Kapløbet om at løse „længdegradsproblemet“

Den 22. oktober 1707 havde en eskadrille af britiske krigsskibe kurs mod Den Engelske Kanal. Men på grund af en fejlberegning af deres position led fire skibe skibbrud ved Scillyøerne, en øgruppe i Atlanterhavet ud for den sydvestlige spids af England kaldet Lands End. Næsten 2000 mand omkom.

SØMÆND havde dengang let ved at måle breddegraden — hvor langt nord eller syd for ækvator de befandt sig. Men de havde ingen metode til nøjagtigt at måle længdegraden — hvor langt øst eller vest de havde sejlet. I begyndelsen af det 18. århundrede besejlede i hundredvis af skibe hvert år Atlanterhavet, og der skete hyppigt skibbrud. Men katastrofen i 1707 fik nogle englændere til at koncentrere sig om at løse længdegradsproblemet, som det blev kaldt.

I 1714 udlovede det britiske parlament en præmie på 20.000 pund til den der kunne bestemme længdegraden til søs nøjagtigt. I dag ville en sådan præmiesum svare til millioner af danske kroner.

En frustrerende og vanskelig udfordring

Det var utrolig svært at fastslå længdegraden, for det krævede at man helt præcist kunne måle tiden. Lad os for eksempel forestille os at du bor i London. Klokken 12.00 bliver du ringet op af en bekendt som er på jordomrejse og fortæller dig at hun befinder sig på samme breddegrad som dig, og at klokken hos hende er 6.00 samme dag. „Hvor er jeg henne?“ spørger hun. Da du har styr på geografien, konkluderer du ganske rigtigt at hun er i Nordamerika, hvor solen netop er ved at stå op. Klokkeslættet har ført dig til denne slutning. Forestil dig nu at du vidste på sekundet hvad klokken var det pågældende sted, ikke bare ud fra en bred tidszone, men ud fra hendes nøjagtige position i forhold til solen. Da ville du helt præcist kunne beregne hvilken længdegrad hun befandt sig på.

For flere hundrede år siden kunne en navigatør hvor som helst på jorden finde ud af hvornår klokken var 12 lokal tid ved blot at se på solen. Hvis han også vidste hvad klokken præcist var derhjemme, kunne han afmærke længdegraden med 50 kilometers nøjagtighed, og det var netop kravet for at kunne vinde den førnævnte pris efter en seks uger lang sørejse.

Men udfordringen bestod i at vide hvad klokken helt præcist var derhjemme. Navigatøren kunne medbringe et pendulur, men det ville ikke fungere på et skib i høj sø, og ure med fjedre og hjul var stadig primitive og unøjagtige. Urene blev desuden påvirket af temperatursvingninger. Kunne man gøre brug af det  store ur omkring os — himmellegemerne, inklusive månen?

En „astronomisk“ opgave

Astronomer fremsatte en måleteori kaldet måneafstandsmetoden. Den gik ud på at udarbejde tabeller der ville hjælpe navigatører med at fastlægge længdegraden ud fra månens placering i forhold til bestemte stjerner.

I mere end et århundrede kæmpede astronomer, matematikere og navigatører med at løse problemet, men opgaven var så kompliceret at der kun blev gjort små fremskridt. Det bevirkede at udtrykket „at opdage længdegraden“ blev synonymt med ethvert problem der syntes uoverstigeligt.

En tømrer tager udfordringen op

En tømrer ved navn John Harrison fra landsbyen Barrow-Upon-Humber i Lincolnshire besluttede at give sig i kast med længdegradsproblemet. I 1713, lige inden Harrison fyldte 20 år, byggede han et pendulur næsten udelukkende af træ. Senere opfandt han nogle mekanismer til at mindske friktion og kompensere for temperatursvingninger. På det tidspunkt viste verdens bedste ure et minut forkert i døgnet, men Harrisons ure var så nøjagtige at de blot viste et sekund forkert på en måned. *

Harrison koncentrerede sig nu om udfordringerne ved at holde regnskab med tiden til søs. Efter at have grublet over problemet i fire år drog han til London for at fremlægge sit forslag for længdegradskommissionen, der havde bemyndigelse til at tildele præmien. I London blev Harrison præsenteret for George Graham, en førende urmager, der gav ham et rundhåndet rentefrit lån så han kunne bygge en tidsmåler. I 1735 fremviste Harrison verdens første præcise skibskronometer for et begejstret Royal Society, en gruppe af de mest fremtrædende videnskabsmænd i England. Uret vejede 34 kilo og var bygget af skinnende messing.

For at afprøve uret blev Harrison sendt ud på en sørejse til Lissabon — ikke til Vestindien, som ellers var kravet for at vinde præmien. Instrumentet fungerede glimrende. Da længdegradskommissionen efterfølgende mødtes for første gang, kunne Harrison have krævet at uret omgående blev afprøvet på en tur tværs over Atlanten for at vise at det var en værdig vinder. Den eneste der imidlertid kritiserede uret, var Harrison selv. Han var nemlig perfektionist og mente at han kunne forbedre urets konstruktion. Så han bad blot om lidt penge og om mere tid for at bygge en endnu bedre tidsmåler.

Seks år senere gav Royal Society også deres fulde opbakning til Harrisons andet kronometer. Uret vejede 39 kilo og indeholdt adskillige  forbedringer. Men Harrison, der nu var 48 år, var stadig ikke tilfreds. Han vendte tilbage til sit værksted og brugte de næste 19 år på møjsommeligt at udforme en tredje og noget anderledes konstruktion.

Mens Harrison arbejdede på sin tredje og store model, gjorde han helt tilfældigt en opdagelse. En anden urmager havde fremstillet et lommeur baseret på en konstruktion udtænkt af Harrison. Det havde altid været den gængse opfattelse at store ure gik mere præcist end lommeure. Men Harrison var forbløffet over dette lommeurs præcision. Da man i 1761 endelig fik stablet en prøvetur over Atlanten på benene, satte Harrison sin fulde lid, ikke til sin tredje konstruktion, men til en fjerde, et kronometer der var konstrueret som et lommeur på knap 1,5 kilo. Harrison skal have sagt: „Jeg takker den almægtige Gud inderligt for at jeg har levet så længe at jeg i et vist mål har færdiggjort det.“

En partisk afgørelse

På dette tidspunkt var astronomerne tæt på at kunne bestemme længdegraden med deres metoder. Desuden var den person der nu dominerede det dommerpanel som var bemyndiget til at uddele præmiesummen, astronomen Nevil Maskelyne. Harrisons tidsmåler blev afprøvet på en 81 dages sørejse tværs over Atlanten. Fungerede uret tilfredsstillende? Ja, det tabte kun fem sekunder! Ikke desto mindre tøvede dommerne med at tildele Harrison prisen, for de påstod at visse regler var blevet overtrådt, og at det var et rent held at uret havde været så præcist. Derfor modtog han kun en del af præmien. I mellemtiden havde Maskelyne udgivet tabeller over månens forventede positioner som satte navigatører i stand til på blot en halv time at beregne længdegraden. Harrison frygtede at Maskelyne skulle løbe af med præmien.

I 1772 kom den britiske opdagelsesrejsende kaptajn James Cook ind i billedet. På sin anden historiske sørejse gjorde Cook brug af en kopi af Harrisons tidsmåler, og senere rapporterede han at den overgik al forventning. Harrison, der nu var blevet 79 år, blev så frustreret over længdegradskommissionen at han appellerede til den engelske konge. Det førte til at Harrison i 1773 modtog resten af præmiesummen selvom han aldrig officielt var blevet udråbt som vinder. John Harrison døde tre år senere på sin 83 års fødselsdag.

Efter nogle få år kunne man købe et skibskronometer for 65 engelske pund. Ja, det umulige var blevet muligt, hovedsagelig på grund af en tømrers snilde og målrettede indsats.

[Fodnote]

[Diagram/​illustration på side 21]

(Tekstens opstilling ses i den trykte publikation)

For at kunne fastslå længdegraden må man kende det rigtige klokkeslæt

Klokken 6.00 Klokken 12.00

NORDAMERIKA ENGLAND

[Illustration på side 22]

Urmageren John Harrison

[Kildeangivelse]

SSPL/​Getty Images

[Illustration på side 22]

Harrisons første konstruktion, et kronometer på 34 kilo

[Kildeangivelse]

National Maritime Museum, Greenwich, London, Ministry of Defence Art Collection

[Illustration på side 22]

Harrisons fjerde konstruktion, et kronometer på knap halvandet kilo (størrelsesforholdet er ikke korrekt)

[Kildeangivelse]

SSPL/​Getty Images

[Kildeangivelser på side 20]

Skib i havsnød: © Tate, London/​Art Resource, NY; kompas: © 1996 Visual Language