En 1770 la Armada Real despliega una enorme actividad de reconocimiento hidrográfico y costero en América. Así en 1790, con la expedición del napolitano Malaspina al servicio de España, se determinan varias posiciones astronómicas en el Pacífico colombo- ecuatoriano. Simultáneamente, la expedición Hidalgo entra al Caribe, levanta las Antillas y 30 puntos de la costa de Colombia y Panamá. Pero con el desastre naval de la Real Armada en 1805, fecha en la que iniciará el Sabio Caldas como astrónomo del virreinato de la Nueva Granada, aquella interrumpe 15 años de labores continuas.

En 1783, el sacerdote y científico español José Celestino Mutis (1732-1808), da inició a la real Expedición Botánica del nuevo Reino de Granada, cuya misión es explorar la flora y fauna nativa en parte del territorio nacional. Sobresale la obra pictórica conformada por cerca de seis mil dibujos y acuarelas de la escuela de dibujo organizada por Mutis para  registrar gráficamente las plantas y flores recolectadas por la Expedición, y de la cual hacía parte artistas como Salvador Rizo y Matís. Dicha obra sustraída en 1817 por Pablo Morillo durante la reconquista de las colonias americanas se traslada al real Jardín Botánico de Madrid, donde hoy se conserva. 

Fray Domingo de Petrés quien había llegado de España para la reconstrucción y reparación de los templos santafereños averiados por el terremoto de 1785, por orden de Mutis emprende el 24 de mayo de 1802 la construcción del Observatorio Astronómico en el Jardín de la antigua Casa Botánica, sede de la Expedición., para concluirlas entre 1803 y 1804. 

El prócer de la independencia nace en Popayán, donde estudia con José Félix Restrepo; se traslada a Bogotá, se gradúa bachiller  en jurisprudencia y se dedica al comercio entre ambos lugares, para lo que cruza valles y páramos entre los poblados de relevancia de la época. Por su espíritu investigador, se hace a literatura e instrumentos de medida, como barómetro y termómetro, y aparatos astronómicos. Después de haber determinado la latitud de Popayán y haber hecho observaciones sistemáticas de alturas con barómetro, en 1797 Caldas hace trabajos cartográficos por triangulación topográfica y determinaciones de latitudes en lugares recurriendo a observaciones astronómicas, como las que sirvieron a Alexander von Humboldt y Aimé Bonplant para elaborar el mapa del río Magdalena. 

En 1800, el naturalista alemán Alejandro Humboldt (1767-1835) llega a tierras de Venezuela y Trinidad, determina latitudes y longitudes en varios lugares de los llanos colombo- venezolanos, viaja luego a la Habana, regresa a la Nueva Granada, e igualmente determina las coordenadas del Fuerte San Felipe en Cartagena de Indias y observa el eclipse de luna del 29 de Marzo en Barú, para tomar el camino del Río Magdalena, entrar a Santa Fé de Bogotá, regresar al Tolima, y por el Quindío, cruzar la cordillera Central colombiana rumbo a Popayán, Quito, Guayaquil y Lima. 

Se vincula Francisco José de Caldas a la Expedición Botánica y como tal recorre el norte del Ecuador. En 1805 regresa a Santa Fé, portando además del valioso herbario, equipos astronómicos para inaugurar y poner en marcha el Observatorio Astronómico cuya construcción se había iniciado en 1803. Trae Caldas instrumentos como el cuarto de círculo  de Bird y el péndulo de Graham, útiles para añadir a la lista de los equipo guardados por Mutis durante 20 años. En 1805 Mutis encarga la dirección del Observatorio al sabio payanés. 

A partir de 1805, América cuenta ya con un Observatorio Astronómico fijo, el primer observatorio al frente del cual ejerce como Astrónomo Francisco José de Caldas, quien desde allí obtiene la latitud del  histórico lugar de observación, estimándola en 4º 36’ 06”; también determina la altitud de Bogotá y por observación, desde el Observatorio Astronómico, la del Nevado del Tolima. Además hace observaciones meteorológicas, de eclipses y de emersiones e inmersiones de satélites referidas al  Meridiano de Bogotá y, finalmente, otras observaciones para concluir con la refacción de los almanaques de 1811 y 1812. 

El Colegio Militar (1848) y el Cuerpo Central de Ingenieros del Estado (1866), según Jorge Arias de Greiff, ponen en evidencia: el interés de los criollos del radicalismo por conocer la patria y una demanda social que explica el surgimiento de los primeros atisbos de instituciones. En 1827 el Observatorio Astronómico se encomienda a Benito Osorio. En 1928  se anexa aquel al Museo de Historia Natural, y en 1829 la dirección del Museo y del Observatorio pasan a Benedicto Domínguez, hasta 1832 cuando la dirección de uno y otro, y del Laboratorio Químico, pasan a Joaquín Acosta hasta el año de 1837. Durante la anterior década las observaciones meteorológicas han sido el objetivo del Observatorio Astronómico.

Desde 1840 hasta 1848, año en que se anexa el Observatorio al Colegio Militar, la dirección del Observatorio había sido encomendada a Francisco Javier Matiz. En el Colegio Militar, obra de Tomás Cipriano de Mosquera, se preparan Ingenieros Militares y Civiles, y de él salen personajes como Cornelio Borda y Don Indalecio Liévano. Pero en 1854, durante el gobierno de José María Melo en el que se da la imposición de medidas librecambistas en la República, se cierra el Observatorio Astronómico quedando en el abandono y encomendándosele su vigilancia a un artista. 

Concluida la función como prisión, en 1868 el Observatorio Astronómico se adscribe a la Universidad Nacional de Colombia y se le encomienda a José María González Benito, quien relaciona el centro con astrónomos de renombre y logra su dotación con instrumentos para  aplicarlos al estudio riguroso de los astros, además de transferirle el contacto a la Escuela de Ingeniería, y con ella a la Sociedad Colombiana de  Ingenieros. Así, al preparar en la astronomía a los ingenieros civiles  de la Escuela, ellos aportarán durante su ejercicio profesional información útil para la elaboración del mapa del país, empresa aún por desarrollar. De  otro lado el propio Observatorio Astronómico se alimenta con el espacio académico que abre la Escuela a la enseñanza de la astronomía matemática  y de la dinámica. Durante este periodo como Director, Gonzáles Benito publica los Estudios y Lecturas sobre Astronomía. 

3. JOSÉ MARÍA GONZÁLEZ BENITO (1843-1903).  

José María González Benito nace en Zipaquirá, donde trabaja con don Manuel Ponce en el levantamiento topográfico de las salinas y pueblos vecinos, y de él aprende el cálculo diferencial e integral cuando la educación era un asunto de relaciones personales antes que de la enseñanza formal. Dice Jorge Arias de Greiff que González Benito, ya  como ayudante de Indalecio Liévano contribuye al trazado del ferrocarril de Zipaquirá a Nemocón. Posteriormente se traslada a Anolaima y ganando interés por la geología y la paleontología recorre la cordillera de Sumapaz hasta Tunja. 

Viajando a Europa como Cónsul, lo sucede Luis Lleras Triana en la Dirección del Observatorio, hasta el año de 1876. Este último morirá en la guerra de 1876 pero dejará un proyecto para instalar un ecuatorial y una cúpula giratoria en el Observatorio, y una recomendación sobre el instrumento meridiano y el péndulo sideral. También Lleras Triana, quien traduce la geometría de Legendré, pensaba intensificar el uso del sextante  y del cronómetro por los ingenieros para la confección de nuestras cartas geográficas. 

En 1875 regresa Jesús María González Benito al país como miembro acreditado de la "Royal Astronomical Society", y el Estado le compra un instrumento ecuatorial adaptado a la latitud de Bogotá, un anteojo de pasos meridianos, un teodolito astronómico, un anteojo de 5 ½ pies de distancia focal con montura altacimutal, y un espectroscopio de prismas. Además, se le encomienda la construcción de la cúpula giratoria sobre la escalera, concebida antes por Luis Lleras Triana. 

En 1880 y por quinta vez vuelve al Observatorio Astronómico González Benito como su Director, con Ruperto Ferreira como su Subdirector. Reorganizan ambos el centro y aumentan su dotación en momentos  en que el ambiente nacional es de interés por la ciencia, según se desprende de la conmemoración que se hace de la casa en que habitó  Francisco José de Caldas y de la remodelación del edificio del Observatorio Astronómico. 

Gracias a González Benito, en 1881 el Observatorio Astronómico cuenta con cúpula giratoria, un refractor de 16 cm y una estación meteorológica completa. Ese año al Observatorio se le designa una zona para la observación sistemática entre los paralelos 40º y 55º, con declinación norte, y por intermedio del reconocido Director se participa en la unificación del manejo de la hora, asunto del cual tratará el Congreso Mundial de Washington en 1884, durante el cual se adopta como "Meridiano Cero" el de Greenwich. 

En 1882, aparece el primer número de los Anales del Observatorio Astronómico Nacional OAN, en Bogota. También aparece ahora Abelardo Ramos, director de la revista Anales de la Sociedad Colombiana de Ingenieros, para atacar a González Benito y con ello lograr que no se le renueve el contrato como Director del Observatorio. Para el cargo propone al brillante joven Julio Garavito Armero, su alumno y quien se desempeña como profesor de ingeniería y geodesia en la Escuela de  Ingeniería. Es que Abelardo Ramos proviene de la Escuela Americana, tiene una visión utilitarista de la profesión y encuentra en González Benito un personaje incómodo, propio del renacimiento y que no se ajusta al prototipo profesional del ingeniero “moderno” que de astronomía sólo debe conocer los requerimientos de la cartografía sin distraerse en manchas solares, en lluvias de estrellas y en colas de cometas.

En 1885 el fabricante de relojes, Ing. Rafael Nieto Paris, es nombrado director del OAN, quien fabrica un reloj eléctrico ideado por él para  realizar mediciones astronómicas en el Observatorio.  

Mientras, refugiado en su casa ubicada en el parque de los Mártires, González Benito construye allí un reconocido observatorio, equipado con un telescopio de 9,5 cm de diámetro y 1,65 cm de distancia focal, sobre montura ecuatorial. Luego, González Benito es presentado por Camilo Flammarion y Bouquet de la Grye a la Sociedad Astronómica de Francia haciéndose miembro de la misma en 1893 en calidad de Miembro Fundador. 

Pasada la Guerra de los Mil Días en 1903 González Benito propone la creación del Instituto de Colombia, reuniendo las Academias de Matemáticas, Ciencias Naturales y Ciencia Morales y Políticas; y muere ese mismo año a los 60 años de edad, un día antes de la inauguración del nuevo Instituto.

En 1902 se crea por decreto la Oficina de Longitudes, y entonces a partir de ahí todas las poblaciones del país referirán sus coordenadas al Observatorio Astronómico, creándose una única base para la definición geográfica del país. La Oficina de Latitudes cuenta entonces con las secciones de astronomía y geodesia, de topografía y de niveles, mientras la Oficina de Historia Natural cuenta las secciones de biología y de minería.

Se usarán el Método de Talcott modificado por Garavito y la señal telegráfica con el Observatorio Astronómico, para calcular y reportar las coordenadas a lo largo y ancho del país, con errores que deben ser inferiores a 0,3 seg de tiempo en longitud y a 0,5 seg de arco en latitud. Estos resultados se publican en 1918 y 1921. 

4. JULIO GARAVITO ARMERO (1865-1920). 

Volviendo a Julio Garavito Armero, este bogotano ingresa de 22 años a la Escuela de Ingeniería, y en 1891 se gradúa de profesor en Matemáticas y de Ingeniero Civil. Un año después, en 1892, es Director del Observatorio Astronómico y se le confieren las cátedras de mecánica racional y de astronomía en la Escuela de Ingeniería. Más adelante trabajará su Método Talcott y aportará a la geodesia, pero también tratará temas como la relatividad de Albert Einstein, y hará trabajos de astronomía observacional y de astronomía dinámica. 

En 1860 y 1867 el francés Charles Delaunay avanza en otro método elegante para representar el movimiento lunar instantáneamente, dado que algunos elementos de la órbita cambian continuamente. En 1864 el danés Peter Andreas Hansen se toma 30 años par desarrollar una  teoría más práctica aunque menos elegante, la que se usa hasta 1920. En 1877 George William Hill trabaja una teoría usando un modelo ingenioso.

Finalmente, en 1896, aparecen los trabajos del norteamericano Ernst William Brown en los que se incluye un término empírico para ajustar los cálculos a la deriva del movimiento lunar observado, cuyas tablas finales salen apenas en 1919. Garavito Armero, que no conocía la naturaleza del movimiento, se ocupa en detallar la deriva explicándola como una función en términos del movimiento medio del Sol, y de la diferencia del movimiento de la Luna y el Sol; usa para el efecto la ecuación de la órbita variacional empleando el método de G.W. Hill que emplea coordenadas rectangulares, denominado por Poincaré “Soluciones Periódicas de Primer Género”. 

Hubiera alcanzado su tarea Julio Garavito, pero muere en Marzo de 1920 a la edad de 54 años. Al entrar en escena los computadores se sustituyen los cálculos de tablas lunares para las efemérides basados en el empleo de los logaritmos: Wallace Eckert como director del laboratorio de la empresa Watson, dirigió la construcción de un número de computadoras innovadoras para realizar cálculos astronómicos, incluyendo la  calculadora electrónica de la secuencia selectiva SSEC (1949) y la calculadora naval de la investigación de la artillería NORC (1954. Este profesor de astronomía y pionero de la computación también se hizo famoso por sus cálculos para las misiones Apolo a la Luna. 

Por recomendación del Observatorio Astronómico, organismo con el cual Colombia adhiere a la Unión Astronómica Internacional en 1967, el nombre de Julio Garavito Armero se asigna al cráter de la cara oculta de la Luna ubicado en 47º,6 Sur y 156ª,7 Este. Hoy 5 cráteres, éste y otros cuatro más vecinos, llevan estos nombres: Garavito S, C, D, Q, y Y. 

El nombre de Francisco José de Caldas no quedo incluido por la restricción de la Unión Astronómica Internacional para los héroes militares, políticos y filósofos propuestos, con menos de 200 años de muertos; y así fue como se presentó la candidatura del “Sabio Caldas” por Jorge Arias de Greiff.

A la muerte de Garavito asume la dirección del Observatorio Astronómico Jorge Álvarez Lleras, después de realizar su viaje a EE UU y Europa en 1919 para conocer sobre el funcionamiento de los servicios meteorológicos, y con el propósito de organizar el Servicio Meteorológico Nacional creado en la Ley 74 de 1916. 

Pero es época del gobierno de Marco Fidel Suárez, y el Observatorio será entregado a los religiosos del Observatorio del Ebro en España, como también el Servicio Meteorológico Nacional al Padre Simón Sarasola del Colegio San Bartolomé, a pesar de la polémica surgida por semejantes medidas, entre el gobierno y la Sociedad Colombiana de Ingenieros. En 1921 empezó la observación sismológica en Colombia, por iniciativa de los padres Enrique Pérez Arbeláez quien fuera el Fundador y Director del Observatorio Meteorológico Nacional del Colegio de San Bartolomé de Bogotá, y por el Padre Sarasola. 

En 1930 cambia la suerte del Observatorio Astronómico con la llegada de Enrique Olaya Herrera al poder: el Decreto N° 1806  de 1930 reorganiza el Observatorio Astronómico Nacional y asume Jorge Álvarez Lleras su dirección y desarrolla el bitelescopio de reflexión, un instrumento de utilidad para el estudio del eje polar y la rotación terrestre. Además, concluida la II Guerra Mundial, aparecen otros aparatos de las casas europeas que se originan en este proyecto.  

Este discípulo y colaborador de Julio Garavito Armero publica a lo largo de su vida, innumerables obras matemáticas, astronómicas  y económicas; pero en 1947 decae la salud de Álvarez Lleras, quien muere un lustro después.