Latitude e Longitude – Como medir, História, Relógio de Harrison e GPS

Quando as pessoas começaram a viajar longas distâncias por desertos ou mares, precisavam de uma maneira de saber sua posição.

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O que é Latitude? Latitude (mostrada como uma linha horizontal) é a distância angular, em graus, minutos e segundos de um ponto ao norte ou ao sul do equador. Linhas de latitude são frequentemente chamadas de paralelos.

O que é Longitude? Longitude (mostrada como uma linha vertical) é a distância angular, em graus, minutos e segundos, de um ponto a leste ou oeste do Meridiano Prime (Greenwich). Linhas de longitude são frequentemente chamadas de meridianos.

Nos tempos antigos, as pessoas se posicionavam usando marcos e mapas rudimentares. Isso funcionou bem localmente, mas métodos diferentes eram necessários para viajar para terras inexpressivas, como mares e desertos. Os viajantes precisavam de uma referência, ou coordenadas, para fixar sua posição.

Latitude

Ambos os fenícios e os polinésios usaram os céus para calcular a latitude. Ao longo dos séculos, dispositivos cada vez mais sofisticados, como o gnomon e o Kamel da Arábia, foram projetados para medir a altura do sol e as estrelas acima do horizonte e, assim, medir a latitude.

Os primeiros instrumentos usados ​​no mar para medir a latitude foram o quadrante e o astrolábio, ambos usados ​​há anos pelos astrônomos para medir a inclinação das estrelas.

Mas conhecer sua latitude não foi suficiente. Para determinar sua localização exata, você também precisa medir sua linha de longitude.

Longitude

Grandes mentes tentaram durante séculos desenvolver um método de determinação da longitude. Hiparco, um astrônomo grego, foi o primeiro a especificar a localização usando latitude e longitude como coordenadas.

Ele propôs um meridiano zero passando por Rhodes. Ele sugeriu ainda que o tempo absoluto fosse determinado observando os eclipses lunares, medindo o tempo em que um eclipse lunar começou e terminou, e encontrando a diferença entre esse tempo absoluto e o horário local. No entanto, seu método exigia um relógio preciso, algo ainda a ser inventado.

Em 1530, Gemma Frisius propôs um novo método de cálculo da longitude usando um relógio. O relógio seria definido e mantido no horário absoluto, o que poderia ser comparado com a hora local na chegada.

Infelizmente, relógios suficientemente precisos não estariam disponíveis por mais de 230 anos, mas quando estiveram, o método que Frisius usava mostrou-se eficaz.

A longitude não era importante apenas para a segurança dos navegadores, mas vital para o desenvolvimento do comércio marítimo. Em 1567, Filipe II da Espanha ofereceu um prêmio a qualquer pessoa que pudesse fornecer uma solução para o problema.

Isto foi seguido em 1598 por um desafio semelhante de Filipe III, para quem Galileu escreveu, dizendo-lhe que os eclipses das luas de Júpiter revelariam o segredo. O rei não ficou convencido.

Em 1667, o astrônomo italiano Cassini foi persuadido a visitar o observatório Academie Royale des Sciences, em Paris. Como Galileu havia sugerido, ele usou as luas de Júpiter para mapear o mundo.

Os eclipses das luas de Júpiter foram programados em Paris usando um relógio de pêndulo. Em 1681, Cassini viajou para a ilha de Goree, nas Índias Ocidentais, para repetir suas medições.

O tempo absoluto foi encontrado na ilha observando os eclipses, e isso foi comparado com o horário local (obtido usando o sol), permitindo assim que a longitude da ilha fosse calculada.

O problema de determinar a longitude na terra havia sido resolvido, mas o método era inútil no mar porque os movimentos de um navio tornavam impossível sincronizar com precisão os eclipses das luas de Júpiter.

Longitude no mar

Em 1714, o parlamento inglês ofereceu um prêmio de 20.000 libras a qualquer um que pudesse determinar a longitude no mar. Muitos cientistas eminentes começaram a trabalhar, mas foi um relojoeiro amador de Yorkshire, chamado John Harrison, que enfrentou o desafio.

Ele viu o tempo como a chave e percebeu que se você pudesse determinar a hora local (a partir da posição do sol) e a hora em algum ponto de referência (como Greenwich), você poderia calcular a diferença de tempo entre os dois. A partir disso, você poderia descobrir a que distância os dois lugares estavam em termos de longitude.

O problema era que não existia nenhum relógio que pudesse ser colocado em casa e dependesse de manter o tempo com precisão no mar, onde os pêndulos eram notoriamente pouco confiáveis. Assim, mesmo que a hora local pudesse ser determinada a partir do sol do meio-dia, não havia tempo para compará-la. Esse foi o problema que Harrison tinha que resolver.

Relógio de Harrison – A Resposta

Depois de décadas de diligência e muitas mudanças de design, ele finalmente produziu seu cronômetro marítimo, o H4, um relógio acionado por molas que podia medir a longitude até o meio grau exigido para o prêmio de 20 mil libras. Apesar disso, Harrison foi inicialmente premiado com apenas metade do valor prometido.

Em uma viagem da Inglaterra para a Jamaica em 1761-62, H4 perdeu apenas cinco segundos em mais de dois meses no mar.

Agora era possível a um navegador determinar a hora local e compará-la com o tempo absoluto, que havia sido definido em um cronômetro preciso no início da viagem. Com essa informação, ele poderia determinar o número de graus de longitude que ele havia percorrido durante sua jornada.

Finalmente, tanto a latitude quanto a longitude podiam agora ser determinadas com exatidão e, pela primeira vez, você poderia dizer exatamente onde estava.

Sistemas de posicionamento global

Hoje, tudo é feito eletronicamente através do GPS, um sistema mundial de radionavegação composto por uma constelação de 24 satélites e suas estações terrestres.

Estas estrelas artificiais são usadas como pontos de referência para calcular uma posição terrestre com uma precisão de poucos metros. Na verdade, com formas avançadas de GPS, você pode fazer medições dentro de um centímetro.

Distância entre linhas

Se você dividir a circunferência da Terra (aproximadamente 25.000 milhas) em 360 graus, a distância na superfície da Terra para cada um grau de latitude ou longitude é de pouco mais de 69 milhas, ou 111 km.

Conforme você se move para o norte ou para o sul do equador, a distância entre as linhas de longitude fica menor até que elas se encontrem nos pólos. A 45 graus Norte ou Sul do equador, um grau de longitude é de cerca de 49 milhas ou 48 quilômetros.

Minutos e segundos

Para fins de precisão, os graus de longitude e latitude foram divididos em minutos (‘) e segundos (“). Há 60 minutos em cada grau. Cada minuto é dividido em 60 segundos. Os segundos podem ser divididos em décimos, centésimos ou mesmo em milésimos, por exemplo.

Localizações Relativas

Localização Relativa de uma cidade ou destino no planeta é sua relação com outro local ou pontos de referência próximos.

Localizações Absolutas

Localização Absoluta é a localização definitiva de um local usando um sistema de coordenadas reconhecido.

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