en direkt föregångare till den astronomiska enheten kan hittas direkt i bevisen på Nicholas Copernicus (även känd som ”Copernicus”)för sitt heliocentriska system under det sextonde århundradet. I volym V i sin bok De Revolutionibus Orbium Coelestium (1543) beräknade han med hjälp av trigonometri de relativa avstånden mellan planeterna då kända och solen, baserat på avståndet mellan jorden och solen. Genom att mäta vinklarna mellan jorden, planeten och solen ibland när de bildar en rätt vinkel är det möjligt att få solplanets avstånd i astronomiska enheter. Detta var en av hans demonstrationer för att bevisa att planeter, inklusive jorden, kretsade kring solen (heliocentrism) och kasserade Ptolemaios modell att jorden var det centrum runt vilket planeterna och solen kretsade (geocentrism). Han etablerade således solsystemets första relativa skala med avståndet mellan jorden och solen som ett mönster.
| Planet | Copernicus | nuvarande |
|---|---|---|
| kvicksilver | 0,386 | 0,389 |
| Venus | 0,719 | 0,723 |
| Mars | 1,520 | 1,524 |
| Jupiter | 5,219 | 5,203 |
| Saturnus | 9,174 | 9,537 |
därefter Johannes Kepler, baserat på de noggranna observationerna av Tycho Brahe, han etablerade lagarna för planetrörelse, som med rätta kallas ”Keplers lagar.”Den tredje av dessa lagar relaterar avståndet för varje planet till solen till den tid det tar att kretsa (dvs. omloppsperioden) och som en konsekvens etablerar en förbättrad relativ skala för solsystemet: till exempel räcker det att mäta hur många år Saturnus tar för att kretsa runt solen för att veta vad avståndet mellan Saturnus och solen är i astronomiska enheter. Kepler uppskattade med mycket god precision storleken på planetbanor; till exempel satte han avståndet mellan kvicksilver och solen vid 0,387 astronomiska enheter (det korrekta värdet är 0,389) och avståndet från Saturnus till solen vid 9,510 astronomiska enheter (det korrekta värdet är 9,539). Men varken Kepler eller någon av hans samtidiga visste hur mycket denna astronomiska enhet var värd, och ignorerade därför helt den verkliga omfattningen av det kända planetsystemet, som sedan utvidgades till Saturnus.
baserat på Keplers lagar var det tillräckligt att mäta avståndet från vilken planet som helst till solen eller till jorden för att känna till den astronomiska enheten. År 1659 mätte Christian Huygens vinkeln som subtends Mars på himlen och uppskattade att den astronomiska enheten måste vara 160 miljoner kilometer, det vill säga sju gånger större än den som Kepler uppskattade, men faktiskt mindre än 10% över det verkliga värdet. Denna mätning accepterades emellertid inte, eftersom, som Huygens själv erkände, allt berodde på det värde som tillskrivs Mars storlek. Intressant gissade Huygens med anmärkningsvärd noggrannhet storleken på Mars.
en annan mer tillförlitlig metod var känd, men det krävde mycket svåra mätningar: parallaxmetoden. Om två personer befinner sig i avlägsna punkter på jorden, säg, i Paris (Frankrike) och Cayenne (Franska Guyana), observera samtidigt positionen för en planet på himlen i förhållande till bakgrundsstjärnorna, ger dess mätningar en liten skillnad som motsvarar vinkeln på subtenderen auguia linjen Paris-Cayenne sett från planeten. Att veta denna vinkel, och avståndet Paris-Cayenne, kan du härleda värdet av den astronomiska enheten. I praktiken fanns det tre svårigheter: för det första var avstånd på jorden inte kända; för det andra var mätningen av tiden inte tillräckligt noggrann för att möjliggöra samtidiga mätningar mellan mycket avlägsna punkter; och för det tredje måste mätningen av planetens uppenbara position på himlen vara mycket exakt. Det var mer än ett halvt sekel innan det var möjligt att mäta parallaxen på en planet: 1672 reste Jean Richer till Cayenne för att mäta mars position på himlen samtidigt som hans kollegor i Paris gjorde detsamma. Richer och hans kollegor uppskattade värdet till 140 miljoner kilometer.
med tiden utvecklades metoder som är mer exakta och tillförlitliga uppskattningar av den astronomiska enheten; i synnerhet den som föreslogs av den skotska matematikern James Gregory och av den brittiska astronomen Edmund Halley (samma av kometen), baseras på mätningar av Venus eller Mercury transit på solskivan och användes fram till början av tjugonde århundradet. Samtida mätningar görs med laser-eller radartekniker och ger värdet 149 597 870 km, med ett uppenbart fel på en eller två kilometer.
