|
The Board of Longitude/Længdegradsudvalget
I 1707 forliser fire af Vice-Admiral Sir Shovell's skibe og næsten
2000 søfolk omkommer. Forliset sker fordi tidens navigationsinstrumenter
ikke kan bestemme den længdegrad skibet befinder på
sig på særligt præcist.
Skibsforliset sætter fokus på en løsning på
problemet om hvordan længdegraden kan bestemmes præcist
og regeringen nedsætter i 1713 udvalget "the Board
of Longitude" til at løse problemet med længdegrad-bestemmelse.
Der udloves belønninger på op til 45.000£
til den der kan løse problemet og Englands dygtigste matematikere
inddrages i at løse opgaven, bl.a. Isaac Newton.
(£10,000 i 1710 vil i 2010 svarer til rundt regnet 30 mio
kr. (wp).)
Belønningen var graddelt efter hvor præcis
en løsning man kunne præstere
En usikkerhed på 111 km. (60 nautical miles) udløste
en belønning på £10,000.
En usikkerhed på 74 km. (40 nautical miles) udløste
en belønning på £15,000.
En usikkerhed på 56 km. (30 nautical miles) udløste
en belønning på £20,000.
(en.wikipedia.org/wiki/Board_of_Longitude).
I 1714 udsatte den britiske regering en pris på 20.000
pund for konstruktion af et ur, hvis gangfejl ikke oversteg 2
minutter på rejsen til Vestindien og tilbage.
Belønningen udløser en hård konkurrence om
at komme først med at udvikle et ur, der kan anvendes
på skibe og er præcist nok til at udløse belønningen.
For at løse opgaven kræves en udvikling af
matematiken og fysiken
Hvordan finder man den længdegrad man befinder sig
på?
Navigation består af tidsmåling, vinkelmåling
og en almanak med oplysninger som ens målinger kan kombineres
med.
Til tidsmåling blev anvendt et timeglas, men da det var
upræcist søgte man nye veje til at måle tiden
med. Forskellige løsninger blev overvejet, men udviklingen
af et marine-ur (kronometer) viste sig at være vejen frem.
Beregning af længdegraden
Længdegraden bestemmes ud fra forskellen mellem forskellige
lokale tidspunkter.
Greenwich Mean Time (GMT) tager udgangs i meridianen der går
gennem Greenwich, som 0 grader meridianen.
Jorden roterer 360 grader på 24 timer, dvs. 15 grader på
en time. En tidszone er sat til 15 grader.
I Holland, Frankrig og England arbejdes der på at
løse problemet.
Hollænderen Christiaan Huygens (1629-1695) havde udviklet
et pendul-ur i 1656, men
pendul-uret var meget upræcist ved sejlads på grund
af skibets bevægelser, så det var et vigtigt problem
at finde et alternativ til pendulet, som energi-tilførsel
til uret.
Timeglasset blev stadig anvendt. Fjederdrevne ur fra omkring
1500.
Christiaan Huygens udviklede også et fjederdrevet ur. (Andriesse
2005). (Hall:261ff).
I Frankrig udlover the videnskabakademiet (Académie des
Sciences) i Paris også en belønning, der vindes
af hollænderen Daniel Bernoulli, (1700-1782), i 1747. (WP).
(W).
Englænderen John Harrison - 1700-tallets innovator
i nøjagtig tidsbestemmelse
Det bliver snedkeren og urmageren John Harrison (1693-1776) der
løser problemet. Hans første ure var lavet af træ.
I 1728 begynder han at udvikle et ur beregnet til at have med
på skibe, marine-ur. I 1736 sendes et af hans ure med skibet
Centurion til Lissabon, for at afprøve urets præcision,
og uret viser sig at være en forbedring af den hidtidige
teknologi. (Betts 2006:86).
Ur-teknologi til bestemmelse af længdegraden
Hvordan konstruerer man et ur, der går præcist selvom
der er store udsving i temperatur, tryk og luftfugtighed?
De teknologiske problemer John Harrison skulle løse bestod
blandt andet i, at der skulle tages højde for skibenes
rulning, han kunne derfor ikke anvende penduluret.
Et andet stort problem var urmaterialets temperaturbestemte udvidelse
og sammentrækning, der havde særlig stor betydning
for skibsfarten, der sejlede i både meget varme- og meget
kolde egne. Han skulde derfor finde en legering der havde en
minimal udvidelse og sammentrækning, for kunne opnå
den størst mulig præcision.
Harrison udvikler 5 ure ialt, urene navnives som: H1 til H5
ud fra den rækkefølge han udvikler dem i. (Betts
2006:86).
I 1765 vurdere seks eksperter H4 til at udløse den
første halvdel af belønningen.
I 1772 lader kongen H5 teste og er tilfreds med resultatet,
så i 1773 får John Harrison tildelt den anden halvdel
af belønningen på 8750£ af det engelske parlament
og dermed æren for at have løst problemet med at
kunne måle sig præcist frem til længdegraden.
Produktionsøkonomi
"The Board of Longitude" mener at John Harrison`s pris
på £500 for et ur er for høj og Larcum Kendall
går i gang med at konstruere et rationaliseret kopi, som
han mener at kunne producere for £200. Kendall bliver klar
med uret K2 i 1771.
Det er først i 1800-tallet at ure bliver så billige
at producere, at der er råd til at have et ur med på
alle skibe.
Larcum Kendall suggested that he could "construct a timekeeper
upon Harrison's principles, but leaving out any unnecessary complication
and yet achieve similar results for the sum of £200."
The Board accepted this proposal and in Kendall started work
on the what is now known as K2 and completed it in early 1771.
Kendel begyndte på første kopi "K1" af
H4 i 1769 og K1 blev færdig i 1770.
Længdegrader og James Cook´s brug af marine-ur
I 1775 får Captain Cook K1 med på en rejse og erklærer
sig meget tilfreds.
(K1 er Kendall's "officielle" kopi af H4).
Captain Cook udtaler om K1: "our faithful guide through
all the vicissitudes of climates."
Og Captain Cook rapporteret til admiralitetet at: "Mr
Kendall's watch has exceeded the expectations of its most zealous
advocate...".
Senere har satellitfotos bevist at Captain Cook´s kort
var meget nøjagtige.
Captain James Cook udforsker Stillehavet på flere ekspeditioner
i årene: 1768-1771, 1772-1775 og 1776-1780.
På Captain Cook`s tredje rejse varetages navigationen
af William Bligh, (Master navigator), der er erfaren bruger af
K1 uret. William Bligh bliver senere kendt som kaptajnen der
bliver afsat på mytteriet på Bounty.
Parlamentet nedlægger "the Board of Longitude"
i 1828.
I 1884 bliver "The Greenwich Meridian " vedtaget
til a være 0-meridian på "the International
Meridian Conference" i Washington. En af årsagerne
til valget af Greenwich Meridianen var, at på det tidspunkt
var 72% af verdenshandelen afhængig af søkort, der
allerede anvendte Greenwich Meridianen. (NMM).
Fjederdrevne ure anvendes indtil quartz teknologien udkonkurrere
den i 1970`erne. (NMM). |
