Jak zegary zmieniły żeglugę?

Ustalenie czasu lokalnego na pokładzie statku pośrodku oceanu było w istocie dość proste. Gdy Słońce docierało do najwyższego punktu swej wędrówki, oznaczało to lokalne południe. Pozwalały to ustalić przyrządy służące do pomiaru kątów – laska Jakuba, kwadrant, oktant, sekstant. Określenie czasu lokalnego w porcie, z którego wypłynęliśmy, było już trudniejszym zadaniem. Dziś wydaje się oczywiste, że marynarze powinni mieć na pokładzie zegar ustawiony zgodnie z czasem w tym porcie (dajmy na to w Kapsztadzie).

O tym wiedziano już w 1530 roku, nie istniał jednak wówczas na Ziemi zegar, który po miesięcznej żegludze po oceanie, gdy statkiem targają fale, temperatura osiąga skrajne wartości, a przesycone wilgocią i solą powietrze powoduje uszkodzenia, byłby zdolny pokazywać czas wystarczająco dokładnie, precyzyjnie i stabilnie. Zegarmistrze musieli rozwiązać ten problem.

Nagroda za rewolucję

Istniał jednak zegar ponad Ziemią, który mógłby wykonywać to zadanie, gdyby tylko umiano odczytać pokazywany przez niego czas. Już w roku 1514 uczeni zaczęli szkicować plany wykorzystania Księżyca i gwiazd na niebie w roli wskazówek gigantycznego niebiańskiego zegara. Nazwano to metodą odległości księżycowych, ponieważ chodziło o wykorzystanie kątowej odległości Księżyca od pewnych gwiazd w dowolną noc, by ustalić do celów nawigacji, jaka jest godzina w wybranym miejscu na Ziemi. Szkopuł w tym, że nie istniały jeszcze dostatecznie systematyczne mapy nieba, poza tym nikt dotąd nie zbudował przenośnego urządzenia do pomiaru kątów z wystarczającą precyzją. Wobec takiego problemu stanęli astronomowie i konstruktorzy przyrządów.

fot.domena publiczna

XVIII-wieczne przedstawienie katastrofy w archipelagu Scilly – jednego z największych wypadków morskich w historii Wielkiej Brytanii

Mechaniczny czasomierz czy metoda odległości księżycowych? Każda z tych metod mogłaby podawać żeglarzom godzinę w ich macierzystym porcie, lecz żadnej jeszcze nie wypracowano, wielkie narody żeglarzy zaczęły więc sypać pieniędzmi. W 1567 roku Filip II, król Hiszpanii, ustanowił nagrodę pieniężną za praktyczny sposób ustalania długości geograficznej, a w roku 1598 jego następca Filip III zaproponował kolejną. Na próżno.

Program nagród za metody ustalania długości geograficznej stworzył w roku 1600 rząd holenderski, lecz choć pojawiło się wiele propozycji, to żadna skuteczna. Rząd francuski utworzył w 1667 roku Obserwatorium Paryskie jako część realizowanego przez ministra finansów planu zwiększenia handlu i budowy francuskiego imperium zamorskiego, licząc na to, że wkrótce znajdzie się jakieś astronomiczne rozwiązanie problemu długości geograficznej. Nie znalazło się.

Jak uniknąć tragedii na morzu?

W roku 1675 podążył tym śladem rząd brytyjski, tworząc Obserwatorium Królewskie w Greenwich, które miało sporządzić mapy nieba i wreszcie rozwikłać problem. Prowadzono tam wiele wartościowych badań, ale nic nie zapowiadało przełomu w tej sprawie. Czas płynął, tracono kolejne statki. W 1707 roku zginęło dwa tysiące osób, gdy okręty marynarki brytyjskiej rozbiły się na skałach archipelagu Scilly u południowo-zachodnich wybrzeży kraju. Była o jedna z najgorszych katastrof morskich w dziejach Wielkiej Brytanii, liczba ofiar owej nocy była wyższa niż na Titanicu.

Presja na znalezienie rozwiązania problemu nawigacji morskiej narastała ze wszystkich stron – domagali się tego kupcy, ministrowie, kapitanowie statków i całe społeczeństwo, ponieważ wskutek częstych tragedii na morzu rodziny traciły najbliższych. W marcu 1714 roku, przemawiając podczas ceremonii otwarcia nowej sesji parlamentu brytyjskiego, królowa Anna zawołała: „Kraj ten może rozkwitać tylko za sprawą handlu, a najpotężniejszym się stanie dzięki właściwemu używaniu naszych sił morskich”.

W następnym miesiącu grupa kupców i kapitanów żeglugi morskiej odpowiedziała na jej wezwanie, kierując do rządu petycję, w której pisali: […] nic czy to w kraju, czy za granicą nie może być bardziej dla Korzyści wspólnej Handlu i Żeglugi niż Odkrycie Długości Geograficznej na Morzu, na próżno od dawna upragnione, a z którego braku Statków i Ludzi tyle utracono. Odpowiedzią – uważali – jest program nagród. Zaledwie trzy miesiące później rząd wydał akt prawny o utworzeniu Komisji Długości Geograficznej (Board of Longitude), ta zaś zaoferowała 20 000 funtów brytyjskich każdemu, kto zdoła rozwiązać ten problem choćby w połowie.

Czytaj też: Od zegarów słonecznych do atomowych. Historia czasu w przełomowych wynalazkach

Jak zegary stworzyły imperia handlowe?

Ufundowana nagroda obrodziła dopiero po pół wieku, lecz za to aż dwa razy. Pod koniec lat pięćdziesiątych XVIII wieku John Harrison ukończył budowę mechanicznego czasomierza (nazwanego później chronometrem), który odmierzał czas tak dokładnie, że spełniał regulamin nagrody, wytrzymywał też trudne warunki na morzu. Mniej więcej w tym samym czasie konsorcjum złożone z astronomów i konstruktorów przyrządów sporządziło mapę nieba oraz opracowało almanach żeglarski pozwalający ustalać położenie na morzu przy użyciu sekstanta, dzięki czemu metoda odległości księżycowych stała się możliwa do praktycznego stosowania. Obie te metody ustalania długości geograficznej upowszechniły się jednak dopiero po paru dekadach.

fot.Richard Wright /domena publiczna

Presja na znalezienie rozwiązania problemu nawigacji morskiej narastała ze wszystkich stron (il. poglądowa)

Metoda odległości księżycowych wymagała każdej nocy sporo zachodu, z kolei z naturalną nieufnością podchodzono do pomysłu zawierzania swojego życia jakiemuś mechanicznemu czasomierzowi. Niektórych kapitanów trzeba było długo przekonywać, że warto zainwestować w chronometr, ale oficerowie uczestniczący w pionierskich wyprawach z tym urządzeniem, odbywanych od lat siedemdziesiątych XVIII wieku, nie mogli się nachwalić jego zalet.

Pierwszym kapitanem ochoczo korzystającym z chronometrów był James Dundas z Holenderskiej Kompanii Wschodnioindyjskiej, kapitan statku East Indiaman, który w 1779 roku popłynął do Indii. Gdy statek mijał Przylądek Dobrej Nadziei, Dundas przekonał się, że długość geograficzna wyliczona przy użyciu chronometru jest nieomal idealnie precyzyjna, odtąd więc z zapałem używał tych urządzeń podczas kolejnych podróży morskich.

fot.Rémi Kaupp, CC BY-SA 3.0

Chronometr morski

Podaż chronometrów powoli rosła, ich cena spadała, a opór wobec nowego urządzenia topniał w miarę nieubłaganego wzrostu oczekiwań zysku na powiększającym się rynku światowym. Już w początkach XIX wieku żegluga uległa przeobrażeniu, zarówno dzięki chronometrom, jak i powszechnemu stosowaniu metody odległości księżycowych, a gdy w roku 1837 tron obejmowała królowa Wiktoria, trwał już wyścig o imperialną supremację i narody żeglarskie biły się o palmę pierwszeństwa w budowie największego globalnego imperium.

Źródło:

Tekst stanowi fragment książki Davida Rooneya „O czasie. Historia cywilizacji w dwunastu zegarach” (Bo.wiem, Wydawnictwo Uniwersytetu Jagiellońskiego 2023).