Великите изобретения на човечеството: Моряшки хронометър

1761 г.

ЧАСОВНИКАРСКАТА ТОЧНОСТ В УСЛУГА НА МОРЕПЛАВАНЕТО

Астролабия, компас, секстант…въпреки все по-прецизните уреди, мореплавателите все още трудно се ориентират по време на дългите и опасни курсове. Моряшкият хронометър им позволява вече да измерват географската дължина.

Изобретяването на моряшкия хронометър от английския часовникар Джон Харисън през 1761 г. е събитие от първостепенно значение: мореплавателите най-после разполагат със средство за точно измерване на географската дължина. Точното изчисление на дължината, което дава нейното положение на изток и на запад от един главен меридиан, наистина е съдбоносен проблем от самото начало на великите открития. Конвоите, завръщащи се от двете Америки, натоварени със скъпоценни метали, не могат да определят географската дължина по друг начин освен произволно и съвсем приблизително. Водачите на ескадра не са в състояние да кажат кога ще достигнат сушата. Тази несигурност ги заставя да плават много предпазливо и е причина за големи закъснения. Филип III Испански предлага през 1598 г. значително възнаграждение на този, който „ще открие географската дължина“.

/ ИЗМЕРВАНЕТО НА ЗЕМЯТА

Проблемът е разрешен едва след много точно определяне на обиколката на Земята, което дава точната стойност на градуса на географската дължина. През 1669 г. френският астроном Жан Пикар е натоварен от Колбер да измери земната обиколка от изток на запад. Той постига доста приблизителен размер: един градус географска дължина при тропика е равен на 109,433 километра, или 4 минути време, на основата на деление на земното кълбо на 360 градуса. Благодарение на неговите трудове първата планисфера, разделена по географска ширина и дължина, е направена в Парижката обсерватория, под ръководството на Джовани Касини. Преди това са били предлагани различни методи за определяне на географската дължина. Най-резултатен е този на Галилей, който в периода 1612 – 1641 г. създава таблици на времето за преминаване на спътниците на Юпитер върху диска на планетата през различни периоди от годината. С помощта на часовници, които сочат местното и звездното време, може да се сравнява часът на преминаване на спътниците на Юпитер, наблюдавани от мястото, чиято географска ширина искаме да определим, с часа на тяхното преминаване, предварително изчислен по главния меридиан. Разликата между двете измервания дава географската дължина на мястото.

/ КАК СЕ ИЗЧИСЛИ ГЕОГРАФСКАТА ДЪЛЖИНА В ОТКРИТО МОРЕ?

Но този метод изисква астрономически наблюдения, които могат да се направят само на твърда земя. Той е напълно неприспособим към кораб, където няма стабилна платформа за наблюдение.
От тази гледна точка единственото решение – едновременно пряко и задоволително – се състои в наличието на хронометър, който да сочи часа по главния меридиан, след което да се изчисли местното време с помощта на секстанта.
Разликата между двете времена дава географската дължина, на която се намира корабът. За нещастие през XVIII век часовниковите механизми са много несъвършени. Истинският моряшки хронометър може да служи само ако избързва или закъснява с не повече от три секунди на ден. Самият Нютон изброява през 1714 г. всички пречки, които се изправят пред изработването на едно толкова прецизно произведение на часовникарството: „…движението на кораба, смяната на топло и студено, на влажно и сухо, както и разликата в гравитацията на различните ширини…“

/ ХРОНОМЕТЪР № 1 НА ДЖОН ХАРИСЪН

Независимо от тези забележки, през същата година английският парламент обявява конкурс за създаването на хронометър, който е в състояние да определя географската дължина на 1˚, 40ˋ или 30ˋ (т.е. той дава часа по главния меридиан с отклонение максимум 4, 3 и 2 минути). Създадена е комисия за географската дължина, която да приема предложенията.
По това време Джон Харисън е млад часовникар на 22 години, търсещ начини за подобряване на часовникарските механизми. Той още не знае, че ще посвети целия си живот на това дело.
През 1728 г. Харисън прави две значителни подобрения: махалото, което отстранява свиването и разширяването под влияние на промените в температурата; регулатора за измерване на ъгли, който, макар и твърде деликатен, практически е нечувствителен към влиянието на триенето. Тръгвайки от там, Харисън започва да разсъждава върху изработването на моряшки хронометър.
През 1736 г. неговият първи хронометър е успешно тестван по море и Комисията за географската дължина му отпуска 500 лири за направата на хронометър № 2, който Харисън конструира през 1739 г. Следва № 3 през 1746 г. Но всички тези хронометри остават под критериите, определени от конкурса. Затова през 1756 г. Харисън започва работа върху нов модел.

/ ХРОНОМЕТЪР № 4

Завършен е през 1759 г. и е тестван по море през 1761 г. по време на плаване от Портсмут до Ямайка през Мадейра. Харисън правилно предвижда пристигането в Порто Санто и Кингстън, въпреки катастрофалните климатични условия по време на пътуването. Хронометърът е проверен при завръщането в Портсмут: констатацията е, че процентът на обща грешка след пет месеца плаване в открито море е само 1 минута и 53 секунди, т.е. грешка в географската дължина само 53 морски мили. Джон Харисън „намира“ географската дължина.

ТЕСТВАНЕТО НА ПЪРВИЯ ХРОНОМЕТЪР

Хронометър № 1 на Джон Харисън е тестван в морето през 1736 г. по време на едно пътуване от Англия до Португалия на борда на Центурион, командван от капитан Проктър. В края на пътуването той издава на Харисън следния сертификат:

„Когато разпознахме земята, гореказаната земя според моята преценка (и тази на други хора) би трябвало да бъде нос Старт (приблизително 30ʹ на изток от Плимут), но преди да можем да определим за коя земя ставаше дума, Джон Харисън ми каза – на мен и осталите членове на екипажа, че според наблюденията, направени от него с помощта на новата му машина, би трябвало да става въпрос за нос Лизард (около 1˚ на запад от Плимут) и се оказа, че това е съвършено точно. Неговите наблюдения поставиха кораба с повече от един градус дължина или двадесет и шест морски мили на запад в сравнение с моята преценка.“

Из едноименния труд на Мишел Ривал.