MARINHA DO BRASIL
CENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE GRAÇA ARANHA
ESCOLA DE FORMAÇÃO DE OFICIAIS DA MARINHA MERCANTE
RAMON CÉSAR DIAS DE SIQUEIRA
NAVEGAÇÃO ASTRONÔMICA: Valor histórico e aplicações
RIO DE JANEIRO
2015
Prepare-se para as provas
Estude fácil! Tem muito documento disponível na Docsity
Ganhe pontos para baixar
Ganhe pontos ajudando outros esrudantes ou compre um plano Premium
Guias e Dicas
Prepare-se para as provas
Estude fácil! Tem muito documento disponível na Docsity
Encontrar documentos
Prepare-se para as provas com trabalhos de outros alunos como você, aqui na Docsity
Encontra documentos específicos para os exames da tua universidade
Encontra documentos específicos para os exames da tua universidade
Videoaulas
Prepare-se com as videoaulas e exercícios resolvidos criados a partir da grade da sua Universidade
Quiz
Responda perguntas de provas passadas e avalie sua preparação.
Ganhe pontos para baixar
Ganhe pontos ajudando outros esrudantes ou compre um plano Premium
00000b92.pdf, Exercícios de Astronomia
NAVEGAÇÃO ASTRONÔMICA: Valor histórico e aplicações. Trabalho de Conclusão de Curso apresentado como exigência para obtenção do título de.
Tipologia: Exercícios
2023
1 / 37
Esta página não é visível na pré-visualização
Não perca as partes importantes!
Documentos relacionados
Pré-visualização parcial do texto
Baixe 00000b92.pdf e outras Exercícios em PDF para Astronomia, somente na Docsity!
MARINHA DO BRASIL
CENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE GRAÇA ARANHA
ESCOLA DE FORMAÇÃO DE OFICIAIS DA MARINHA MERCANTE
RAMON CÉSAR DIAS DE SIQUEIRA
NAVEGAÇÃO ASTRONÔMICA: Valor histórico e aplicações
RIO DE JANEIRO
RAMON CÉSAR DIAS DE SIQUEIRA
NAVEGAÇÃO ASTRONÔMICA: Valor histórico e aplicações
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado como exigência para obtenção do título de Bacharel em Ciências Náuticas do Curso de Formação de Oficiais de Náutica da Marinha Mercante, ministrado pelo Centro de Instrução Almirante Graça Aranha. Orientador: Professor Alcione Gonçalves
RIO DE JANEIRO
AGRADECIMENTOS
Agradeço primeiramente a Deus que sem ele nada disso seria possível, a minha Mãe que nunca mediu esforços para me ajudar a chegar onde estou hoje e sempre depositou confiança em mim, ao meu pai que nunca deixou de me apoiar. Ao meu irmão que é exemplo de companheirismo e lealdade. A minha querida avó Ana Rosa de Carvalho que ajudou meus pais a me criarem com muito amor, carinho e dedicação, a minha namorada Jacqueline Guedes que sempre confiou em mim e me ajudou a superar os momentos difíceis que passei. A todas as pessoas que me ajudaram direta ou indiretamente. Aos meus amigos da EFOMM, que sem eles tudo seria mais difícil.
RESUMO
O presente trabalho foi desenvolvido com o intuito de difundir conhecimentos sobre Navegação Astronômica, mostrando aplicações dos conhecimentos passados e de centenas de anos de estudos. O caminho dos estudos da navegação astronômica veio logo depois da difusão do conhecimento da Astronomia, em uma forma rudimentar, é claro, mas foi assim que o homem começou a olhar para o céu e se questionar sobre questões até então apenas respondida pelo misticismo. Toda essa história está em ordem cronológica. Nesse trabalho estão expostos os feitos de vários nomes da física, matemática, astronomia. Dentre eles, destacam-se Eratóstenes que calculou de forma simples e muito precisa o Raio da Terra e Pedro Nunes, que mesmo sem ter pisado a bordo de um navio, contribuiu, e muito, para a forma de navegar que temos atualmente. Vários instrumentos náuticos são citados, mencionando suas funções, origem e importância, alguns deles de criação própria de Pedro Nunes. Esse trabalho também foi agraciado com a participação do Professor Lázaro Coutinho que fala sobre suas experiências a bordo de navios da Marinha Mercante e cita a importância do conhecimento da navegação astronômica, fazendo com que o leitor se sinta mais próximo do assunto em questão.
Palavras chave: Astronomia. Navegação. Valor histórico. Aplicações. Pedro Nunes
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
GPS – Global Position System a.C – Antes de Cristo STCW - Standards of Training and Certification Watchkeeping EFOMM – Escola de Formação de Oficiais da Marinha Mercante UFF – Universidade Federal Fluminense IME – Instituto Militar de Engenharia CASNAV – Centro de Análises de Sistemas Navais
GNSS – Global Navigation Satellite System
GLONASS – Globalnaya navigatsionnaya sputnikovaya sistema
1 INTRODUÇÃO
Navegar utilizando-se da navegação astronômica consiste em o navegante determinar sua posição, ou quaisquer outras informações úteis relativo à segurança, por meio das observações dos astros. A astronomia está diretamente relacionada à navegação utilizando-se dos astros. Essa ciência estuda os corpos celestes e está presente no nosso dia-a-dia desde os primórdios da humanidade. Ela teve seus conceitos iniciais concebidos no período em que os primeiros humanos começaram a entender os fenômenos a sua volta, a partir da observação do nascer do sol, a passagem das estações do ano, as fases da lua e os períodos em que determinadas estrelas estavam visíveis. Dessa forma, os primeiros ―astrônomos‖ visualizaram as relações naturais entre o céu e a terra. No decorrer da evolução do estudo da astronomia e da navegação astronômica, vários nomes surgiram como o de Hiparco (séc. II a.C), Claudio Ptolomeu (90-168 a.C) Eratóstenes, Galileu Galillei, Keppler, Isaac Newton, Pedro Nunes. Com o passar do tempo, a navegação astronômica vem perdendo grande espaço no dia-a-dia dos navegantes, pois com o desenvolvimento tecnológico, o crescente uso de equipamentos como o GPS (Sistema de Posicionamento Global) tem tornado a navegação de praticamente todo tipo de embarcação mais prática e segura. Todavia, é possível confiar totalmente neste novo equipamento? A problemática deste trabalho está relacionada à importância do estudo da navegação astronômica, tendo em vista o seu valor histórico e aplicações. O questionamento da necessidade de se incluir a matéria de Astronomia no sumário da EFOMM (Escola de Formação de Oficiais da Marinha Mercante) como sendo uma matéria que antecede o ensinamento de Navegação Astronômica também se faz presente no texto dessa monografia.
2 HISTÓRIA DA NAVEGAÇÃO ASTRONÔMICA E ASTRONOMIA
A navegação astronômica já existe desde quando o homem morava nas cavernas. Um de seus primeiros atos tomados com consciência foi, talvez, voltar pra sua caverna, depois de uma longa expedição de caça ou pesca, tomando como referência pontos notáveis pelo caminho, como algum acidente geográfico. Essa então era a navegação terrestre. Sendo assim a primeira forma de navegação. O homem se aventura no mar há muito tempo. O registro da primeira aventura marítima é datado de cerca de 4800 anos atrás, sendo a primeira que se tem notícia, devido ao fato só então o homem ter aprendido a escrever. Mas quando o homem teve a noção de governar sua embarcação surgiu a navegação marítima. Entre os séculos XIII e XVIII, a navegação astronômica teve um papel crucial na era das navegações de longa distância, onde as grandes potências europeias movidas pelo reflorescimento do comércio buscavam descobrir novas rotas marítimas para chegar às Índias, e que resultaram na descoberta de novas terras além dos mares conhecidos — o Novo Mundo. Neste período, diversos equipamentos foram desenvolvidos para auxiliar na navegação astronômica, e através destes, os navegantes conseguiam determinar sua posição no mar com enorme precisão, sem necessitar realizar cálculos complexos como alguns podem imaginar. Todavia, para se ter a navegação astronômica como conhecemos atualmente, foi exigido muito mais do homem. Ele teve que adquirir o conhecimento dos movimentos dos corpos celestes de uma forma muito mais profunda, não somente para referência de rumo, como foi usado no início das viagens do homem pelos oceanos.
2.1 Astronomia
Vários autores consideram a astronomia, como a mais antiga das ciências. Há evidências de observações astronômicas entre os povos pré-históricos do Egito, Índia, Babilônia, China. Esse fato é que fortalece a tese de que a astronomia tenha sido a primeira das ciências. Com o surgimento das primeiras civilizações os astros passaram a ser mais estudados, pois estes também estavam associados à religiosidade, onde recebiam o nome de deuses e seres míticos, por exemplo. Os povos da mesopotâmia, considerado
3 ERATÓSTENES E A CIRCUNFERÊNCIA DA TERRA
Quando os navios afastavam-se do porto, desapareciam primeiro os seus cascos e, por último, os mastros, qualquer que fosse a direção do horizonte em que rumavam; se a Terra fosse plana, argumentava Aristóteles, um navio, ao afastar-se, ficaria cada vez menor, por igual, até tornar-se um ponto e desaparecer. Aristóteles também notou que, ao viajar para o norte ou para o sul, novas estrelas apareciam acima do horizonte adiante, enquanto outras desapareciam abaixo do horizonte atrás (MIGUENS, 1996, p. 542.)
Eratóstenes viveu no Egito entre os anos 276 e 194 a.C, ele era bibliotecário- -chefe da famosa Biblioteca de Alexandria, e foi lá que ele encontrou, num velho papiro, indicações de que ao meio-dia de cada 21 de junho da cidade de Assuã (ou Syene, no grego antigo) 800 km (valor correspondente à unidade de medida utilizada na época que era de 500 ―estádios‖) ao sul de Alexandria, uma vareta fincada verticalmente no solo não produzia sombra. Como Eratóstenes era um homem muito observador, ele percebeu que o mesmo fenômeno não ocorria em Alexandria no mesmo dia e pensou que quanto mais curva fosse a Terra, maior seria a diferença no comprimento das sombras. O Sol deveria estar tão longe que seus raios de luz chegam à Terra paralelos entre si. Varetas fincadas verticalmente no chão em lugares diferentes lançariam sombras de comprimentos distintos. Eratóstenes decidiu fazer um experimento. Ele mediu o comprimento da sombra em Alexandria ao meio-dia de 21 de junho, quando a vareta em Assuã não produzia sombra. Assim obteve o ângulo A, conforme a figura abaixo.
Figura 1 - Luz do Sol chegando perpendicularmente a Terra
Fonte - http://astro.if.ufrgs.br/antiga/antiga.htm
Eratóstenes mediu A=7° (aproximadamente). Se as varetas estão na vertical, partindo do pressuposto que se fossem longas o bastante iriam se encontrar no centro da Terra. O Ângulo B tem o mesmo valor de A. Pois o desenho de Eratóstenes se reduz a uma geometria muito simples: se duas retas paralelas interceptam uma reta transversal, então os ângulos correspondentes são iguais. As retas paralelas são os raios de luz do Sol e a reta transversal é a que passa pelo centro da Terra e pela vareta em Alexandria. O ângulo B (também igual a 7°) é a uma fração conhecida da circunferência da Terra e corresponde à distância entre Assuã e Alexandria. Eratóstenes sabia que essa distância valia cerca de 800 km, como já foi dito anteriormente, logo chegou à seguinte conclusão: 7° são aproximadamente 1/50 de uma circunferência (360°). Essa fração do comprimento da Terra corresponde a cerca de 800 km. Desse modo o comprimento total deveria ser 800 km vezes 50, que resulta em 40000 km ( quarenta mil quilômetros). O valor encontrado atualmente é cerca de 40080 km ao longo da linha do equador. Um erro muito pequeno para uma medida tão simples, e feita há tanto tempo. A figura a seguir representa o esquema usado por Eratóstenes na determinação da circunferência da Terra. Figura 2 - Método usado por Eratóstenes
Fonte : Astronomia na Antiguidade
Onde ϴ indica os ângulos alternos internos representando o valor de 7,2° encontrado por Eratóstenes.
Figura 4 – Modelo Heliocêntrico
Fonte: http://www.mundoeducacao.com/geografia/geocentrismo-heliocentrismo.htm
O modelo, também chamado de sistema copernicano, não foi aceito pela Igreja Católica, que adotava a teoria do Geocentrismo, elaborada por Ptolomeu. A teoria Heliocêntrica foi aperfeiçoada e comprovada por Galileu Galilei, Kepler e Isaac Newton. Atualmente, é a mais aceita entre a comunidade científica.
5 PEDRO NUNES
5.1 Biografia de Pedro Nunes
Nasceu em Alcácer do Sal, Portugal, em 1502, de ascendência judaica. Em 1517, iniciou os estudos universitários. Em 1523 casou-se com Dona Guiomar Áreas (Aires). Deste casamento nasceram dois rapazes (Apolónio e Pedro) e quatro garotas ( Briolania, Francisca, Isabel e Guimoar). Seguiu os cursos de Filosofia e de Matemática na Universidade de Lisboa, onde em 1525 alcançou o grau de bacharel em medicina e foi encarregado da regência da cadeira de Filosofia Moral em 04 de Dezembro de 1529, transitando em seguida para a de Lógica e depois para a de Metafísica. Por alvará de 1529, o rei D. João III nomeou-o cosmógrafo, com a pensão de 20 mil réis por ano, cargo em que foi confirmado em 1541 com a renda duplicada. Em 13 de Agosto de 1531, D. João III o convida para ser professor dos seus 6 irmãos e foi para Évora como tutor dos príncipes até 1534. Em 1547 passou a cosmógafo-mor, com o salário de 50 mil réis anuais. No dia 1° de Dezembro de 1537 foi publicado o Tratado da Sphera com a Theorica do Sol e da Lua em Lisboa, por Germão Galhardo. Em Janeiro de1542 publica De corpusculis Libri unus,(16 de Outubro) uma das obras que mais reputação lhe deu no meio científico. Pouco tempo depois da transferência da Universidade de Coimbra, Pedro Nunes foi aí nomeado professor, em 1544, cargo que ocupou até á sua jubilação em Julho de
- Na sua qualidade de cosmógrafo ausentou-se diversas vezes de Coimbra para corresponder a pedidos do rei no sentido de resolver problemas técnicos de navegação. Em 1546, é impresso o seu trabalho De erratis Orontii Finei, Regii Mathematicarum Lutetiae Professoris. Em 1548 é feito Cavaleiro do Hábito de Nosso Senhor Jesus Cristo (ordem religiosa e militar, criada em 14 de março de 1319 pela Bula Papal de João XXII). Em 1555, foi eleito para proceder á reforma dos Estudos Universitários, juntamente com Baltazar Faria. Em 11 de Junho de 1557 morre D. João III: a rainha Dona Catarina autoriza no dia de 21 de Outubro, do referido ano, Pedro Nunes a estar ausente da regência da sua Cadeira na Universidade durante 3 ou 4 anos, para se ocupar da tarefas ligadas á ciência das navegações. Em 20 de Dezembro deste mesmo ano, Pedro Nunes apresenta ao Conselho da Universidade de Coimbra um alvará de lembrança em que a rainha determina que os 4 anos que ele iria passar na corte, e os 3 anos em que foi professor na
que passe pelos dois pontos. Chegou assim à conclusão que os mapas deveriam ter duas propriedades: a de preservação de ângulos, e a representação de linhas de rumo por linhas retas. Pode afirmar-se que Pedro Nunes, apesar de não ter concretizado as suas teorias na elaboração de um mapa, preparou o caminho para a elaboração de novos mapas para uso dos navegadores, o que veio a ser concretizado por Gerardus Mercator (1512-1594), que revolucionou a cartografia. Outra contribuição importante foi a concepção do nónio. Este instrumento teórico permitiria medir frações de grau em dois instrumentos náuticos de altura, o astrolábio e o quadrante. O conceito que está na base deste instrumento foi depois aperfeiçoado por Cristóvão Clavius (1537-1612) e por Pierre Vernier (1584-1638), o que permitiu que fosse mais facilmente construído e tornado mais comum no século XVIII.
6 INSTRUMENTOS NÁUTICOS E A NAVEGAÇÃO ASTRONÔMICA
Quando os Portugueses, no inicio do século XV começaram as navegações ao longo da costa Africana constataram que, enquanto as viagens de ida se efetuavam sem dificuldade, o mesmo não se sucedia com o regresso, devido aos ventos contrários. Recorrendo á suas experiências de mar perceberam que se adentrando no Atlântico e levando os navios a descrever uma larga volta, conseguiam fazer as viagens mais curtas em tempo e mais cômodas para a tripulação. Todavia, com tal afastamento da terra, os pilotos deixavam de saber a posição a que o navio se encontrava, dado que não podiam usar as referências que eram indispensáveis para determinar o ponto do navio. A solução encontrada foi recorrer aos astros, primeiro á Estrela Polar, depois ao Sol, pois assim conseguiam calcular, com certa precisão, a latitude a que o navio se encontrava, a qual, cruzada com a longitude estimada permitia fazer a navegação com alguma segurança. Para o efeito, foram desenvolvidos Métodos de Navegação e Instrumentos Náuticos. Os Instrumentos Náuticos são peças fundamentais na arte de navegar. A sua finalidade é basicamente obter a posição da embarcação de modo a permitir uma navegação segura. Outros são apenas auxiliares ou complementares desses instrumentos não sendo por isso de desprezar. Modernamente a eletrônica, pela sua facilidade e fiabilidade, impôs-se e quase nos faz esquecer o difícil percurso da descoberta e aperfeiçoamento dos instrumentos usados pelos pioneiros da arte de navegar dos quais os portugueses se podem orgulhar de também terem contribuído. Os problemas que se puseram sobre a latitude e longitude deram um grande impulso ao aperfeiçoamento e descoberta de novos instrumentos. Ainda hoje em dia há quem tenha de recorrer a essas relíquias, não só como distração de bordo, mas também como recurso perante as avarias e falibilidade da moderna tecnologia.
6.1 Quadrante
Usado pelos navegadores portugueses por volta do século XV, o quadrante, de origem mais remota que o astrolábio, era um instrumento de madeira ou em latão empregado para tomar alturas de astros.