navegación celeste

La navegación celeste , también conocida como astronavegación , es la práctica de determinar la posición mediante estrellas y otros cuerpos celestes. Esto permite al navegante determinar con precisión su posición física actual en el espacio o en la superficie de la Tierra, sin depender únicamente de cálculos de posición estimados, comúnmente conocidos como navegación a estima . La navegación celeste se realiza sin utilizar navegación por satélite ni otros medios de posicionamiento electrónicos o digitales modernos similares.

La navegación astronómica utiliza "observaciones" o mediciones angulares cronometradas , tomadas normalmente entre un cuerpo celeste (por ejemplo, el Sol , la Luna , un planeta o una estrella ) y el horizonte visible . La navegación astronómica también puede aprovechar las mediciones entre cuerpos celestes sin referencia al horizonte terrestre, como cuando se utilizan la Luna y otros cuerpos seleccionados en la práctica denominada "lunares" o método de distancia lunar , que se utiliza para determinar la hora con precisión cuando se desconoce el tiempo.

La navegación astronómica mediante la observación del Sol y el horizonte desde la superficie terrestre es de uso común y proporciona diversos métodos para determinar la posición. Uno de ellos es el método popular y sencillo denominado "navegación al mediodía", que consiste en una única observación de la altitud exacta del Sol y la hora exacta de dicha altitud (conocida como "mediodía local"), es decir, el punto más alto del Sol sobre el horizonte desde la posición del observador en un día determinado. Esta observación angular, junto con el conocimiento de su hora precisa simultánea, denominada hora del meridiano de Greenwich, permite determinar directamente la latitud y la longitud en el momento y lugar de la observación mediante una sencilla reducción matemática. La Luna, un planeta, Polaris o cualquiera de las otras 57 estrellas de navegación cuyas coordenadas se encuentran tabuladas en cualquier almanaque náutico o aeronáutico publicado también pueden servir para este mismo propósito.

La navegación astronómica cumple su propósito utilizando mediciones angulares (observaciones) entre cuerpos celestes y el horizonte visible para determinar la posición en la Tierra, ya sea en tierra, en el aire o en el mar. Además, las observaciones entre estrellas y otros cuerpos celestes lograron los mismos resultados en el espacio, método utilizado en el programa espacial Apolo y que aún se emplea en muchos satélites actuales. De igual modo, la navegación astronómica puede utilizarse en otros cuerpos planetarios para determinar la posición en su superficie, utilizando su horizonte local y cuerpos celestes adecuados con tablas de reducción coincidentes y el conocimiento de la hora local. 

Para la navegación astronómica, cuando un cuerpo celeste se encuentra en la superficie terrestre en un instante dado, se sitúa directamente sobre un punto específico de la superficie. La latitud y longitud de dicho punto se conocen como la posición geográfica (PG) del cuerpo celeste, cuya ubicación se puede determinar a partir de las tablas del almanaque náutico o aeronáutico de ese año. El ángulo medido entre el cuerpo celeste y el horizonte visible está directamente relacionado con la distancia entre la PG del cuerpo celeste y la posición del observador. Tras realizar algunos cálculos, denominados « reducción de la avistamiento », esta medición se utiliza para trazar una línea de posición (LP) en una carta náutica o en una hoja de cálculo de navegación, donde la posición del observador se encuentra en algún punto de dicha línea. La LP es, en realidad, un segmento corto de un círculo muy grande en la Tierra que rodea la PG del cuerpo celeste observado. (Un observador ubicado en cualquier punto de la circunferencia de este círculo en la Tierra, midiendo el ángulo del mismo cuerpo celeste sobre el horizonte en ese instante, observaría que dicho cuerpo se encuentra al mismo ángulo sobre el horizonte). Las observaciones de dos cuerpos celestes dan como resultado dos líneas de este tipo en la carta, que se intersecan en la posición del observador (en realidad, los dos círculos darían como resultado dos puntos de intersección derivados de las observaciones de las dos estrellas descritas anteriormente, pero uno puede descartarse ya que estará lejos de la posición estimada; véase la figura del ejemplo a continuación). La mayoría de los navegantes utilizarán observaciones de tres a cinco estrellas, si están disponibles, ya que esto dará como resultado una sola intersección común y minimizará la posibilidad de error. Esta premisa es la base del método más utilizado de navegación celeste, conocido como el "método de altitud-intersección". Se deben trazar al menos tres puntos. La intersección de los puntos trazados generalmente dará como resultado un triángulo en cuyo interior se encuentra la posición exacta. La precisión de las observaciones se indica mediante el tamaño del triángulo.

Joshua Slocum utilizó tanto la navegación a mediodía como la astronómica para determinar su posición durante su viaje, la primera circunnavegación del mundo en solitario registrada. Además, empleó el método de distancia lunar (o "lunares") para determinar y mantener la hora en Greenwich (el meridiano de Greenwich), lo que le permitió mantener su reloj de hojalata razonablemente preciso y, por lo tanto, sus mediciones de posición exactas.

La navegación astronómica solo puede determinar la longitud cuando se conoce con precisión la hora en el meridiano de Greenwich . Cuanto más precisa  sea la hora en el meridiano de Greenwich (0° de longitud), más precisa será la determinación de la posición; de hecho, cada cuatro segundos de error en la fuente de tiempo (generalmente un cronómetro o, en aviación, un reloj de precisión ) pueden generar un error de posición de una milla náutica . Cuando se desconoce la hora o no se confía en ella, se puede utilizar el método de distancia lunar para determinar la hora en el meridiano de Greenwich. Se utiliza un reloj en funcionamiento con segundero o dígito, un almanaque con correcciones lunares y un sextante. Sin ningún conocimiento de la hora, un cálculo lunar (con una Luna observable a una altitud considerable) puede proporcionar una hora con una precisión de uno o dos segundos, con aproximadamente 15 a 30 minutos de observaciones y reducción matemática a partir de las tablas del almanaque. Tras la práctica, un observador puede calcular y comprobar la hora regularmente utilizando este método con una precisión de aproximadamente un segundo, o una milla náutica, de error de navegación debido a errores atribuidos a la fuente de tiempo.  

A la derecha se muestra un ejemplo que ilustra el concepto del método de intercepción para determinar la posición. (Otros dos métodos comunes para determinar la posición mediante navegación celeste son la longitud por cronómetro y el método ex meridiano ). En la imagen adyacente, los dos círculos del mapa representan las líneas de posición del Sol y la Luna a las 12:00 GMT del 29 de octubre de 2005. En ese momento, un navegante a bordo de un barco en alta mar midió la Luna a 56° sobre el horizonte con un sextante . Diez minutos después, se observó el Sol a 40° sobre el horizonte. A continuación, se calcularon y trazaron las líneas de posición para cada una de estas observaciones. Dado que tanto el Sol como la Luna se observaron en sus respectivos ángulos desde la misma ubicación, el navegante debía estar situado en uno de los dos puntos donde se cruzan los círculos.

En este caso, el navegante se encuentra en el océano Atlántico, a unas 350 millas náuticas (650 km) al oeste de Madeira , o en Sudamérica, a unas 90 millas náuticas (170 km) al suroeste de Asunción , Paraguay. En la mayoría de los casos, determinar cuál de las dos intersecciones es la correcta resulta obvio para el observador, ya que suelen estar separadas por miles de millas. Dado que es improbable que el barco esté navegando a través de Sudamérica, la posición en el Atlántico es la correcta. Cabe señalar que las líneas de posición en la figura están distorsionadas debido a la proyección del mapa; serían circulares si se representaran en un globo terráqueo.  

Un observador situado en el punto Gran Chaco vería la Luna a la izquierda del Sol, y un observador situado en el punto Madeira vería la Luna a la derecha del Sol.

La medición precisa de ángulos ha evolucionado a lo largo de los años. Un método sencillo consiste en sostener la mano por encima del horizonte con el brazo extendido. El ángulo del dedo meñique, de poco más de 1,5 grados con el brazo extendido, permite estimar la elevación del Sol respecto al horizonte y, por lo tanto, calcular el tiempo hasta la puesta de sol. La necesidad de mediciones más precisas impulsó el desarrollo de diversos instrumentos cada vez más exactos, como el kamal , el astrolabio , el octante y el sextante . El sextante y el octante son los más precisos porque miden ángulos desde el horizonte, eliminando los errores causados ​​por la posición de las agujas del instrumento, y porque su sistema de doble espejo compensa los movimientos relativos, ofreciendo una visión estable del objeto y el horizonte.

Los navegantes miden la distancia en la Tierra en grados , minutos de arco y segundos de arco . Una milla náutica se define como 1852 metros, pero también es (no por casualidad) un minuto de arco de ángulo a lo largo de un meridiano en la Tierra. Los sextantes pueden leerse con una precisión de 0,1 minutos de arco, por lo que la posición del observador puede determinarse con una precisión (teórica) de 0,1 millas náuticas (185,2 metros, o aproximadamente 203 yardas). La mayoría de los navegantes oceánicos, midiendo desde una plataforma móvil en condiciones favorables, pueden lograr una precisión práctica de aproximadamente 1,5 millas náuticas (2,8  km), suficiente para navegar con seguridad cuando no se divisa tierra u otros peligros. ^{[ 1 ]}

La navegación astronómica práctica generalmente requiere un cronómetro marino para medir el tiempo, un sextante para medir los ángulos, un almanaque ^{[ 2 ]} que proporciona horarios de las coordenadas de los objetos celestes, un conjunto de tablas de reducción de avistamientos para ayudar a realizar los cálculos de altura y acimut , y una carta de la región. ^{[ 3 ]} Con las tablas de reducción de avistamientos, los únicos cálculos necesarios son suma y resta. ^{[ 4 ]} Las computadoras portátiles, las laptops e incluso las calculadoras científicas permiten a los navegantes modernos "reducir" los avistamientos del sextante en minutos, al automatizar todos los pasos de cálculo y/o búsqueda de datos. ^{[ 5 ]} La mayoría de las personas pueden dominar los procedimientos de navegación astronómica más simples después de uno o dos días de instrucción y práctica, incluso utilizando métodos de cálculo manuales.

Los navegantes prácticos modernos suelen utilizar la navegación astronómica en combinación con la navegación por satélite para corregir una ruta de estima , es decir, un rumbo estimado a partir de la posición, el rumbo y la velocidad de una embarcación. El uso de múltiples métodos ayuda al navegante a detectar errores y simplifica los procedimientos. De esta manera, el navegante mide periódicamente la altitud del Sol con un sextante y la compara con una altitud precalculada en función de la hora exacta y la posición estimada de la observación. En la carta náutica, la regla de un plóter puede marcar cada línea de posición. Si la línea de posición indica una ubicación a más de unas pocas millas de la posición estimada, se pueden realizar más observaciones para reiniciar la ruta de estima. ^{[ 6 ]}

En caso de avería del equipo o del sistema eléctrico, trazar líneas de referencia solares varias veces al día y avanzar por estima permite a la embarcación obtener una posición aproximada suficiente para regresar a puerto. También se puede utilizar la Luna, un planeta, Polaris o alguna de las otras 57 estrellas de navegación para determinar la posición celeste.

Latitud

La latitud se medía antiguamente midiendo la altitud del Sol al mediodía (la "vista del mediodía") o la altitud de cualquier otro cuerpo celeste al cruzar el meridiano (alcanzando su altitud máxima cuando se encuentra directamente al norte o al sur), y frecuentemente midiendo la altitud de Polaris , la estrella polar (siempre que sea suficientemente visible sobre el horizonte, lo cual no ocurre en el hemisferio sur ). Polaris siempre se mantiene dentro de 1  grado del polo norte celeste . Si un navegante mide el ángulo con respecto a Polaris y encuentra que está a 10  grados del horizonte, entonces se encuentra aproximadamente a 10  grados al norte del ecuador. Esta latitud aproximada se corrige luego utilizando tablas simples o correcciones de almanaque para determinar una latitud teóricamente precisa con una precisión de una fracción de milla. Los ángulos se miden desde el horizonte porque normalmente no es posible localizar el punto directamente sobre la cabeza, el cenit . Cuando la bruma oculta el horizonte, los navegantes utilizan horizontes artificiales, que son espejos horizontales o recipientes con un fluido reflectante, especialmente mercurio. En este último caso, el ángulo entre la imagen reflejada en el espejo y la imagen real del objeto en el cielo es exactamente el doble de la altitud requerida.

Longitud

Si se pudiera medir con precisión el ángulo con respecto a Polaris, una medición similar de una estrella cerca del horizonte este u oeste proporcionaría la longitud . El problema es que la Tierra gira 15  grados por hora, lo que hace que dichas mediciones dependan del tiempo. Una medición realizada unos minutos antes o después de la misma medición del día anterior genera graves errores de navegación. Antes de que existieran buenos cronómetros , las mediciones de longitud se basaban en el tránsito de la Luna o en las posiciones de las lunas de Júpiter . En general, estos métodos eran demasiado difíciles de usar para cualquiera que no fuera astrónomo profesional. La invención del cronómetro moderno por John Harrison en 1761 simplificó enormemente el cálculo de la longitud.

El problema de la longitud tardó siglos en resolverse y dependía de la construcción de un reloj que no fuera de péndulo (ya que los relojes de péndulo no pueden funcionar con precisión en un barco que se inclina, ni en ningún vehículo en movimiento). Dos métodos útiles surgieron durante el siglo XVIII y aún se practican hoy en día: la distancia lunar , que no requiere el uso de un cronómetro, y el uso de un cronómetro o reloj de precisión.

Actualmente, los cálculos de longitud para personas sin conocimientos técnicos se pueden realizar anotando la hora local exacta (sin tener en cuenta el horario de verano ) cuando el Sol está en su punto más alto en el cielo terrestre. El cálculo del mediodía se puede realizar de forma más sencilla y precisa con una pequeña varilla vertical clavada en un suelo nivelado: tome la lectura de la hora cuando la sombra apunte hacia el norte (en el hemisferio norte). Luego, reste la hora local de la hora del meridiano de Greenwich (GMT ), o la hora en Londres, Inglaterra. Por ejemplo, una lectura del mediodía (12:00) cerca del centro de Canadá o Estados Unidos correspondería aproximadamente a las 18:00 (6 p. m.) en Londres. La diferencia de 6 horas equivale a un cuarto de un día de 24 horas, o 90 grados de un círculo de 360 ​​grados (la Tierra). El cálculo también se puede realizar multiplicando el número de horas (usando decimales para las fracciones de hora) por 15, el número de grados en una hora. En cualquier caso, se puede demostrar que gran parte del centro de Norteamérica se encuentra a unos 90 grados de longitud oeste. Las longitudes orientales se pueden determinar sumando la hora local a la hora GMT, con cálculos similares.

Distancia lunar

Un método antiguo, pero aún útil y práctico, para determinar la hora exacta en el mar antes de la llegada de la cronometría precisa y los sistemas de tiempo basados ​​en satélites, se denomina " distancias lunares" o "lunares". Este método se utilizó ampliamente durante un breve período y se perfeccionó para su uso diario a bordo de los barcos en el siglo XVIII. Su uso disminuyó a mediados del siglo XIX a medida que los cronómetros (relojes) cada vez mejores estuvieron disponibles para la mayoría de los barcos. Aunque más recientemente solo lo utilizan aficionados al sextante e historiadores, ahora es más común en los cursos de navegación astronómica reducir la dependencia total de los sistemas GNSS como la única fuente de tiempo precisa a bordo de un barco. Diseñado para usarse cuando no se dispone de un reloj preciso o se duda de su precisión durante una larga travesía marítima, el navegante mide con precisión el ángulo entre la Luna y el Sol o entre la Luna y una de varias estrellas cercanas a la eclíptica . El ángulo observado debe corregirse para tener en cuenta los efectos de la refracción y la paralaje, como en cualquier observación astronómica. Para realizar esta corrección, el navegante mide las altitudes de la Luna y el Sol (u otra estrella) aproximadamente al mismo tiempo que el ángulo de distancia lunar. Solo se requieren valores aproximados para las altitudes. Un cálculo con tablas publicadas adecuadas (o a mano alzada con logaritmos y tablas gráficas) requiere entre 10 y 15  minutos para convertir el/los ángulo(s) observado(s) a una distancia lunar geocéntrica. A continuación, el navegante compara el ángulo corregido con los que aparecen en las páginas correspondientes del almanaque para cada tres horas de hora de Greenwich, utilizando tablas de interpolación para obtener valores intermedios. El resultado es una diferencia horaria entre la fuente horaria (de tiempo desconocido) utilizada para las observaciones y la hora del meridiano principal (la del "Meridiano Cero" en Greenwich, también conocida como UTC o GMT). Conociendo UTC/GMT, el navegante puede realizar un conjunto adicional de observaciones y reducirlas para calcular su posición exacta en la Tierra como latitud y longitud locales.

Uso del tiempo

El método considerablemente más popular era (y sigue siendo) usar un reloj preciso para medir directamente el tiempo de una observación con sextante. La necesidad de una navegación precisa llevó al desarrollo de cronómetros cada vez más precisos en el  siglo XVIII (véase John Harrison ). Hoy en día, el tiempo se mide con un cronómetro, un reloj de cuarzo , una señal horaria de radio de onda corta transmitida desde un reloj atómico o la hora que muestra un receptor de señal horaria por satélite . ^{[ 7 ]} Un reloj de pulsera de cuarzo normalmente mantiene la hora con una precisión de medio segundo por día. Si se usa constantemente, manteniéndolo cerca del calor corporal, su tasa de deriva se puede medir con la radio, y al compensar esta deriva, un navegante puede mantener la hora con una precisión de más de un segundo por mes. Cuando se conoce con precisión la hora en el meridiano de Greenwich (u otro punto de partida), la navegación celeste puede determinar la longitud, y cuanto más precisamente se conozcan la latitud y la hora, más precisa será la determinación de la longitud. La velocidad angular de la Tierra depende de la latitud. En los polos, o latitud 90°, la velocidad de rotación de la Tierra llega a cero. A 45° de latitud, un segundo de tiempo equivale en longitud a 1077,8 pies (328,51 m ) , o una décima de segundo equivale a 107,8 pies (32,86 m) ^{[ 8 ].} En el ecuador ligeramente abultado, o latitud 0°, la velocidad de rotación de la Tierra o su equivalente en longitud alcanza su máximo a 465,10 m/s (1525,9 pies/s ) . ^{[ 9 ]}      

Tradicionalmente, un navegante comprobaba su cronómetro con su sextante en una baliza geográfica medida por un astrónomo profesional. Esta habilidad es ahora poco común, y la mayoría de los capitanes de puerto no pueden localizar la baliza de su puerto. Los barcos solían llevar más de un cronómetro. Los cronómetros se guardaban sobre cardanes en una sala seca cerca del centro del barco. Se utilizaban para ajustar un reloj de precisión para la observación real, de modo que ningún cronómetro quedara expuesto al viento ni al agua salada en cubierta. Dar cuerda y comparar los cronómetros era una tarea crucial del navegante. Incluso hoy en día, se sigue registrando diariamente en el diario de a bordo y se informa al capitán antes de las ocho campanadas de la guardia de la mañana (mediodía a bordo). Los navegantes también ajustaban los relojes y el calendario del barco. Dos cronómetros proporcionaban redundancia modular dual , lo que permitía una copia de seguridad si uno dejaba de funcionar, pero no permitía ninguna corrección de errores si ambos mostraban una hora diferente, ya que en caso de contradicción entre los dos cronómetros, sería imposible saber cuál estaba equivocado (la detección de errores obtenida sería la misma que tener solo un cronómetro y comprobarlo periódicamente: todos los días al mediodía contra la navegación a estima ). Tres cronómetros proporcionaban redundancia modular triple , lo que permitía la corrección de errores si uno de los tres estaba equivocado, por lo que el piloto tomaría el promedio de los dos con lecturas más cercanas (voto de precisión promedio). Hay un viejo adagio al respecto que dice: «Nunca te hagas a la mar con dos cronómetros; lleva uno o tres». ^{[ 10 ]} Los buques dedicados a trabajos de reconocimiento generalmente llevaban muchos más de tres cronómetros ; por ejemplo, el HMS Beagle llevaba 22 cronómetros . ^{[ 11 ]} 

El concepto de línea de posición celeste fue descubierto en 1837 por Thomas Hubbard Sumner cuando, tras una observación, calculó y trazó su longitud en más de una latitud de prueba en su proximidad y notó que las posiciones se alineaban. Utilizando este método con dos cuerpos celestes, los navegantes finalmente pudieron cruzar dos líneas de posición y obtener su posición, determinando así tanto la latitud como la longitud. Más adelante, en el siglo XIX, se desarrolló el método de intercepción moderno (Marcq St. Hilaire) ; con este método, se calcula la altura y el acimut del cuerpo celeste para una posición de prueba conveniente y se comparan con la altura observada. La diferencia en minutos de arco es la distancia de "intercepción" en millas náuticas que la línea de posición debe desplazarse hacia o desde la dirección del subpunto del cuerpo celeste. (El método de intercepción utiliza el concepto ilustrado en el ejemplo de la sección "Cómo funciona" anterior). Otros dos métodos para reducir las observaciones son la longitud por cronómetro y el método del ex meridiano .

Si bien la navegación astronómica se está volviendo cada vez más obsoleta con la llegada de los receptores de navegación por satélite ( GNSS ) económicos y de alta precisión, se utilizó ampliamente en la aviación hasta la década de 1960 y en la navegación marítima hasta hace relativamente poco. Sin embargo, dado que un marinero prudente nunca confía en un solo método para determinar su posición, muchas autoridades marítimas nacionales aún exigen que los oficiales de cubierta demuestren conocimientos de navegación astronómica en los exámenes, principalmente como respaldo para la navegación electrónica o por satélite. Uno de los usos actuales más comunes de la navegación astronómica a bordo de grandes buques mercantes es la calibración de la brújula y la verificación de errores en el mar cuando no se dispone de referencias terrestres. ^{[ 12 ]}

En 1980, las regulaciones de la Armada francesa aún exigían un reloj de funcionamiento independiente a bordo para que, en combinación con un sextante, se pudiera determinar la posición de un buque mediante navegación astronómica. ^{[ 13 ]}

La Fuerza Aérea y la Armada de los Estados Unidos continuaron instruyendo a los aviadores militares sobre el uso de la navegación astronómica hasta 1997, porque:

• La navegación astronómica puede utilizarse independientemente de las ayudas terrestres.
• La navegación astronómica tiene cobertura global.
• La navegación astronómica no puede ser interferida (aunque puede verse oscurecida por las nubes).
• La navegación astronómica no emite ninguna señal que pueda ser detectada por un enemigo. ^{[ 14 ]}

La Academia Naval de los Estados Unidos (USNA) anunció que suspendería su curso de navegación astronómica (considerado uno de sus cursos no de ingeniería más exigentes) del plan de estudios formal en la primavera de 1998. ^{[ 15 ]} En octubre de 2015, citando preocupaciones sobre la fiabilidad de los sistemas GNSS frente a posibles ataques informáticos hostiles , la USNA reinstauró la instrucción en navegación astronómica en el año académico 2015-2016. ^{[ 16 ] [ 17 ]}

En otra academia de servicio federal, la Academia de la Marina Mercante de los Estados Unidos, no hubo interrupción en la instrucción en navegación astronómica, ya que es un requisito para aprobar el examen de licencia de la Guardia Costera de los Estados Unidos para ingresar a la Marina Mercante . También se enseña en Harvard , más recientemente como Astronomía  2. ^{[ 18 ]}

La navegación astronómica sigue siendo utilizada por navegantes privados, especialmente por yates de crucero de larga distancia alrededor del mundo. Para las tripulaciones de pequeñas embarcaciones de crucero, la navegación astronómica se considera una habilidad esencial al aventurarse más allá del alcance visual de la costa. Si bien la tecnología de navegación por satélite es confiable, los navegantes de alta mar la utilizan como herramienta de navegación principal o como respaldo.

La navegación astronómica se utilizó en la aviación comercial hasta principios de la era de los reactores; los primeros Boeing 747 tenían un puerto para sextante en el techo de la cabina. ^{[ 19 ]} Su uso se eliminó gradualmente en la década de 1960 con la llegada de los sistemas de navegación inercial y Doppler, y los sistemas actuales basados ​​en satélites que pueden determinar la posición de la aeronave con una precisión de una esfera de 3 metros y varias actualizaciones por segundo.

Se utilizó una variante de la navegación celeste terrestre para orientar las naves espaciales Apolo en su viaje de ida y vuelta a la Luna. Hasta el día de hoy, misiones espaciales como el rover de exploración de Marte utilizan rastreadores de estrellas para determinar la orientación de la nave.

Ya a mediados de la década de 1960, se habían desarrollado sistemas electrónicos e informáticos avanzados que permitían a los navegantes obtener posiciones astronómicas automatizadas. Estos sistemas se utilizaban tanto en barcos como en aeronaves de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos y eran muy precisos, capaces de fijar hasta 11  estrellas (incluso de día) y determinar la posición de la aeronave con una precisión inferior a 91 metros (300 pies ) . El avión de reconocimiento de alta velocidad SR-71 fue un ejemplo de aeronave que utilizaba una combinación de navegación astronómica automatizada e inercial . Sin embargo, estos sistemas, aunque escasos, eran costosos, y los pocos que aún se utilizan hoy en día se consideran sistemas de respaldo para sistemas de posicionamiento por satélite más fiables. 

Los misiles balísticos intercontinentales utilizan la navegación celeste para comprobar y corregir su trayectoria (inicialmente establecida mediante giroscopios internos) mientras vuelan fuera de la atmósfera terrestre . La inmunidad a las señales de interferencia es el principal motivo de esta técnica, aparentemente arcaica.

La navegación y sincronización basada en púlsares de rayos X (XNAV) es una técnica de navegación experimental para el espacio en la que las señales periódicas de rayos X emitidas por los púlsares se utilizan para determinar la ubicación de un vehículo, como una nave espacial en el espacio profundo. Un vehículo que utilice XNAV compararía las señales de rayos X recibidas con una base de datos de frecuencias y ubicaciones de púlsares conocidas. De manera similar al GNSS, esta comparación permitiría al vehículo triangular su posición con precisión (±5  km). La ventaja de utilizar señales de rayos X sobre ondas de radio es que los telescopios de rayos X pueden ser más pequeños y ligeros. ^{[ 20 ] [ 21 ] [ 22 ]} El 9 de  noviembre de 2016, la Academia China de Ciencias lanzó un satélite experimental de navegación de púlsares llamado XPNAV 1 . ^{[ 23 ] [ 24 ]} SEXTANT (Station Explorer for X-ray Timing and Navigation Technology) es un proyecto financiado por la NASA desarrollado en el Centro de Vuelos Espaciales Goddard que está probando XNAV en órbita a bordo de la Estación Espacial Internacional en conexión con el proyecto NICER , lanzado el 3 de  junio de 2017 en la misión de reabastecimiento SpaceX CRS-11 a la ISS. ^{[ 25 ]}

Los equipos de entrenamiento de navegación astronómica para tripulaciones de aeronaves combinan un sencillo simulador de vuelo con un planetario .

Un ejemplo temprano es el Link Celestial Navigation Trainer , utilizado en la Segunda Guerra Mundial . ^{[ 26 ] [ 27 ]} Ubicado en un edificio de 14 m (45 pies) de altura, contaba con una cabina que albergaba a toda la tripulación de un bombardero (piloto, navegante y bombardero). La cabina ofrecía una gama completa de instrumentos , que el piloto utilizaba para volar el avión simulado. Fijada a una cúpula sobre la cabina había un conjunto de luces, algunas colimadas , que simulaban constelaciones , a partir de las cuales el navegante determinaba la posición del avión. El movimiento de la cúpula simulaba el cambio de posición de las estrellas con el paso del tiempo y el movimiento del avión alrededor de la Tierra. El navegante también recibía señales de radio simuladas desde varias posiciones en tierra. Debajo de la cabina se movían "placas de terreno" —grandes fotografías aéreas móviles del terreno— que daban a la tripulación la impresión de vuelo y permitían al bombardero practicar la alineación de objetivos de bombardeo. Un equipo de operadores se sentó en una cabina de control en el suelo, debajo de la aeronave, desde donde podían simular condiciones meteorológicas como viento o nubes. Este equipo también rastreaba la posición del avión moviendo un marcador en un mapa de papel. 

El simulador de navegación astronómica Link se desarrolló en respuesta a una solicitud de la Real Fuerza Aérea (RAF) en 1939. La RAF encargó 60 de estas máquinas, y la primera se construyó en 1941. La RAF utilizó solo unas pocas, arrendando el resto a Estados Unidos, donde finalmente se utilizaron cientos.

Contenido multimedia relacionado con la navegación celeste en Wikimedia Commons.

• Red de Navegación Celeste
• Tabla de las 57 estrellas de navegación con magnitudes aparentes y coordenadas celestes
• Inua: Almanaque náutico completo y más.
• Cálculo de distancias lunares
• Backbearing.com: Almanaque, tablas de reducción de mira y más.
• Navegación celeste en Petan.net
• Datos sobre el aire
• THE V-FORCE Archivado el 11/12/2024 en Wayback Machine
• Sextantes de navegación aérea
• Sextante en un Douglas DC-8