Từ khi con người sống trên trái đất, họ đã phát minh ra các cách để điều hướng nó. Đối với những tổ tiên xa xưa nhất của chúng ta, việc di chuyển trên đất liền thường là vấn đề về phương hướng, điều kiện thời tiết và sự sẵn có của các nguồn tài nguyên thiên nhiên. Tuy nhiên, việc điều hướng trên biển bao la luôn tỏ ra phức tạp và nguy hiểm hơn, với những sai sót trong tính toán dẫn đến chuyến đi dài hơn trong trường hợp tốt nhất và tệ nhất là thảm họa.

Trước khi phát minh ra các công cụ điều hướng dựa trên khoa học và toán học, các nhà hàng hải dựa vào trên mặt trời và các vì sao để biết thời gian và xác định vị trí của chúng trên đại dương dường như vô tận và kỳ diệu. Trong nhiều thế kỷ, điều hướng thiên thể đã giúp hướng dẫn các thủy thủ đến đích an toàn và khả năng làm như vậy đã trở thành một kỹ năng được đánh giá cao.

Nhưng điều hướng thiên thể bắt nguồn từ đâu và tại sao đôi khi nó vẫn được sử dụng cho đến ngày nay?

Nghệ thuật điều hướng thiên thể đã có 4.000 năm tuổi

Nền văn minh phương Tây đầu tiên được biết là đã phát triển các kỹ thuật điều hướng đại dương là người Phoenicia vào khoảng năm 2000 trước Công nguyên. Họ đã sử dụng các biểu đồ nguyên thủy và quan sát mặt trời và các ngôi sao để xác định phương hướng, và đến cuối thiên niên kỷ đã xử lý chính xác hơn các chòm sao, nhật thực và mặt trăng.các chuyển động cho phép di chuyển trực tiếp và an toàn hơn qua Địa Trung Hải cả ngày lẫn đêm.

Họ cũng sử dụng trọng lượng âm thanh, được hạ xuống từ thuyền và giúp các thủy thủ xác định độ sâu của nước và có thể cho biết mức độ gần một con tàu đến từ đất liền.

Cơ chế của Antikythera, 150-100 TCN. Bảo tàng Khảo cổ Quốc gia Athens.

Tín dụng hình ảnh: Wikimedia Commons

Người Hy Lạp cổ đại cũng có khả năng sử dụng điều hướng thiên thể: một mảnh vỡ được phát hiện vào năm 1900 gần hòn đảo nhỏ Antikythera là nơi chứa một thiết bị được gọi là cơ chế Antikythera . Được tạo thành từ ba mảnh đồng phẳng bị ăn mòn và có nhiều bánh răng và bánh răng, nó được cho là 'máy tính tương tự' đầu tiên trên thế giới và có thể được sử dụng như một công cụ điều hướng để hiểu chuyển động của các thiên thể trong thế kỷ thứ 3 hoặc thế kỷ thứ 2 trước Công nguyên.

Sự phát triển đã được thực hiện trong 'thời đại thám hiểm'

Vào thế kỷ 16, 'thời đại thám hiểm' đã đạt được những bước tiến lớn trong hoạt động hàng hải trên biển. Mặc dù vậy, phải mất nhiều thế kỷ để có thể điều hướng toàn cầu trên biển. Cho đến tận thế kỷ 15, những người đi biển về cơ bản là những nhà hàng hải ven biển: việc chèo thuyền trên biển khơi vẫn chỉ giới hạn ở những vùng có gió, thủy triều và dòng chảy có thể dự đoán được hoặc những khu vực có thềm lục địa rộng lớn để theo dõi.

Chính xác xác định vĩ độ(vị trí trên trái đất từ ​​bắc xuống nam) là một trong những thành tựu ban đầu đầu tiên của điều hướng thiên thể và khá dễ thực hiện ở bán cầu bắc bằng cách sử dụng mặt trời hoặc các vì sao. Các dụng cụ đo góc chẳng hạn như thiên văn của thủy thủ đo độ cao của mặt trời vào buổi trưa, với góc tính bằng độ tương ứng với vĩ độ của con tàu.

Các dụng cụ tìm vĩ độ khác bao gồm góc tọa độ kinh hoàng, thước đo chéo và sextant, phục vụ một mục đích tương tự. Vào cuối những năm 1400, các dụng cụ đo vĩ độ ngày càng trở nên chính xác. Tuy nhiên, vẫn chưa thể đo kinh độ (vị trí trên Trái đất từ ​​tây sang đông), nghĩa là các nhà thám hiểm không bao giờ có thể biết chính xác vị trí của họ trên biển.

La bàn và hải đồ giúp điều hướng

Một trong những công cụ sớm nhất do con người tạo ra để hỗ trợ điều hướng là la bàn của người đi biển, đây là dạng ban đầu của la bàn từ tính. Tuy nhiên, những người đi biển đầu tiên thường nghĩ rằng la bàn của họ không chính xác vì họ không hiểu khái niệm về sự biến đổi từ trường, đó là góc giữa hướng bắc địa lý thực và hướng bắc từ tính. Thay vào đó, những chiếc la bàn nguyên thủy chủ yếu được sử dụng để giúp xác định hướng gió thổi khi mặt trời không nhìn thấy được.

Vào giữa thế kỷ 13, các nhà hàng hải đã nhận ra giá trị của việc vẽ bản đồ và hải đồ như một cách giữ mộtghi lại các chuyến đi của họ. Mặc dù các biểu đồ ban đầu không chính xác lắm, nhưng chúng được coi là có giá trị và do đó thường được giữ bí mật với những người đi biển khác. Vĩ độ và kinh độ không được dán nhãn. Tuy nhiên, giữa các cảng lớn, có một 'hoa hồng la bàn' chỉ hướng di chuyển.

'Phát minh ra la bàn (đá Cực)' của Gdańsk, sau năm 1590.

Tín dụng hình ảnh: Wikimedia Commons

'Dead reckoning' cũng được sử dụng bởi các thủy thủ cổ đại và được coi là một kỹ thuật cuối cùng ngày nay. Phương pháp này yêu cầu hoa tiêu thực hiện các quan sát tỉ mỉ và ghi chú tỉ ​​mỉ có tính đến các yếu tố như hướng la bàn, tốc độ và dòng chảy để xác định vị trí của con tàu. Hiểu sai có thể gây ra thảm họa.

'Khoảng cách âm lịch' được sử dụng để chấm công

Lý thuyết đầu tiên về 'khoảng cách âm lịch' hoặc 'âm lịch', một phương pháp ban đầu để xác định thời gian chính xác tại biển trước khi phát minh ra đồng hồ đo thời gian và vệ tinh chính xác, được xuất bản vào năm 1524. Khoảng cách góc giữa mặt trăng và một hoặc nhiều thiên thể khác cho phép người điều hướng tính toán kinh độ và vĩ độ, đây là bước quan trọng trong việc xác định thời gian ở Greenwich.

Phương pháp tính khoảng cách mặt trăng được sử dụng rộng rãi cho đến khi máy đo thời gian hàng hải đáng tin cậy ra đời vào thế kỷ 18 và giá cả phải chăng từ khoảng năm 1850 trở đi. Nó cũng được sử dụng cách lên đếnđầu thế kỷ 20 trên những con tàu nhỏ hơn không đủ khả năng mua đồng hồ bấm giờ hoặc phải dựa vào kỹ thuật này nếu đồng hồ bấm giờ bị lỗi.

Mặc dù ngày nay, khoảng cách mặt trăng thường chỉ được tính bởi những người có sở thích, nhưng phương pháp này đã có kinh nghiệm sự xuất hiện trở lại của các khóa điều hướng thiên thể để giảm sự phụ thuộc hoàn toàn vào các hệ thống vệ tinh điều hướng toàn cầu (GNSS).

Ngày nay, điều hướng thiên thể là giải pháp cuối cùng

Hai sĩ quan hàng hải sử dụng một lục phân để đo độ cao của mặt trời, năm 1963.

Tín dụng hình ảnh: Wikimedia Commons

Điều hướng thiên thể vẫn được sử dụng bởi những người đi du thuyền tư nhân, đặc biệt là du thuyền đi du lịch trên những quãng đường dài trên khắp thế giới. Kiến thức về điều hướng thiên thể cũng được coi là một kỹ năng thiết yếu nếu mạo hiểm vượt ra ngoài tầm nhìn của đất liền, vì công nghệ điều hướng vệ tinh đôi khi có thể thất bại.

Ngày nay, máy tính, vệ tinh và hệ thống định vị toàn cầu (GPS) đã cách mạng hóa điều hướng hiện đại, cho phép mọi người chèo thuyền qua những vùng đại dương rộng lớn, bay đến bên kia thế giới và thậm chí khám phá không gian.

Những tiến bộ của công nghệ hiện đại cũng được phản ánh trong vai trò hiện đại của hoa tiêu trên biển, người, thay vì đứng trên boong và ngắm nhìn mặt trời và các vì sao, giờ đây thường được tìm thấy ở dưới boong.