la base matemática de la proyección de Mercator , ^[62] con tablas matemáticas calculadas que hicieron posible su uso en la práctica. El libro dejaba claro por qué solo con esta proyección un rumbo constante correspondería a una línea recta en una carta. También analizaba otras fuentes de error, incluido el riesgo de errores de paralaje con algunos instrumentos; y estimaciones erróneas de latitud y longitud en cartas contemporáneas.

Entre 1599 y 1600, el mapa mundial de 1599 de Edward Wright fue el primer mapa con 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 terráqueo de Molyneux de 1592 es la única otra cartografía con su sello privado. Ambos identifican 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. ^[61] 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 un relato del cambio anual en la variación magnética . ^[63]

En 1637, utilizando un sextante astronómico especialmente construido con un radio de 5 pies, Richard Norwood midió la longitud de una milla náutica con cadenas. ^[64] Su definición de 2040 yardas es bastante cercana a la definición moderna del Sistema Internacional de Unidades (SI) de 2025,372 yardas. A Norwood también se le atribuye el descubrimiento de la inclinación magnética 59 años antes, en 1576. ^[64]

En 1714, los Comisionados británicos para el descubrimiento de la longitud en el mar cobraron importancia. ^[65] Este grupo, que existió hasta 1828, ofreció subvenciones y recompensas por la solución de problemas de navegación. ^[65] Entre 1737 y 1828, los comisionados desembolsaron unas 101.000 libras esterlinas. ^[65] El gobierno del Reino Unido también ofreció importantes recompensas por los logros de navegación en esta época, como 20.000 libras esterlinas por el descubrimiento del Paso del Noroeste y 5.000 libras esterlinas para el navegante que pudiera navegar a un grado de latitud del Polo Norte . ^[65] Un manual muy difundido en el siglo XVIII fue Navigatio Britannica de John Barrow , publicado en 1750 por March & Page y que todavía se anunciaba en 1787. ^[66]

Isaac Newton inventó un cuadrante reflector alrededor de 1699. ^[67] Escribió una descripción detallada del instrumento para Edmond Halley , que se publicó en 1742. Debido a este lapso de tiempo, el crédito por la invención a menudo se le ha dado a John Hadley y Thomas Godfrey . El octante eventualmente reemplazó a los pentagramas y cuadrantes de Davis anteriores , ^[65] 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 llegó con la invención del cronómetro marino . El premio de longitud de 1714 ofrecido para un método de determinación de la longitud en el mar, lo ganó John Harrison , un carpintero de Yorkshire. Presentó un proyecto en 1730, y en 1735 completó un reloj basado en un par de vigas con pesos contraoscilantes 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) usaban 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. H4 se parecía mucho a un gran reloj de bolsillo de cinco pulgadas (12 cm) de diámetro. En 1761, Harrison presentó H4 para el premio de longitud de £ 20,000. Su diseño utilizaba un volante de inercia de rápido movimiento controlado por un resorte espiral con compensación de 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 en The Principles of Mr. Harrison's time-keeper .

En 1757, John Bird inventó el primer sextante , que sustituyó al cuadrante de Davis y al octante como instrumento principal de navegación. El sextante se derivó del octante para proporcionar el método de distancia lunar , con el que los navegantes podían determinar su longitud con precisión. Una vez que se estableció la producción de cronómetros a finales del siglo XVIII, el uso del cronómetro para la determinación precisa de la longitud se convirtió en una alternativa viable. ^{[65] [68]} Los cronómetros sustituyeron a los lunares en su uso generalizado a finales del siglo XIX. ^[59]

En 1891 comenzaron a aparecer radios, en forma de telégrafos inalámbricos, en los barcos en el mar. ^[69]

En 1899, el RF Matthews fue el primer barco en utilizar la comunicación inalámbrica para solicitar asistencia en el mar. ^[69] 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". ^[70] La Stone Radio & Telegraph Company instaló un prototipo temprano de radiogoniómetro en el carbonero naval Lebanon en 1906. ^[70]

En 1904 se enviaban señales horarias a los barcos para permitir que los navegantes comprobaran sus cronómetros. ^[71] La Oficina Hidrográfica de la Marina de los EE. UU. enviaba advertencias de navegación a los barcos en el mar en 1907. ^[71]

Los avances posteriores incluyeron la colocación de faros y boyas cerca de la costa para que actuaran como señales marinas que identificaran características ambiguas, resaltaran peligros y señalaran canales seguros para los barcos que se acercaban a alguna parte de la costa después de un largo viaje por mar. En 1912, Nils Gustaf Dalén recibió el Premio Nobel de Física por su invención de válvulas automáticas diseñadas para usarse en combinación con acumuladores de gas en faros. ^[72]

En 1921 se instaló la primera radiobaliza. ^[71]

El primer prototipo de sistema de radar a bordo se instaló en el USS Leary en abril de 1937. ^[73]

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 Tecnológico de Massachusetts , ^[74] y el 1 de noviembre de 1942, el primer sistema LORAN se puso en funcionamiento con cuatro estaciones entre Chesapeake Capes y Nueva Escocia . ^[74]

En octubre de 1957, la Unión Soviética lanzó el primer satélite artificial del mundo, el Sputnik. ^[75] Los científicos del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins tomaron una serie de mediciones del efecto Doppler del Sputnik , lo que dio como resultado la posición y la velocidad del satélite. ^[75] 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 al revés, utilizando órbitas satelitales conocidas para determinar una posición desconocida en la superficie de la Tierra. ^[75] Esto condujo al sistema de navegación por satélite TRANSIT . ^[75] El primer satélite TRANSIT se colocó en órbita polar en 1960. ^[75] El sistema, que consta de 7 satélites, se puso en funcionamiento en 1962. ^[75] Un navegante que usara lecturas de tres satélites podría esperar una precisión de aproximadamente 80 pies. ^[75]

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. ^[75] El Satélite de Tecnología de Navegación 2 , rediseñado con relojes de cesio, comenzó a entrar en órbita el 23 de junio de 1977. ^[75] En 1985, la primera constelación de 11 satélites GPS Bloque I estaba en órbita. ^[75]

Los satélites del sistema ruso GLONASS, de características similares , comenzaron a ponerse en órbita en 1982, y se espera que el sistema tenga una constelación completa de 24 satélites en funcionamiento para 2010. ^[75] La Agencia Espacial Europea espera tener su Galileo con 30 satélites en funcionamiento también para 2011-2012. ^{[75] [ necesita actualización ]}

Los conceptos de puentes electrónicos integrados están impulsando la planificación de los futuros sistemas de navegación. ^[76] Los sistemas integrados toman información de varios sensores del barco, muestran electrónicamente información de posicionamiento y proporcionan señales de control necesarias para mantener un barco en un rumbo preestablecido. ^[76] El navegante se convierte en un administrador del sistema, eligiendo los ajustes preestablecidos del sistema, interpretando los resultados del sistema y monitoreando la respuesta del barco. ^[76]

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