Pada malam tanggal 22-23 September 1707, satu skuadron Inggris di bawah komando Laksamana Muda Claudsey Shovell, kembali dari teater operasi Perang Suksesi Spanyol, duduk di bawah layar penuh di terumbu karang di lepas pantai Isles of Scilly, barat daya pantai Cornwall, tepat di atasnya. 24 jam sebelum pulang. The Isles of Scilly adalah bagian dari batholith Kornubian kuno, granit massif dari letusan patahan pada era Carboniferous-Permian, jadi kedalaman di dekat pantainya turun sangat tajam, dan selain itu, mereka adalah daratan pertama di jalur cabang Arus Teluk, yang menuju ke Selat Inggris. Scilly adalah daerah yang sangat berbahaya dan berbahaya, di mana kapal-kapal mati secara teratur, tetapi skala bangkai kapal pada tahun 1707 sangat besar.
Lima kapal berbaris dan satu kapal pemadam kebakaran menukik ke bawah di tebing Karang Barat Scilly, nyaris tak terlihat di atas air. Tiga kapal tenggelam, termasuk kapal unggulan Skuadron Asosiasi, yang tenggelam dengan 800 awak dalam tiga menit. Admiral Shovell sendiri tenggelam dalam Asosiasi. Jumlah total korban bencana berkisar antara 1.200 hingga 2.000 orang. Mungkin akan ada lebih sedikit korban jika pelaut tahu cara berenang, tetapi keterampilan ini jarang terjadi di abad ke-18. Pelaut yang percaya takhayul percaya bahwa bisa berenang berarti karam.
Selanjutnya, legenda menyalahkan kesombongan aristokrat laksamana atas bencana tersebut, yang diduga memerintahkan seorang pelaut, yang berasal dari tempat-tempat ini, untuk digantung di kapal pesiar, yang memberi tahu dia tentang bahaya sehingga akan mengecilkan hati untuk mempertanyakan otoritas atasannya. Kenyataannya jauh lebih tidak menyenangkan: sampai saat-saat terakhir, tidak ada seorang pun di dalam skuadron yang mengetahui bahwa kapal-kapal itu tidak berada di tempat yang seharusnya. Laksamana Shovell, yang melewati semua tahap dinas angkatan laut, seorang pelaut terhormat dengan pengalaman 35 tahun, dan para navigatornya salah menghitung garis bujur mereka karena cuaca buruk dan yakin bahwa mereka berada lebih jauh ke timur, di wilayah pelayaran Selat Inggris. Peta-peta, di mana Kepulauan Scilly berada pada jarak sekitar 15 kilometer dari posisi aslinya, juga diringkas, yang diketahui beberapa dekade kemudian, pada pertengahan abad ke-18.
Bangkai kapal skuadron Claudisly Shovell pada 1707. Diukir oleh seniman tak dikenal National Maritime Museum.
Pada saat terjadinya bencana Scilly, kebutuhan akan metode yang akurat untuk menentukan garis bujur telah diakui selama lebih dari satu abad. Era penemuan geografis dengan tajam menunjukkan ketertinggalan metode kartografi dari kebutuhan praktik. Habsburg Spanyol telah menawarkan penghargaan untuk memecahkan "masalah garis bujur" sejak 1567, Belanda sejak 1600, dan Akademi Ilmu Pengetahuan Prancis menerima tugas seperti itu ketika itu dibuat. Imbalannya sangat murah hati - pada tahun 1598, Philip III dari Spanyol menjanjikan 6.000 dukat sekaligus untuk metode penentuan garis bujur yang berhasil, 2.000 dukat untuk pensiun tahunan seumur hidup, dan 1.000 dukat untuk biaya. Dukat ("koin doge"), yang setara dengan 3,5 gram emas, adalah ekuivalen moneter internasional, aslinya dari Venesia; Habsburg mencetak dukat mereka dengan bobot yang sama. Selama periode ini, seluruh volume perdagangan internasional Venesia diperkirakan sekitar dua juta dukat per tahun,dan 15 ribu dukat menghabiskan biaya pembangunan dapur perang.
Apa yang dimaksud dengan "masalah garis bujur"? Sulit, tetapi bukan tidak mungkin, untuk menentukan garis lintang sebuah kapal di laut lepas hingga menit sudut terdekat. Garis lintang adalah sebagian kecil dari jarak dari ekuator ke kutub, dan oleh karena itu nilainya mutlak. Sudut antara sumbu bumi dan posisi kapal dapat ditentukan baik dari matahari maupun dari bintang-bintang yang diketahui menggunakan astrolabe atau sekstan. Garis bujur diukur dari meridian tertentu dan oleh karena itu bersyarat: semua titik di dunia yang relatif terhadap bola langit adalah sama, setiap titik dapat dianggap nol. Dekat pantai, lokasinya dapat ditentukan oleh landmark yang terlihat dari kapal - gunung, sungai, menara, yang telah ditandai di peta untuk tujuan ini sejak zaman portolans pertama. Burung dan tumbuhan juga bisa menunjukkan kedekatannya dengan daratan. Tapi di perairan asingdi laut terbuka atau cuaca buruk, tugas menentukan garis bujur menjadi diperhitungkan. Karena kehati-hatian, banyak rute laut diletakkan tidak dalam garis lurus dari pelabuhan ke pelabuhan, tetapi di sepanjang pantai benua ke garis lintang yang jelas bebas dari terumbu karang dan pulau yang berbahaya, dan dari sana sepanjang geografis yang sejajar dengan pantai seberang. Privateers dan bajak laut sering menunggu korbannya di garis lintang yang "dapat dinavigasi" ini (Dunn, Richard, Higgit, Rebeccah. Menemukan garis bujur. Bagaimana kapal, jam, dan bintang membantu memecahkan masalah garis bujur. Collins, 2014). Privateers dan bajak laut sering menunggu korbannya di garis lintang yang "dapat dinavigasi" ini (Dunn, Richard, Higgit, Rebeccah. Menemukan garis bujur. Bagaimana kapal, jam, dan bintang membantu memecahkan masalah garis bujur. Collins, 2014). Privateers dan bajak laut sering menunggu korbannya di garis lintang yang "dapat dinavigasi" ini (Dunn, Richard, Higgit, Rebeccah. Menemukan garis bujur. Bagaimana kapal, jam, dan bintang membantu memecahkan masalah garis bujur. Collins, 2014).
Metode hisab yang digunakan oleh semua pelaut saat ini didasarkan pada pengukuran kecepatan kapal dan waktu pergerakannya di sepanjang titik kompas tertentu. Kecepatan ditentukan oleh kelambatan - tali dengan simpul, yang terlempar ke laut; para pengamat menghitung jumlah simpul yang berlayar melewati, dan menghitung waktu dengan menghitung atau melafalkan doa standar "Our Father" atau "Theotokos." Karenanya kecepatan "mil laut per jam" disebut "knot". Mil laut itu sendiri adalah ukuran garis lintang - satu menit busur dari garis bujur. Vektor yang dihasilkan diplot dari titik di mana gerakan dimulai, dengan mempertimbangkan penyimpangan lateral dari angin dan arus - inilah cara koordinat arus diperoleh. Cara ini mengalami error yang cukup besar, yaitu semakin terakumulasi maka semakin lama kapal berada di laut lepas. Akurasi 50 kilometer dalam perjalanan lintas samudra untuk metode ini sudah sukses besar, kesalahan 100–150 kilometer tidak jarang terjadi bahkan untuk navigator berpengalaman.
Bujur saat ini dapat dihitung secara akurat jika Anda mengetahui waktu setempat dan waktu astronomi saat ini di meridian utama (sejak 1960, konsep "waktu universal" - UTC telah digunakan). Waktu saat ini dicatat oleh matahari pada saat astronomis, atau sebenarnya, tengah hari (momen saat matahari berada pada titik tertinggi). Astronomi siang sulit untuk menentukan dengan tepat kapan itu terjadi, dan dalam prakteknya lebih sering didefinisikan sebagai titik tengah rentang waktu antara posisi matahari pada ketinggian yang sama di pagi dan sore hari. Karena ada 1440 menit dalam sehari, dan 21.600 menit busur dalam lingkaran penuh, 1 menit busur sama dengan waktu 4 detik. Dengan menghitung ulang perbedaan antara waktu lokal dan waktu di meridian utama dalam derajat, Anda bisa mendapatkan pergeseran bujur. Tetapi bagaimana menentukan waktu di meridian utama?
Video promosi:
Tidak ada tengara yang ditetapkan dalam bujur pada bidang angkasa, tetapi ada yang berkala. Gerhana Matahari dan Bulan adalah landmark yang paling nyaman, tetapi kelangkaannya membuatnya tidak dapat diterapkan dalam navigasi berkala, digunakan untuk mengukur garis bujur titik di darat. Misalnya, pemetaan Dunia Baru Spanyol terjadi: semua administrator kolonial setempat menerima jam matahari yang sama dari Madrid sebelumnya dan diperintahkan untuk mengukur posisi tepat bayangan gnomon pada hari gerhana. Koordinat yang terkumpul dipindahkan ke Madrid untuk diproses. Akurasi pengukuran kolektif semacam itu tidak tinggi, beberapa pengamat membuat kesalahan pada 2–5 derajat bujur.
Gerhana bulan Jupiter jauh lebih umum. Galileo, yang membukanya dan dengan sangat cepat menyadari bahwa ada jam langit alami di depannya, bahkan mengembangkan celaton untuk tujuan ini - braket untuk memasang teleskop ke kepala pengamat. Tetapi semua upaya untuk melihatnya dari kapal, bahkan dalam cuaca cerah, tidak berhasil. Namun metode ini telah berhasil digunakan di darat. Itu digunakan oleh Giovanni Cassini dan Jean Picard untuk memetakan Prancis pada tahun 1670-an. Sebagai hasil dari survei yang disempurnakan, wilayah Prancis telah menyusut pada peta baru sedemikian rupa sehingga Raja Matahari dikreditkan dengan mengatakan "Para astronom telah mengambil lebih banyak tanah dariku daripada yang dikumpulkan semua musuh."
Dimulai pada abad ke-16, berbagai upaya dilakukan untuk menghitung atau mendeskripsikan dengan cermat posisi relatif bulan, matahari, dan bintang navigasi utama. Metode "jarak bulan" ini mengasumsikan penentuan sudut antara Bulan dan benda langit lainnya dalam apa yang disebut "senja laut" (sebelum fajar dan segera setelah matahari terbenam, ketika bintang dan cakrawala terlihat pada waktu yang sama). Namun di awal abad ke-18, keakuratan metode ini masih terlalu rendah, dengan error sebesar 2-3 derajat bujur. Dengan upaya untuk memperbaiki perhitungan orbit bulan, untuk mengoreksi tabel untuk para navigator, maka rumusan dari "masalah tiga benda" (Matahari, Bumi dan Bulan) dihubungkan, yang, seperti yang ditunjukkan oleh G. Bruns dan A. Poincaré pada akhir abad ke-19, tidak memiliki solusi analitis dalam pandangan umum.
Pengamatan lintas batang digunakan untuk menentukan jarak bulan dan mengukur ketinggian.
Terakhir, Anda bisa melihat waktu universal pada jam yang disinkronkan dengannya. Namun untuk ini, arloji tidak boleh kehilangan akurasinya dalam kondisi berguling, perubahan medan gravitasi dan magnet bumi, kelembaban tinggi dan lompatan suhu. Bahkan di tanah yang tidak bergerak, tugasnya sulit, dan pemikir terbaik abad ke-17 melakukan upaya signifikan untuk membuat jam tangan berkualitas.
Pada awal abad ke-18, jam menara stasioner dengan pendulum muncul, yang salah sekitar 15 detik per hari. Perkembangan mereka menjadi mungkin berkat penelitian Galileo Galilei, yang menemukan bahwa osilasi pendulum konstan dalam waktu (1601). Pada 1637, Galileo yang hampir buta mengembangkan escapement pertama (alat untuk mengayunkan pendulum), dan pada 1640-an putranya mencoba membuat jam dengan pendulum dari sketsa ayahnya, tetapi tidak berhasil.
Jam pendulum pertama yang bisa diterapkan dan untuk waktunya sangat akurat diciptakan pada tahun 1656 oleh Christian Huygens, yang mungkin telah mengetahui tentang eksperimen Galileo Jr. dari ayahnya, seorang politikus Belanda yang mengambil bagian dalam negosiasi dengan Galileo Jr. (Gindikin S. G. Mathematical and masalah mekanis dalam karya Huygens pada jam pendulum (Priroda, No. 12, 1979). Huygens, di sisi lain, adalah orang pertama yang mendeskripsikan dan memperkuat kurva isochronous di mana pendulum akan bergerak dengan kecepatan konstan, dan menambahkan pengontrol pendulum ke jam berdasarkan itu. Huygens memberikan diagram skematik dan pembenaran matematis untuk sebuah jam dengan pendulum dalam risalahnya tahun 1673 "Horologium Oscillatorium: sive de motu pendulorum ad horologia aptato demostrationes geometricae"Setelah beberapa waktu, garpu jangkar muncul dalam desain jam, yang tujuannya adalah untuk membatasi osilasi pendulum ke sudut kecil, karena pada sudut yang besar sifat isokronisme pendulum lurus menghilang. Penciptaan garpu rangka sering dikaitkan dengan Robert Hooke atau pembuat jam George Graham, tetapi sekarang prioritas diberikan kepada astronom dan pembuat jam tangan Richard Townley, yang menciptakan jam tangan rangka pertama pada tahun 1676.
Christian Huygens.
Pada saat yang sama, terobosan terjadi dalam penciptaan jam musim semi. Studi terkenal Hooke tentang pegas ditujukan secara tepat untuk meningkatkan pergerakan jam tangan. Pegas digunakan di penyeimbang yang mengontrol keakuratan jam tangan tanpa pendulum; dan diyakini bahwa penyeimbang pertama dibuat oleh Hooke sekitar 1657. Pada 1670-an, Huygens memproduksi jenis penyeimbang pegas koil modern yang memungkinkan pembuatan jam tangan saku (Headrick, Michael. Origin dan Evolution of the Anchor Clock Escapement. Majalah Sistem Kontrol, Inst. Of Electrical and Electronic Engineers. 22 (2), 2002).
Pada akhir abad ke-18, jam mekanis yang dibuat sebelumnya mulai dipasok secara besar-besaran dengan pendulum. Pendulum memberikan akurasi yang jauh lebih tinggi daripada jam pegas, tetapi hanya dapat bekerja pada permukaan datar dan di dalam ruangan. Pendulum itu tidak cocok untuk perjalanan jauh, karena kelembapan dan suhu memengaruhi panjangnya, dan gulungan menurunkan frekuensi osilasinya. Ini menjadi jelas dalam uji coba laut pertama tahun 1660-an. Dan bahkan dalam kondisi ideal, pergerakan jam harus memperhitungkan bahwa frekuensi osilasi bandul dengan panjang konstan berkurang saat mendekati ekuator - fenomena ini ditemukan oleh astronom Prancis Jean Richet, asisten Cassini, pada tahun 1673 di Guyana.
Kompleks masalah inilah yang menyebabkan fakta bahwa pada tahun 1714 Parlemen Inggris mengeluarkan undang-undang tentang penghargaannya sendiri untuk penemuan metode untuk menentukan garis bujur. Atas rekomendasi Isaac Newton dan Edmund Halley, Parlemen memberikan hadiah sebesar £ 10.000 untuk akurasi 1 derajat, £ 15.000 untuk 40 menit busur dan 20.000 pound untuk 30 menit busur. Untuk menentukan pemenangnya, parlemen membentuk Komisi Penentuan Garis Bujur di Laut, atau sering disingkat Komisi Garis Bujur.
Tahun-tahun awal program Inggris tidak terlalu berhasil. Besarnya hadiah pertama menciptakan sensasi di masyarakat, dan pemeran utama pelamar hadiah termasuk penipu dan proyektor, beberapa di antaranya membedakan diri mereka selama booming Laut Selatan pada tahun 1720. Hanya beberapa proyek yang berasal dari ilmuwan, mekanik, dan insinyur berpengalaman dan mempromosikan pemahaman masalah dan pemecahan masalah. Undang-undang tidak meresmikan prosedur untuk pekerjaan komisi dan prosedur pemberian hadiah, dan pelamar mengepung anggota komisi satu per satu sesuai dengan koneksi mereka - beberapa Lords of the Admiralty, beberapa dari Astronomer Royal dan kepala pertama dari Observatorium Greenwich, John Flamsteed, atau Newton. Anggota komisi mengusir pelamar, atau meninjau pekerjaan mereka secara rinci dengan rekomendasi untuk merevisi dan mengubah arah pencarian, tetapi dalam dekade pertama mereka tidak menawarkan penghargaan apa pun kepada siapa pun dan,rupanya bahkan tidak bertemu di pertemuan itu.
Tugas itu tampak begitu sulit sehingga para pencari garis bujur menjadi bahan ejekan. Jonathan Swift menyebutkan "garis bujur" bersama dengan "gerakan abadi" dan "obat mujarab" dalam Gulliver's Travels (1730), dan William Hogarth digambarkan dalam novel grafis "The Rake's Way" (1732) sebagai orang gila yang menggambar di dinding di Bedlam, rumah London yang terkenal proyek eksplorasi garis bujur yang gila. Beberapa peneliti percaya bahwa politikus dan satiris John Arbuthnot menulis seluruh buku "The Longitude Examin'd" (akhir 1714), di mana ia diduga dengan serius menggambarkan proyek "kronometer vakum" atas nama "Jeremy Tucker" tertentu (Rogers, Pat. Bujur ditempa. Bagaimana tipuan abad kedelapan belas telah diambil di Dava Sobel dan sejarawan lainnya. The Times Literary Supplement. 12 November 2008). Menariknya, meskipun buku ini adalah satir,Dia tidak hanya menunjukkan pengetahuan yang mendalam tentang mekanika dan pembuatan jam, tetapi juga menciptakan istilah "kronometer" untuk pertama kalinya dalam sejarah.
Namun demikian, "pencari garis bujur" paling terkenal pada periode awal adalah seorang ilmuwan yang agak serius - William Whiston (1667–1752), seorang kontemporer yang lebih muda, kolega, dan pemopuler Newton. Ia menggantikan Newton sebagai kepala Lucas Chair di Cambridge, kehilangannya karena fakta bahwa ia mulai secara terbuka membela pandangan religius yang dekat dengan Arianisme (yang secara wajar tidak dilakukan oleh Newton, dekat dengannya dalam pandangan), dan karena hal yang sama " sesat”dia tidak diterima di Royal Society. Setelah pengusirannya dari Cambridge, Whiston beralih ke pemasyarakatan sains, memberikan kuliah umum di London tentang kemajuan ilmiah terkini. Itu adalah laporannya pada awal 1714 (ditulis bersama dengan Humphrey Ditton) yang menjadi pendorong untuk mengadopsi undang-undang tentang garis bujur.
Orang gila berambut panjang. Detail lukisan oleh Hogarth dari seri Mota Career.
Saat penghargaan diumumkan, Whiston mulai aktif mengembangkan metode penentuan garis bujur. Dalam kegiatannya, ia menggunakan saluran-saluran baru komunikasi massa yang tersedia baginya untuk membentuk dukungan massa, yakni dengan memasang iklan di surat kabar, memasang poster, dan berbicara di kedai kopi yang pada saat itu merupakan klub diskusi dan ruang pertemuan umum. Jejaring sosial dan media online dapat menjadi analogi kasar awal abad ke-21. Pengaruh sosial Whiston begitu besar sehingga dia dihormati dengan sindiran pribadi dari Martinus Scriblerus (sebuah proyek satir kolektif oleh A. Pope, J. Swift dan J. Arbuthnot; dalam literatur Rusia, analoginya yang dekat adalah Kozma Prutkov). Salah satu proyek Whiston menggambarkan kapalberlabuh di laut terbuka pada titik-titik dengan koordinat yang diketahui dan sinyal yang secara teratur menembakkan suar ke udara - ini adalah proyek yang digambar oleh orang gila dalam gambar Hogarth di dinding.
Whiston dianggap sebagai penentuan bujur yang paling menjanjikan dengan deklinasi magnet (metode ini tampaknya pertama kali diusulkan oleh Edmund Halley). Atas dasar ini, Whiston bentrok dengan Newton, melalui siapa dia menyerahkan proyeknya dan yang secara teratur menuntut agar dia terlibat dalam penelitian astronomi daripada magnet (Untuk ini dan ulasan Newton lainnya tentang proyek dalam garis bujur, lihat: Perpustakaan Universitas Cambridge, Departemen Naskah dan Arsip Universitas. MS Add.3972 Makalah tentang Menemukan Bujur di Laut). Hasilnya, Whiston membuat salah satu peta deklinasi magnetis pertama (itu adalah peta Inggris bagian selatan). Pada akhirnya, komisi tersebut memberikan penghargaan terhormat kepada Whiston sebesar £ 500 untuk membuat instrumen untuk mengukur deklinasi magnetik (1741). Ini adalah cabang penelitian buntu: seperti yang kita ketahui sekarang, setelah pengamatan berabad-abad,Medan magnet bumi berubah sangat dinamis, dan deklinasi magnet tidak dapat menunjukkan koordinat suatu tempat.
Sejak 1732, seorang pemimpin absolut secara bertahap muncul dalam pencarian metode untuk menentukan garis bujur - John Garrison (1693–1776), pembuat jam London. Harrison, seorang mekanik otodidak, mengembangkan beberapa inovasi terobosan di masa mudanya. Dia memilih kayu bakout (kayu guaiac) untuk bantalan jam. Backout memiliki kekerasan dan ketahanan aus yang tinggi, tidak bereaksi terhadap kelembapan, selain itu juga memancarkan pelumas alami, yang, tidak seperti pelumas arloji abad ke-18, tidak mengubah sifat di udara laut (pada abad ke-19 hingga abad ke-20, backout terbukti sangat baik dalam bantalan untuk baling-baling) … Berkat bantalan dari bagian belakang, jam tangan Harrison masih berjalan. Garnisun juga menciptakan pendulum bimetalik pertama berupa palang sejajar dari baja dan kuningan. Koefisien muai panas bahan-bahan ini berbeda,sehingga saat suhu naik atau turun, panjang total tidak berubah. Pendulum bimetalik dapat berpindah dari lintang sedang ke daerah tropis tanpa mengubah frekuensi osilasi kecuali sebagai akibat dari perubahan medan gravitasi. Garrison juga mengembangkan mekanisme pemicu asli "belalang" (Michal, Stanislav. Clock. From gnomon to atomic clock. Transl. From Czech RE Melzer. M. 1983). Prestasi ini pada tahun 1726 membawa pembuat jam muda itu menjadi pelindung J. Graham, yang mewariskan pengalamannya kepadanya, memberinya uang untuk bekerja dan mempresentasikan karyanya ke Commission of Longitude. Garrison juga mengembangkan mekanisme pemicu asli "belalang" (Michal, Stanislav. Clock. Dari gnomon ke jam atom. Diterjemahkan. Dari Czech RE Meltzer. M. 1983). Prestasi ini pada tahun 1726 membawa pembuat jam muda itu menjadi pelindung J. Graham, yang mewariskan pengalamannya kepadanya, memberinya uang untuk bekerja dan mempresentasikan karyanya ke Commission of Longitude. Garrison juga mengembangkan mekanisme pemicu asli "belalang" (Michal, Stanislav. Clock. From gnomon to atomic clock. Transl. From Czech RE Melzer. M. 1983). Prestasi ini pada tahun 1726 membawa pembuat jam muda itu menjadi pelindung J. Graham, yang mewariskan pengalamannya kepadanya, memberinya uang untuk bekerja dan mempresentasikan karyanya ke Commission of Longitude.
Pada 1735, Garrison telah menyusun kronometer laut pertamanya, yang disebutnya H1 (ini adalah nomenklatur modern, yang diusulkan oleh pemulih Rupert Gould pada 1920-an). H1 dipajang di bengkel Graham, di mana ia diperiksa oleh anggota komisi, Royal Society dan semua orang. Kualitas pengerjaan, perakitan, dan pergerakan sangat jelas dan tinggi sehingga pada tahun 1736 Garrison dan H1 melakukan uji pelayaran ke Lisbon dengan kapal "Centurion". Meskipun H1 pada awalnya memburuk, Garrison dengan cepat mendapatkannya kembali ke jalurnya, dan dalam perjalanan kembali dari Lisbon, pengukuran Garrison mencegah Centurion mendarat di tebing di Cape Lizard (Cornwell, dekat Isles of Scilly). Menyusul laporan positif dari kapten dan navigator Centurion, Admiralty menuntut agar Komisi Garis Bujur dibentuk dan Harrison dianugerahi hadiah. Komisi bertemu untuk pertama kalinya dalam beberapa tahun dan mengeluarkan hadiah pertamanya sebesar £ 250 dengan kata-kata "untuk pekerjaan lebih lanjut" (Howse, Derek. Dewan Bujur Inggris: keuangan, 1714-1828. The Mariner's Mirror, Vol. 84, No. 4, November 1998).
Sejak saat itu hingga 1760, Harrison menjadi, pada kenyataannya, satu-satunya penerima hibah komisi, yang secara teratur bertemu untuk memeriksa model barunya dan memberinya uang untuk pekerjaan lebih lanjut, dimulai dengan hibah kedua pada 1741 - 500 pound sekaligus (pada waktu yang sama dalam pertemuan tersebut, William Whiston juga menerima hadiah). Sejak itu, Garrison telah bekerja secara eksklusif pada kronometer dan membuat klaim kepada komisi bahwa dia begitu sibuk dengan pekerjaan hibah sehingga dia kehilangan kesempatan untuk mencari nafkah dan menghidupi keluarganya (Risalah yang dikonfirmasi dari Dewan Bujur. 4 Juni 1746. Perpustakaan Universitas Cambridge. RGO 14 /lima). Mungkin ini adalah karakteristik yang berlebihan pada masanya, karena sebagai akibat dari "tetesan air mata" ini Garrison menerima lagi dana sebesar £ 500. Garrison mungkin mengisi kembali anggarannya,membebankan biaya untuk demonstrasi penemuannya - diketahui bahwa Benjamin Franklin, yang sering mengunjungi London, membayar 10 shilling dan 6 pence (1 pound = 20 shilling = 240 pence) untuk hak melihat kronometer di bengkel Harrison dan senang dengan jumlah yang dikeluarkan. Ketenaran publik Harrison cukup besar. Di era pasca-Newton, para ilmuwan menikmati perhatian dan rasa hormat dari masyarakat, dan penyebaran pengetahuan sangat difasilitasi oleh majalah, dilengkapi dengan kedai kopi, di mana informasi disebarkan dari mulut ke mulut, seperti di jejaring sosial modern. Pada 1749, Harrison dianugerahi Copley Medal, yang didirikan oleh Royal Society pada 1731.membayar 10 shilling dan 6 pence (1 pound = 20 shilling = 240 pence) untuk hak menonton kronometer di bengkel Harrison dan senang dengan jumlah yang dibelanjakan. Ketenaran publik Harrison cukup besar. Di era pasca-Newton, para ilmuwan menikmati perhatian dan rasa hormat dari masyarakat, dan penyebaran pengetahuan sangat difasilitasi oleh majalah, dilengkapi dengan kedai kopi, di mana informasi disebarkan dari mulut ke mulut, seperti di jejaring sosial modern. Pada 1749, Harrison dianugerahi Copley Medal, yang didirikan oleh Royal Society pada 1731.membayar 10 shilling dan 6 pence (1 pound = 20 shilling = 240 pence) untuk hak menonton kronometer di bengkel Harrison dan senang dengan jumlah yang dibelanjakan. Ketenaran publik Harrison cukup besar. Di era pasca-Newton, para ilmuwan menikmati perhatian dan rasa hormat dari masyarakat, dan penyebaran pengetahuan sangat difasilitasi oleh majalah, dilengkapi dengan kedai kopi, di mana informasi disebarkan dari mulut ke mulut, seperti di jejaring sosial modern. Pada 1749, Harrison dianugerahi Copley Medal, yang didirikan oleh Royal Society pada 1731. Pada 1749, Harrison dianugerahi Copley Medal, yang didirikan oleh Royal Society pada 1731. Pada 1749, Harrison dianugerahi Copley Medal, yang didirikan oleh Royal Society pada 1731.
John Garrison.
Atas hibah yang diterima dari komisi tersebut, Garrison mengumpulkan tiga model kronometer lagi. H2 dan H3 mengandung solusi inovatif baru. Yang paling penting dari ini adalah bantalan komposit pertama dengan sangkar dan penyeimbang pegas bimetalik untuk mengimbangi lonjakan suhu. Leonardo da Vinci masih memiliki diagram skematik bantalan, tetapi penerapan praktisnya tidak diketahui sebelum H3. Namun terobosan dilakukan pada model keempat, H4. H4 dibuat bukan dalam bentuk jam meja, tetapi "bawang" kantong, dan karena ukurannya yang kecil, ia menggunakan bantalan berlian dan ruby daripada bacout, tetapi menerima remontuar (mekanisme penggulungan) dan batang keseimbangan bimetalik dari tipe H3. H4 bekerja dengan lima getaran per detik - jauh lebih cepat daripada jam tangan mana pun dari abad ke-18. Mengontrol getaran lambat jauh lebih mudah daripada yang cepat,tetapi Garrison sengaja mengatur jam agar berosilasi pada frekuensi yang jauh lebih tinggi daripada frekuensi osilasi kapal untuk menetralkan getaran lambung dan pitching, dan dia tidak salah.
Pada tahun 1761, segera setelah berakhirnya ancaman angkatan laut dari Prancis selama Perang Tujuh Tahun, H4 melanjutkan perjalanan uji coba ke Port Royal di Jamaika dengan putra Harrison, William, juga seorang ahli mekanik, di kapal Deptford. H3 tetap berada di bengkel Harrison. Kesalahan yang terakumulasi selama 81 hari adalah sekitar lima detik, yang berarti akurasi 1,25 menit - sekitar 1 mil laut untuk garis lintang ini. Dalam perjalanan pulang, William dengan akurat memprediksi kemunculan Madeira. Kapten Deptford yang antusias ingin menerima kronometer seperti itu, dan Garrison, yang pada saat itu sudah berusia 67 tahun, muncul di hadapan komisi dengan permintaan untuk memberinya hadiah pertama karena memenuhi persyaratan undang-undang 1714.
Komisi menolak untuk memberikan hadiah, dengan alasan fakta bahwa bujur Port Royal mungkin tidak diketahui dengan cukup akurat, keberuntungan mungkin tidak disengaja, dan kronometer terlalu mahal untuk dipraktikkan, yaitu, diproduksi massal. Garrison menerima penghargaan 1.500 pound dan janji 1.000 pound lagi jika tes kedua memastikan bahwa dia benar. Garrison menjadi marah dan meluncurkan kampanye publik untuk menekan komisi tersebut. Keengganan untuk membayar komisi tidak hanya karena keserakahan dan kehati-hatian, tetapi juga karena harapan bahwa metode astronomi alternatif akan memberikan solusi untuk masalah tersebut dengan cara yang lebih murah.
Saat Garrison mengerjakan arloji, instrumen untuk mengamati benda-benda langit meningkat. Pada 1731, profesor astronomi Oxford John Hadley (1682-1744), wakil presiden Royal Society, mempresentasikan kuadran Hadley pada pertemuan masyarakat (kemudian disebut "oktan") - instrumen yang didasarkan pada kombinasi objek dalam pelindung dan objek lain yang dipantulkan di cermin. … Busur 45 derajat (seperdelapan lingkaran, karenanya disebut "oktan") yang menggunakan cermin memungkinkan pengukuran sudut dua kali lebih besar, hingga 90 derajat. Oktan menetapkan sudut terlepas dari pergerakan pengamat dan menyimpan hasil observasi bahkan setelah penghentiannya.
E. Halley mengambil bagian dalam uji coba laut oktan Hadley, yang setelah Flamsteed mengambil alih sebagai kepala Observatorium Greenwich. Halley untuk beberapa alasan tidak ingat bahwa instrumen reflektif serupa dijelaskan dalam sebuah surat kepadanya oleh Isaac Newton sekitar 1698 - dokumen-dokumen ini ditemukan di arsip Halley bertahun-tahun kemudian, bersama dengan deskripsi yang jelas tentang bagaimana komisi ilmiah tinggi di atas kapal memerangi mabuk laut alih-alih observasi.
John Hadley dengan oktan di tangan.
Terlepas dari Hadley, instrumen serupa diciptakan oleh Thomas Godfrey Amerika (1704-1749). Instrumen Hadley kemudian, dengan sedikit modifikasi, berubah menjadi "oktan", dari mana sekstan berkembang (dengan skala 60 ° dan sudut pengukuran 120 °). Terlepas dari semua kepentingan praktis dari alat tersebut, Hadley dan Godfrey tidak menerima penghargaan, tetapi alat yang ditingkatkan memungkinkan untuk menemukan alternatif untuk jam tangan.
Pada 1750-an, astronom Jerman Tobias Mayer (1723-1762), profesor di Universitas Göttingen, terlibat dalam kartografi Jerman, dengan bantuan Leonard Euler (1707-1783), yang saat ini menjadi profesor di Universitas Berlin, membuat tabel posisi bulan yang sangat akurat. Euler mengusulkan teori gerak bulan, Mayer menyusun tabel bulan berdasarkan teori ini dan pengamatan menggunakan instrumen khusus dengan tampilan 360 °. Setelah mengetahui hadiahnya, Mayer pada awalnya tidak berani menyerahkan meja ke komisi, berpikir bahwa orang asing akan segera ditolak, tetapi pada akhirnya dia menggunakan perlindungan Raja Inggris dan Elektor dari Hanover, George II, dan akibatnya meja-meja itu berakhir di London. Pada tahun 1761, calon kepala Observatorium Greenwich, Neville Maskelyne (1732-1811), yang melakukan perjalanan ke Saint Helena untuk mengamati perjalanan Venus di depan cakram surya,melakukan pengujian metode "jarak bulan" menurut tabel Mayer dengan oktan Hadley dan menerima hasil yang stabil dengan akurasi satu setengah derajat.
Pelayaran kontrol melintasi Atlantik dari London ke Bridgetown di Barbados dijadwalkan pada 1763. Di Barbados, Maskeline harus menghitung garis bujur referensi dari bulan-bulan Jupiter dari bumi padat. H4, tabel Mayer dan "kursi laut" Christopher Irwin pada suspensi triaksial yang menstabilkan untuk mengamati satelit Jupiter diperiksa secara bersamaan. Kursi tersebut, yang diiklankan secara aktif oleh pengembangnya melalui pers London, ternyata tidak berguna, dan kronometer dan "tabel bulan" Harrison memastikan keakuratannya hingga setengah derajat. Dalam laporan akhir, akurasi kronometer H4 adalah 9,8 mil laut (15 km), atau 40 detik bujur, metode jarak bulan yang dilakukan oleh Maskeline dan asistennya Charles Green - sekitar setengah derajat.
Pada 1765, komisi bertemu untuk sebuah pertemuan, di mana ia memutuskan untuk memberi janda Mayer hadiah 5.000 pound untuk meja mendiang suaminya, Euler - 300 pound, dan Harrison - 10 ribu pound untuk sukses dan 10 ribu pound lagi ketika kondisi "kepraktisan" terpenuhi, yaitu biaya kronometer akan dikurangi, dan teknologi pembuatannya akan dijelaskan sehingga pembuat jam lainnya dapat memperbanyaknya. Parlemen, yang menyetujui keputusan komisi, memotong remunerasi untuk "tabel bulan" menjadi £ 3.000, dan memotong £ 2.500 dari hibah yang telah diterima dari penghargaan Harrison.
Garrison percaya bahwa dia dicopot dari hadiah untuk intrik Maskelyne, yang hampir bersamaan dengan pertemuan komisi menjadi Astronomer Royal baru dan kepala Observatorium Greenwich (ini adalah kebetulan, karena Astronomer Royal sebelumnya meninggal mendadak). Dalam posisi ini, Maskelein menjadi anggota komisi dan ketua subkomite penerimaan negara atas teknologi kronometer. Model jam tangan dengan gambar dan penjelasan Harrison dipindahkan ke Greenwich, di mana jam itu diuji selama 10 bulan lagi oleh Maskelein dan perwakilan dari Angkatan Laut. Berdasarkan hasil pengujian tersebut, Maskelein meragukan bahwa kronometer memberikan hasil yang stabil dan dapat digunakan dalam versi produksi tanpa menggunakan "tabel bulan" secara paralel.
Maskelyne sendiri saat ini bersama tim astronom Greenwich sedang mempersiapkan publikasi "Nautical Almanac" pertama, yang berisi tabel ringkasan posisi Matahari, Bulan, planet, dan "bintang navigasi" untuk bujur dan lintang tertentu serta nilai waktu yang sesuai di nol. meridian untuk setiap hari sepanjang tahun. Edisi pertama Almanak diterbitkan pada 1767.
Kronometer pertama dibuat pada tahun 1735.
Harrison, yang yakin bahwa Maskelein sengaja menenggelamkan penemuannya untuk memberikan keuntungan pada metode astronomi, pergi mencari keadilan dengan Raja George III muda. Raja, yang telah menerima pendidikan ilmiah yang baik, mengambil kronometer H5 untuk diuji sendiri dan secara pribadi memutarnya setiap hari selama enam bulan. Sebagai hasil dari tes ini, George III menyarankan agar Garrison masuk dengan petisi langsung ke parlemen, melewati Komisi Garis Bujur, dan menuntut hadiah pertamanya, dan jika parlemen menolak, maka dia, raja, secara pribadi akan hadir di parlemen dan menuntut hal yang sama dari takhta. Parlemen menolak selama beberapa tahun lagi, dan sebagai hasilnya, pada tahun 1773, Harrison mengeluarkan penghargaan terakhir sebesar 8.750 pound (tidak termasuk biaya dan biaya bahan).
Kegiatan Komisi Garis Bujur menghasilkan:
Komisi Bujur bekerja sampai tahun 1828, menggabungkan fungsi organisasi hibah dan pusat ilmiah, dan mengeluarkan sejumlah penghargaan dan hibah, termasuk penghargaan 5.000 pound kepada penjelajah kutub W. Parry, yang mencapai 82,45 ° lintang utara di kutub Kanada pada awal abad ke-19.
Meringkas esai singkat ini, harus sekali lagi menarik perhatian pada fakta bahwa penyelesaian masalah garis bujur tidak dicapai dengan satu atau bahkan beberapa terobosan, itu dibuat panjang, keras, dari sejumlah besar langkah, yang masing-masing merupakan pencapaian signifikan di bidangnya sendiri. Bahkan setelah kronometer Harrison dan metode Mayer-Euler beralih dari eksperimen ke praktik navigasi, metode navigasi dan kartografi terus meningkat.
Peran utama sains di Inggris dalam memecahkan masalah navigasi tidak hanya membantunya mendapatkan dan mempertahankan status "penguasa lautan" (pawai nasionalis awal "Rule Britain, by the sea" rumit pada tahun 1740-1745), tetapi juga untuk menetapkan Greenwich sebagai meridian utama, pada permulaan pergantian almanak bahari berkualitas oleh Maskelein dan para pengikutnya Konferensi Meridian Internasional tahun 1884 di Washington mengadopsi garis bujur Greenwich sebagai nol, yang menandai awal penciptaan sistem waktu standar universal. Sebelum hari ini, perbedaan waktu setempat dari berbagai negara bahkan kota sedemikian rupa sehingga menimbulkan masalah yang serius, misalnya pada jadwal perkeretaapian. Negara terakhir yang beralih koordinat menurut Greenwich adalah Perancis (1911), dan penyatuan penghitungan waktu belum selesai hingga hari ini,yang dikenal oleh orang-orang Rusia dari kebijakan perubahan waktu musim panas.
Kronometer Inggris juga dianggap sebagai standar kualitas di antara para pelaut di semua negara setidaknya hingga pertengahan abad ke-19. Tetapi meskipun penghitungan garis bujur dengan kronometer lebih cepat dan lebih akurat daripada penghitungan dengan "jarak bulan", almanak bahari mempertahankan posisinya sepanjang abad ke-19. Kronometer jauh dari digunakan di semua kapal pada pertengahan abad ke-19 karena biayanya yang tinggi. Selain itu, para pelaut dengan sangat cepat menemukan bahwa setidaknya ada tiga kronometer di kapal sehingga kesalahan dalam pembacaan mereka dapat dideteksi dan dihilangkan. Jika dua dari tiga kronometer menunjukkan waktu yang sama, jelas bahwa yang ketiga salah dan seberapa besar dia salah (ini adalah contoh pertama dari redundansi modular rangkap tiga). Tetapi bahkan dalam kasus ini, pembacaan kronometer diperiksa terhadap data astronomi. “… Yang Mulia Stepan Ilyich buru-buru menghabiskan gelas ketiganya,menyelesaikan rokok tebal kedua dan naik ke atas dengan sekstan untuk mengukur ketinggian matahari untuk menentukan bujur tempat "- begitulah cara K. Stanyukovich menggambarkan pekerjaan seorang navigator angkatan laut pada awal tahun 1860-an, meskipun fakta bahwa kapal tersebut dilengkapi dengan beberapa kronometer.
Pada awal abad ke-20, kronometer mencapai akurasi 0,1 detik per hari, berkat penemuan dalam ilmu metalurgi dan material. Pada tahun 1896, Charles Guillaume menciptakan paduan besi-nikel, dengan koefisien muai panas (invar) dan termoelastisitas (elinvar) minimal, yang dipasangkan untuk saling mengimbangi secara berpasangan. Beginilah bahan berkualitas tinggi untuk pegas dan roda keseimbangan muncul (pada 1920 Guillaume menerima Hadiah Nobel dalam bidang fisika untuk karya-karya ini). Analog modern dari Invar dan Elinvar juga termasuk berilium.
Dengan penemuan radio, stasiun radio terestrial mulai mengirimkan koordinatnya. Pada awal Perang Dunia Pertama, kebutuhan akan metode jarak bulan menghilang, dan pengaturan waktu menjadi metode kontrol tambahan. Pada saat yang sama, osilator harmonik baru dengan kualitas yang lebih baik ditemukan daripada pendulum atau penyeimbang pegas. Pada tahun 1880, Pierre dan Jacques Curie menemukan sifat piezoelektrik kuarsa, dan pada tahun 1921, Walter Cady mengembangkan resonator kuarsa pertama. Beginilah dasar teknologi untuk pembuatan jam tangan kuarsa muncul, yang awalnya digunakan sebagai sumber sinyal waktu yang akurat, dan sejak tahun 1960-an telah menjadi instrumen massal. Kronometer laut mulai digantikan oleh jam tangan elektronik.
Dengan dimulainya era luar angkasa, navigasi mengambil langkah berikutnya. Menarik bahwa skema dasar navigasi satelit pada dasarnya tidak berbeda dengan proposal Whiston untuk menempatkan kapal stasioner di laut, menurut sinyal yang akan ditentukan oleh pelaut koordinat mereka - ini adalah satelit yang menyiarkan koordinat dan waktu universal ke penerima sinyal di Bumi. Teknologi abad ke-20 memungkinkan penerapan rencana abad ke-18 pada tingkat yang baru. Dari 1972 hingga 1990, konstelasi orbit satelit navigasi GPS dibuat, yang pada tahun 1992 dibuka untuk penggunaan sipil. Sejak 2011, GLONASS Soviet-Rusia telah mencapai kapasitas desainnya, dan dua sistem lagi sedang disiapkan untuk diluncurkan, Eropa (Galileo) dan China (Beidou). Akurasi akhir dari sistem ini diukur dalam meter. Satelit juga digunakan dalam beberapa sistem geodetik modern, yang terbesar, DORIS Prancis, memiliki akurasi sentimeter. Ponsel pintar tahun 2010-an mulai menyertakan sistem navigasi sederhana yang terhubung ke satelit dengan akurasi 8 hingga 32 meter dan fungsi sinkronisasi waktu otomatis menggunakan sinyal dari operator seluler dan sumber daya Internet "waktu atom".
Meski demikian, perhitungan koordinat "sepanjang Bulan" yang baru ada di abad XX mulai dikeluarkan dari program pelatihan bagi pelaut, dan almanak bahari masih terus diterbitkan. Ini adalah jaring pengaman yang sangat tepat. Jika seorang ahli listrik gagal dalam kapal, pelaut tidak boleh kehilangan alat bantu navigasi. Tetapi meskipun tidak tahu cara menangani sekstan dan almanak, pelaut (dan siapa pun yang telah selesai membaca artikel ini) akan dapat menentukan koordinat mereka dengan akurasi sepersekian derajat, menggunakan jam tangan dan bayangan dari objek vertikal apa pun. Kemajuan teknologi beberapa abad terakhir telah memungkinkan untuk dipakai di tangan, jika bukan kronometer, maka kemiripan yang cukup dekat.
Penulis: Yuri Ammosov
