Navega hacia lo desconocido

La curiosidad y el deseo de explorar siempre han distinguido el alma humana y, con estos impulsos, la humanidad ha encontrado el coraje para superar el miedo a lo desconocido, los peligros reales y el terror de los monstruos imaginarios que poblaban la mentalidad colectiva. Intrépidos navegantes de lo desconocido se han enfrentado a tormentas increíbles y calmas infinitas, cruzando fronteras impensables para una época en la que todos creían que había que caer al vacío una vez llegado al fin del mundo. Primero pasaron las Columnas de Hércules, luego fueron cada vez más lejos, hasta llegar al continente americano y, tras superar mil dificultades y peligros, dieron la vuelta al mundo.

Cristóbal Colón, Vasco da Gama, Bartolomeo Díaz, Fernando de Magallanes permitieron trazar los mapas de un mundo completamente nuevo y el conocimiento científico realmente comenzó a progresar cuando se abrieron las vías marítimas que conectarían los cuatro rincones de la Tierra. De hecho, los avances logrados en la navegación marítima han permitido a la humanidad ampliar enormemente los conocimientos en este planeta nuestro y difundir nociones, culturas e ideas.

La gran mayoría de los habitantes de la Tierra hoy en día tienen grabada en sus mentes la imagen a gran escala de nuestro planeta. Hoy todos sabemos que cuando sale el sol en Europa, todavía es de noche en Estados Unidos o que cuando aquí es verano, en el hemisferio sur es invierno. El mundo se ha convertido ahora en una aldea global cuyos habitantes, día tras día, aumentan la dependencia mutua.

Sin embargo, hace unos siglos esto no se daba por sentado y el camino para alcanzarlo hoy no ha sido fácil.

Navegación antigua

En los inicios de la vida de los pueblos, el mar representaba una barrera más allá de la cual estaba lo desconocido. Sin embargo, impulsado por la curiosidad, el deseo de explorar, pero también el hambre, la necesidad de reproducirse, la necesidad de encontrar nuevos recursos, el hombre se enfrentó a incógnitas y peligros, descubriendo nuevas tierras y nuevos pueblos más allá del mar y estableciendo el primer tráfico marítimo que, con el progreso de la construcción naval, se expandió cada vez más.

En el momento de marina de remo En mares cerrados floreció principalmente el tráfico costero. De hecho, la marina de remo podría considerarse un medio de navegación "hogar". Los barcos estaban amarrados a la costa, tenían mala navegabilidad y no eran aptos para largos viajes por mar. Por estos motivos tuvieron que navegar de forma discontinua y sujeto a las condiciones meteorológicas y a la longitud de las distancias a recorrer. Así fue que los barcos se hicieron a la mar durante la "buena temporada" y la navegación diurna se realizó principalmente por el reconocimiento de características costeras (montañas, pueblos, atalayas, golfos, etc…) y navegación nocturna miró hacia las estrellas para entender si la ruta era la correcta.

Sin embargo, las comunicaciones marítimas de la época permitieron la difusión de conocimientos y un volumen razonable de tráfico de mercancías preciosas y ligeras, lo que influyó mucho en el crecimiento de los pueblos marítimos, y no sóloⁱ. El deseo de conocer y explorar el mundo cada vez más lejano permitió posteriormente desarrollar técnicas de construcción naval adecuadas para afrontar el mar abierto y los mayores peligros asociados a él.

El desarrollo de la marina de vela, gracias a un método de propulsión incansable y totalmente libre como es el viento, marcó el inicio de la carrera por las rutas oceánicas, en las que las costas no eran visibles durante días. De hecho, la progresiva afirmación de la navegación aplicada a los cascos de alta mar ha permitido a los navegantes extenderse por todo el mundo.

Las unidades tenían mayor alcance y mayor capacidad de carga y, dada la más barato que el transporte marítimo, principio que sigue siendo sustancialmente válido hoy en día, marcó también el comienzo de una verdadera prosperidad para los pueblos continentales.

Sin embargo, la distancia de la costa y la falta de ciertos puntos de referencia fue durante mucho tiempo un problema para los navegantes, que seguían las rutas más de memoria e instintivamente que con la certeza matemática de su posición, entendida como un punto geográfico preciso identificado por latitud y longitud.

En el hemisferio norte, por ejemplo, durante la noche se podía conocer fácilmente la latitud midiendo la "altura" de la estrella polar, es decir, el ángulo que se forma entre la dirección del horizonte marino y la dirección del astro, permitiendo al navegante conocer directamente su propia latitud. En efecto, en el ecuador, la altura del polo polar es igual a cero como se puede observar en la línea del horizonte, y aumenta a medida que aumenta la latitud hasta el polo norte, donde su altura es máxima e igual a 90° ( encima de nuestra cabeza). Esto fue posible utilizando instrumentos ópticos adecuados para medir los ángulos entre dos objetos, que evolucionaron gradualmente hasta finales del siglo XIX, el sextante.ⁱⁱ marina. A través de unos espejos que reflejaban la luz del astro y dispositivos adecuados para leer el ángulo, se medía la altura de cualquier objeto/estrella en el horizonte. Sin embargo, el constante movimiento del barco dificultaba la observación y, cuando el cielo estaba nublado o con niebla, era prácticamente imposible realizar una medición.

El cálculo de la longitud, por el contrario, representó durante mucho tiempo el principal problema náutico, ya que no se podía deducir directamente de las observaciones estelares, ya que la longitud está estrechamente ligada al tiempo. Dado que la Tierra completa una rotación completa de 360 ​​grados en 24 horas, tener una diferencia de longitud de 15 grados significa que el tiempo está una hora arriba o abajo del punto de referencia. Por tanto, conocer la diferencia horaria en la que se produce el mismo fenómeno astronómico en dos lugares diferentes permite calcular la diferencia de longitud. Esa diferencia de tiempo, medida en horas, minutos y segundos, tiene, de hecho, una equivalencia en longitud y por tanto representa la diferencia de longitud entre el punto conocido y su posición..

En definitiva, el discurso teórico es bastante sencillo, pero su aplicación práctica no estuvo exenta de dificultades técnicas, dada la tecnología de la época. De hecho, para realizar cálculos precisos era fundamental garantizar la precisión del tiempo a bordo de los barcos, de lo contrario los datos no habrían sido ciertos.

Relojes de pólvora (el término "reloj de arena" en italiano a veces también puede indicar el tipo agua) se utilizaban únicamente para marcar la vida a bordo (cambio de reloj, comidas, etc…) y los relojes de bolsillo no servían para calcular la longitud porque no aseguraban la precisión necesaria.

La indeterminación de la longitud, por tanto, provocó en ocasiones el dramático final de la navegación con naufragios, debido a que la posición real no era la supuesta. El 22 de octubre de 1707, por ejemplo, cuatro buques de guerra británicos se hundieron porque habían calculado que todavía estaban en mar abierto, pero durante la noche se encontraron repentinamente en la costa de las Islas Sorlingas, a unos 45 km al suroeste de Cornualles. El accidente provocó la pérdida de unos dos mil marineros..

El cálculo exacto de la longitud sólo fue posible después de que el inglés John Harrison, un genio de la mecánica, inventara en 1764 el cronómetro, es decir, un reloj preciso y portátil que no se veía afectado, por ejemplo, por las variaciones de temperatura o las aceleraciones debidas al movimiento del barco. Esto representó un verdadero punto de inflexión para el arte de la navegación. La importancia de la precisión del tiempo llegó a ser tal que se creó un servicio de vigilancia en el mar específicamente para comprobar que el cronómetro estaba siempre en funcionamiento.

Para que conste, el invento de Harrison encontró mucha oposición y solo después de unos años logró obtener el reconocimiento total... y parte del sustancial premio.

Por siglos, Las observaciones de las estrellas han sido la única forma de calcular la posición en mar abierto., incluso después de la llegada y rápida difusión de la propulsión mecánica y los rápidos avances tecnológicos posteriores. También ahí navegación aérea, de hecho, empleó sustancialmente los mismos instrumentos para observar y medir las alturas de las estrellas utilizados por los barcos, a través de una cúpula para las observaciones, con la adición de tablas de corrección apropiadas para las alturas de observación, sin tener en cuenta cuáles serían los datos recopilados. habrían sido distorsionados y el resultado final habría sido alterado significativamente. Hasta la producción de equipos de navegación radioeléctrica.

Navegación en el siglo XX

De hecho, el descubrimiento de la radio no sólo fue innovador para el sector de las telecomunicaciones, sino que también tuvo importantes implicaciones para la navegación marítima y aérea. De hecho, en el siglo XX se desarrollaron numerosos sistemas de radionavegación que aprovechan la recepción de impulsos radioeléctricos procedentes de diversas estaciones transmisoras situadas en posiciones fijas y conocidas. Así, por sólo nombrar un par de los más conocidos, hicieron su aparición los sistemas Loran de baja frecuencia (Navegación de largo alcance) y Decca.

El principio de funcionamiento del sistema Loran se basó en diferencia horaria al recibir entre señales transmitidas por dos estaciones de radiodifusión. En las cartas específicas fue posible identificar el punto de partida del barco. El sistema Decca empleó el principio de diferencia de fase de señales emitidas por estaciones terrestres. A diferencia del Loran, en el que las estaciones transmitían en pulsos, en el Decca las estaciones emitían frecuencias continuas y esto, si por un lado el Decca tenía un alcance efectivo menor que el Loran, por otro permitía obtener una posición más precisa.

También para navegación aérea le radioayudas en tierra (VOR, NDB, TACAN, ILS, MLS, etc…) han representado y algunos siguen representando una ayuda indispensable para conocer la propia posición. Algunos sistemas proporcionan datos de posición en tres dimensiones (por tanto, también datos de altitud), contribuyendo a la seguridad general de la navegación aérea y proporcionando a los pilotos información más completa sobre su posición en el espacio tridimensional. Estos sistemas de localización y radionavegación requieren la presencia de estaciones transmisoras situadas en tierra y, por tanto, es necesario disponer de un número importante de ellas para tener una cobertura global, teniendo en cuenta las limitaciones orográficas y de potencia de emisión.

Dada la utilidad de todos estos sistemas, la búsqueda continua de nuevas formas de disponer de datos de posición cada vez más precisos ha llevado a la producción de sistemas de posicionamiento global, que aprovechan una red con un número limitado de satélites en órbita para enviar señales de radio que son decodificadas por un pequeño dispositivo electrónico que nos proporciona directamente la representación gráfica de nuestra posición en la superficie terrestre y datos de latitud y longitud, sin necesidad de que realicemos cálculos matemáticos. Hace todos los equipos electrónicos. Tales son, por ejemplo, los NAVigation Sistema de posicionamiento global de temporización y alcance por satélite (NAVSTAR GPS), que todos conocemos como GPS, inventado por EE.UU., los rusos GLObal'naja NAvigacionnaja Sputnikovaja Sistema (GLONASS), el chino BeiDou o el sistema GALILEO, desarrollado por la Unión Europea en colaboración con la Agencia Espacial Europea.

La próxima navegación estelar

El deseo de explorar, que llevó a la humanidad a viajar para ver qué había más allá de esas extensiones líquidas representadas por los mares y océanos del mundo, se ha mantenido inalterable. La curiosidad y el deseo de saber, que antaño nos permitían superar miedos atávicos y aventurarnos en lo desconocido, ahora nos empujan hacia las estrellas.

La búsqueda de otras formas de vida inteligente, el deseo de comprender los mecanismos del universo o la búsqueda de nuevos mundos donde, quizás en un futuro muy lejano, poder fundar colonias humanas, al igual que los antiguos navegantes de lo desconocido, encontrar apoyo económico predominantemente en las motivaciones de quienes buscan espacio para eladquisición de materias primas o para asuntos de defensa y seguridad. Tarde o temprano, la humanidad tendrá la tecnología para dar el salto trascendental y lanzar tripulaciones a destinos espaciales cada vez más distantes. Viajes exploratorios y científicos con cosmonautas, ya prefigurados hoy en día por numerosas películas o series de televisión de ciencia ficción.

Desde que se inició la navegación siempre hemos mirado al cielo para saber nuestra posición y por tanto saber qué ruta seguir. Por tanto, incluso la navegación de las futuras carabelas espaciales tendrá que adquirir datos de las estrellas para resolver los nuevos y complejos problemas de cálculo de la posición, dado que tendrá que ser "universal", es decir, tendrá que basarse en una referencia. Sistema independiente de la Tierra o del nuestro.Sistema solar. Alejándonos de todos estos puntos conocidos y "seguros", de hecho, el cálculo de la plaza añadirá otras dificultades a las valoraciones globales. En primer lugar la imposibilidad de recibir señales de sistemas de posicionamiento terrestres. Por lo tanto, el querido GPS no podrá ayudar a los futuros "Capitanes Kirk" a identificar su posición en el espacio profundo.

De ahí la necesidad de encontrar sistemas de navegación alternativos que puedan cumplir la tarea de identificar la posición exacta de la nave espacial. Al igual que los marineros de antaño, que utilizaban la Estrella Polar como punto de referencia para cruzar el océano, los futuros astronautas podrían Confianza en púlsar para posicionamiento, navegación y sincronización (PNT) en el espacio profundo.

Le púlsar Son estrellas de neutrones que, gracias a la combinación de su rotación y el campo magnético, son capaces de emitir destellos de luz e intensas señales de radio pulsantes y otras radiaciones con cadencias extremadamente precisas. Son, a grandes rasgos, como dioses. radiobalizas colocadas en el universo. Lo que ocurre hoy con los receptores GPS, que utilizan las señales enviadas por los satélites de la red de posicionamiento específica, para determinar su distancia a dichos satélites y calcular su latitud, longitud y altitud, sucedería con los receptores a bordo de vehículos espaciales, que detectarían, medir y utilizar los pulsos regulares y extremadamente precisos emitidos por púlsar cada pocos milisegundos para calcular su posición en el espacio.

Los astrofísicos nos dicen que el púlsar Hoy en día se conocen miles, pero parece que sólo seis o siete son capaces de proporcionar señales lo suficientemente suaves y fuertes como para usarse en mediciones de corto tiempo, como se requiere para las funciones PNT de precisión. Sin embargo, incluso una cantidad tan pequeña ya podría permitir una navegación fiable a través del cosmos en el futuro.

Actualmente, las herramientas para detectar las emisiones de púlsar dependen de los rayos X, que no penetran la atmósfera de la Tierra, lo que los hace útiles sólo en el espacio. Sin embargo, existe la posibilidad de que algún día esas señales de rayos X puedan convertirse y transmitirse a plataformas terrestres, permitiendo así su uso para la navegación en cualquier lugar, incluso en la Tierra (como respaldo o para mejorar la precisión de los sistemas basados ​​en GPS). PNT) o en navegaciones alrededor de la Luna, por ejemplo. Desde 2017, un telescopio experimental de rayos X, llamado Explorador de composición interior de estrellas de neutrones (NICER), que tiene el tamaño de una lavadora y se utiliza para comprender mejor las propiedades de las estrellas de neutrones. Los equipos que se han sucedido en el SSI han combinado NICER con el software vuelo como parte de una misión llamada Explorador de estaciones para tecnología de navegación y temporización de rayos X (SEXTANTE), que utiliza observaciones de púlsar Rayos X para determinar la posición orbital exacta de la estación espacial. El equipo de SEXTANT completó con éxito una primera demostración en noviembre de 2018. La Agencia Espacial Europea también está evaluando el calendario basándose en púlsar mejorar la precisión de los datos proporcionados por la red de satélites Galileo PNT.

Conclusiones

El viaje hacia lo desconocido es una de las fantasías que hace cosquillas en la mente de muchos que, desde pequeños, sueñan con emular las hazañas de Colón, Magallanes... o Armstrong. Haber explorado ya toda la superficie terrestre, adentrarse en lo desconocido, en las profundidades del universo que nos rodea, sigue siendo la fantasía más extendida. Esto nos lleva a mirar hacia arriba y soñar con alejar cada vez más los límites del conocimiento. En los mapas de los antiguos romanos había una inscripción que indicaba las zonas del planeta aún no exploradas, demasiado peligrosas y desconocidas: hic sunt leones, de aquí en adelante están las fieras. Era una indicación de que se había llegado al fin del mundo conocido.

Han pasado los siglos pero la humanidad sigue teniendo el deseo de navegar hacia el horizonte, de superarlo, de explorar lo desconocido. El horizonte del conocimiento, en cambio, es como el horizonte del mar: avanza continuamente. Aquí nuestro deseo sigue siendo explorar, acercando ese hic sunt leones Idealmente, cada vez más lejos, más allá de la Luna, más allá de Marte, más allá de los confines del sistema solar, hacia el espacio interestelar.

Los tiempos, los medios y las personas cambian, pero los impulsos de exploración de lo desconocido son los mismos y los sistemas de navegación, aunque cada vez más perfeccionados y precisos, se basan en principios bastante comunes. Parafraseando una cita atribuida a Lucio Anneo Séneca, a "...No hay ruta favorable para el marinero que no sabe adónde ir...", añadiría obedientemente... y, sobre todo, no sabe dónde está... De hecho, los astronautas que navegan por motivos científicos, comerciales o militares, necesitan saber exactamente dónde se encuentran, para poder navegar correctamente hasta su destino.

No sabemos cuánto tiempo aún tendrá que pasar para que se lleve a cabo la primera exploración espacial más allá del sistema solar. Por el momento, falta la tecnología necesaria para una propulsión eficiente para recorrer esas grandes distancias. A la espera de propulsores adecuados, el trabajo de los científicos continúa, con el objetivo de aumentar el número de púlsar para ser utilizados como relojes galácticos. Analizando en profundidad sus señales se pueden seleccionar cuáles púlsar que, a largo plazo, garantizan la misma estabilidad que los relojes atómicos de laboratorio y que no se mueven de forma mensurable con los instrumentos que poseemos. Esto permitirá a los futuros navegantes de lo desconocido saber exactamente dónde se encuentran.

Si hasta ahora los viajes espaciales y las exploraciones galácticas con sondas artificiales han llevado al ser humano al conocimiento de lo que hasta hace un siglo residía sólo en estudios y observaciones realizadas desde la Tierra o incluso en la imaginación humana, es muy probable que en el futuro los viajes espaciales, además de fines científicos, tendrán importantes motivaciones económicas (búsqueda o extracción de materias primas y recursos energéticos), militares o incluso (¿por qué no?) turísticas. Sin tener en cuenta que con toda probabilidad, en tiempos que probablemente ni siquiera interesarán a nuestros bisnietos, quizá sea necesario planificar una estancia definitiva lejos de nuestro planeta.

Por tanto, para saber adónde ir será fundamental tener un conocimiento profundo del universo pero, sobre todo, disponer de sistemas que nos permitan saber exactamente dónde estamos en el espacio, un pequeño pero decisivo detalle, que ayudará a los futuros cosmonautas a navegar hacia lo desconocido, llevando a la humanidad hacia nuevos horizontes.