Imagem: Relógio marinho H4 (1759) de John Harrison (1693-1776), uma espécie de relógio de bolso muito grande. (© National Maritime Museum, Greenwich).
John Harrison era carpinteiro, autodidata em relojoaria. Para resolver o problema da longitude, Harrison pretendia projetar um relógio portátil que marcasse o tempo com um deslocamento de menos de três segundos por dia. Em meados da década de 1720, ele projetou uma série de relógios de caixa longa que alcançavam uma precisão de um segundo por mês.
O relógio H4 de John Harrison era relativamente pequeno em comparação com os relógios marítimos anteriores. Ele media cerca de 13 centímetros de diâmetro e tinha cerca de 7 centímetros de espessura.
A necessidade de determinar a posição de um navio no mar remonta à Era dos Descobrimentos (séculos XV e XVI), quando os marinheiros precisavam saber exatamente onde estavam em relação ao seu destino.
Naquela época, determinar a latitude (posição norte-sul) era relativamente simples.
Ao medir a altura angular das estrelas (à noite) ou do sol (durante o dia) em relação ao horizonte, os marinheiros podiam saber sua latitude usando um sextante e tabelas astronômicas.
Durante o dia, eles compararam o ângulo da posição do sol ao meio-dia com a altura máxima teórica do sol dada pelas tabelas astronômicas.
À noite, eles mediam a altura das estrelas ou corpos celestes. Comparando as declinações das estrelas e as horas de sua elevação máxima com tabelas astronômicas, eles estimaram sua latitude.
Por outro lado, a longitude (posição leste-oeste) era muito mais difícil de determinar, pois exigia conhecer com precisão a hora local do navio e compará-la com uma hora de referência conhecida, geralmente a do porto de partida.
Para medir a hora local a bordo do navio, os marinheiros faziam observações astronômicas. Eles mediram as alturas angulares das estrelas e as compararam com tabelas astronômicas. Obtiveram assim a hora local.
Antes da partida, os marinheiros sincronizaram seu relógio marítimo com um relógio de referência em terra. Mas o relógio marítimo era propenso a erros e imprecisões porque não havia relógios marítimos que pudessem manter uma precisão consistente por longos períodos de tempo. Além disso, os relógios marítimos apresentavam consideráveis desvios de medição devido ao movimento e aos solavancos do mar. As condições do mar, como ondas, variações de temperatura e mudanças de pressão, afetaram a precisão desses relógios. Os movimentos do navio perturbaram muito o funcionamento regular dos mecanismos internos, causando flutuações na medição do tempo. Os relógios mecânicos tradicionais podem perder várias dezenas de minutos ou até mais de uma hora por dia.
Foi aqui que o relógio H4 de John Harrison desempenhou um papel revolucionário. Estava equipado com um girostato que reduzia os solavancos, mantendo assim uma precisão constante apesar das condições do mar. O girostato do relógio H4 permitia manter uma oscilação regular e constante.
O desenvolvimento do relógio H4 com o seu escape de retenção que permite uma libertação regular da energia da mola, e o seu girostato permitiu ultrapassar estas dificuldades e obter um relógio marítimo muito mais preciso e estável. Ele minimizou a dessincronização do tempo de referência para alguns segundos por dia.
Antes de iniciar a viagem, os marinheiros sincronizaram o relógio H4 com um relógio de referência em terra. Então, a cada observação astronômica, eles anotavam cuidadosamente a hora indicada pelo relógio. Isso possibilitou saber a diferença horária entre o relógio H4 de referência e a hora local observada.
Estes relógios marítimos desempenharam um papel crucial na resolução do problema da longitude no mar e abriram caminho para uma navegação oceânica menos caótica, mais segura e mais precisa.
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