Problem der Längengrade auf See

Was war im 18. Jahrhundert das Problem bei der Längengradmessung auf See?

Die Notwendigkeit, die Position eines Schiffes auf See zu bestimmen, reicht bis in die Zeit der großen Entdeckungen (15. und 16. Jahrhundert) zurück, als Seeleute genau wissen mussten, wo sie sich befanden wurden in Bezug auf ihr Ziel lokalisiert.

Zu dieser Zeit war die Bestimmung des Breitengrads (Nord-Süd-Position) relativ einfach.
Durch Messung der Winkelhöhe der Sterne (nachts) oder der Sonne (tagsüber) relativ zum Horizont konnten Seeleute ihren Breitengrad mithilfe eines Sextanten und astronomischer Tabellen ermitteln.
Tagsüber verglichen sie den Winkel der Position des Mittagssonne mit der theoretischen maximalen Sonnenhöhe, die durch astronomische Tabellen angegeben wird.
Nachts maßen sie die Höhe von Sternen oder Körpern. Durch den Vergleich der Variationen Mithilfe von astronomischen Tabellen untersuchten sie die Sterne und die Zeitpunkte ihrer maximalen Höhe und schätzten ihre Breite.

Der Längengrad (Ost-West-Position) war hingegen viel schwieriger zu bestimmen, da hierfür die genaue Kenntnis der Ortszeit des Schiffes und der Ortszeit erforderlich war mit einer bekannten Referenzzeit vergleichen, im Allgemeinen mit der des Abfahrtshafens.
Um die Ortszeit an Bord des Schiffes zu messen, führten Seeleute astronomische Beobachtungen durch. Sie maßen die Winkelhöhen der Sterne und verglichen sie mit astronomischen Tabellen. Sie erhielten so die Ortszeit.
Vor der Abreise mussten die Matrosen synchronisierten ihre Marineuhr mit einer Referenzuhr an Land. Da es jedoch keine Uhren gab, war die Wachzeit auf See mit Fehlern und Ungenauigkeiten behaftet Marinen, die über lange Zeiträume hinweg eine gleichbleibende Genauigkeit aufrechterhalten konnten. Hinzu kam, dass Schiffsuhren aufgrund der erheblichen Messabweichungen aufwiesen Bewegungen und Zittern auf See. Seebedingungen wie Wellen, Temperaturschwankungen und Druckänderungen beeinträchtigten die Genauigkeit dieser Messungen Uhren. Die Bewegungen des Schiffes störten die reguläre Funktion der internen Mechanismen erheblich und führten zu Schwankungen bei der Zeitmessung. Die Uhren Herkömmliche Mechaniker könnten mehrere Dutzend Minuten oder sogar mehr als eine Stunde pro Tag verschwenden.

John Harrisons Marineuhr von 1759

Hier spielte die H4-Uhr von John Harrison eine revolutionäre Rolle. Es war mit einem Gyrostat ausgestattet, der die Erschütterungen reduzierte und so eine konstante Präzision gewährleistete trotz der Bedingungen auf See. Der Gyrostat der H4-Uhr ermöglichte die Aufrechterhaltung einer regelmäßigen und konstanten Schwingung.
Die Entwicklung der H4-Uhr mit Hemmung Auslöser, der eine regelmäßige Freisetzung der Federenergie ermöglicht, und sein Gyrostat ermöglichten es, diese Schwierigkeiten zu überwinden und eine viel präzisere Schiffsuhr zu erhalten und stabil. Es minimiert die Desynchronisation der Referenzzeit auf wenige Sekunden pro Tag.
Vor Beginn ihrer Reise synchronisierten die Seeleute die Uhr H4 mit Referenzuhr an Land. Dann notierten sie bei jeder astronomischen Beobachtung sorgfältig die von der Uhr angezeigte Zeit. Dadurch war es möglich, den Unterschied zu erkennen Zeitspanne zwischen der Referenz-H4-Uhr und der beobachteten Ortszeit.
Diese Meeresuhren spielten eine entscheidende Rolle bei der Lösung des Längengradproblems auf See und haben den Weg für eine weniger chaotische, sicherere und präzisere Navigation auf den Ozeanen geebnet.