Chronometry morskie

 "Historia pomiaru czasu"
Chronometry morskie

Dokładne odmierzanie czasu miało ogromne znaczenie w nawigacji. Aby ustalić kurs statku, konieczne jest częste wyznaczanie jego pozycji. Obliczenie szerokości geograficznej nie jest trudne. Chodzi po prostu o zmierzenie kąta słońca względem horyzontu, gdy znajduje się ono w najwyższym punkcie (tj. w południe). Za pomocą tablic zgodnych z datą, nawigator mógł obliczyć szerokość geograficzną statku w danym momencie. Istnieje również możliwość wykonania podobnych pomiarów według położenia gwiazd. Obliczenie długości geograficznej było znacznie trudniejsze i bez pomocy dokładnego pomiaru czasu było obarczone zazwyczaj dużym błędem. Rozbieżność czasu wynosząca jedną minutę na europejskich szerokościach geograficznych oznacza błąd wynoszący 15 km, w pobliżu równika wynosi aż 27,6 km. Dotarcie statków z Europy do zamorskich posiadłości kolonialnych mogło zająć tygodnie, a nawet miesiące, a w takim okresie błędy te mogą się sumować i powodować znaczne odchylenia od celu wyprawy. W XVII i XVIII wieku monarchie i parlamenty Francji, Hiszpanii, Holandii i Anglii obiecywały ogromne nagrody każdemu, kto rozwiąże ten problem poprzez wynalezienie przenośnego zegara o niespotykanej dotąd dokładności. Anglia powołała nawet komisję w celu dokładnego określania długości geograficznej na morzu, a w jej skład wchodzili wybitni naukowcy. W roku 1600 król Hiszpanii Filip obiecał dożywotnią emeryturę i kilka tysięcy dukatów, Stany Generalne Holandii wyznaczyły nagrodę w wysokości 100 000 guldenów, a Korona Angielska obiecała 20 000 funtów. Nagrody za rozwiązanie problemu długości geograficznej pobudziły do wznowienia wysiłków w różnych krajach europejskich. Wydajność i dokładność wymaganą do zdobycia nagrody osiągnięto w zegarach o długich obudowach już około roku 1700. Teraz konieczne było umożliwienie takiej precyzji w zegarach, które mogły wytrzymać gwałtowne zmiany położenia i temperatury na żaglowcu. Od początku XVII wieku wykwalifikowani zegarmistrzowie starali się zrobić stabilne zegary, urządzenia do dokładnego pomiaru czasu, które by zadowoliły zarówno astronomów, jak i żeglarzy. Spośród nich możemy wymienić takie nazwiska jak Burgi, Fromanteel, Tompion, Graham, Huygens, Thacker, Sully i Dutertre. Wszystkie wymyślone przez nich wychwyty, rodzaje utrzymywania mocy naciągu i sposoby wbudowania wahadła w chronometr, dawały jakieś użyteczne wyniki nawet przy nieprzewidywalnym kołysaniu statku. Jednak centralną postacią w historii chronometru okrętowego był John Harrison, który urodził się w Foulby w hrabstwie Yorkshire w 1693 r. Harrison przez lata pracował nad serią pięciu zegarów przeznaczonych specjalnie do określania długości geograficznej na morzu i które spełniałyby niezbędne warunki. Wielka nagroda Zarządu Długości Geograficznej 20 000,- funtów, została mu przyznana pod koniec jego życia, ale dopiero po długotrwałych naradach i rozterkach. Ostatecznie przyznano ją Harrisonowi za H5. Zegar ten uzyskał zaledwie 4,5 sekundy odchyłki w ciągu dziesięciu tygodni, co jest znacznie dokładniejsze niż jakikolwiek inny zegar lądowy tamtych czasów. Harrison i jego osiągnięcia, których dokonał, zapoczątkowały nową erę w zegarmistrzostwie. Jego następcy, wymieniając tylko kilku, jak Arnold, Mudge, Earnshaw, Le Roy, Berthoud, Breguet, Motel, Winnerl, Kessels, Thiede i Lange, przejęli pomysły Harrisona i opracowali nowe systemy i rodzaje konstrukcji. W długim procesie ewolucji rozwiązano problemy związane z wychwytem, równowagą i zmianami temperatury, a zapotrzebowanie na stałą siłę napędową zostało spełnione. Ostatecznie wszystkie te wysiłki zaowocowały instrumentami, które umożliwiały wykreślenie pozycji statku na morzu z coraz większą dokładnością. Jedną z pierwszych firm produkujących chronometry morskie i precyzyjne instrumenty morskie dla statków handlowych i marynarki wojennej na całym świecie była manufaktura Ulysse Nardin. Jej morskie chronometry stały się produktami referencyjnymi dla służby cywilnej i wojskowej. W 1889 roku firma Ulysse Nardin zdobyła złoty medal na Wystawie Światowej w Paryżu, a w 1890 roku otrzymał dwa patenty szwajcarskie i zdobył pierwszą nagrodę na Wystawie Światowej w Chicago w 1893 roku oraz wiele innych wyróżnień. W 1902 roku firma zaczęła dostarczać chronometry morskie dla US Navy. Marka regularnie wygrywała zawody Washington Naval Observatory i została oficjalnym dostawcą dla łodzi torpedowych US Navy. Od tego czasu firma dostarczała już zegarki marynarkom wojennym Stanów Zjednoczonych, Wielkiej Brytanii, Rosji i Japonii. W sumie od lat 70-tych XIX wieku ponad 50 marynarek wojennych i międzynarodowych kompanii żeglugowych było wyposażonych w chronometry morskie Ulysse Nardin. Mechanizmy chronometrów okrętowych były montowane na zawieszeniu kardanowym, wkładane do drewnianych skrzynek z miękkimi podkładkami żeby zabezpieczyć od wstrząsów i nagłych zmian temperatury. Za istotne cechy chronometru okrętowego uważa się śrubowy włos przy balansie zamiast spiralnego, balans niklowo-mosiężny Guillaume'a, bęben wyrównawczy przy napędzie sprężynowym i wskaźnik rezerwy chodu. A główną charakterystyczną cechą chronometru okrętowego jest wolny wychwyt chronometrowy. W naszych czasach znaczenie chronometrów okrętowych jest minimalne, a obecność chronometru na statku podyktowane jest jedynie tradycją, a nie potrzebą, gdyż zastosowanie nawigacji GPS nie wymaga już ich użycia.