Av hänsyn till upphovsrätten är vissa bilder borttagna.

Transkript

1 Käre användare! Denna pdf-fil är nedladdad från webbplatsen för Illustrerad Vetenskap Historia ( och får inte lämnas vidare till tredje part. Av hänsyn till upphovsrätten är vissa bilder borttagna. Med vänlig hälsning Redaktionen

2 SJÖFARTSHISTORIA Envis snickare sjöfarare Även om européerna på 1700-talet seglar kors och tvärs över världshaven, navigerar de delvis i blindo de vet inte exakt hur långt öster eller väster om en given punkt de befinner sig. Astronomer försöker lösa problemet med hjälp av himlakropparna. Men det är en engelsk snickare som kommer navigatörerna till undsättning med ett fickur. ENGLAND/1700-TALET Tusentals sjömän har under århundradenas lopp mist livet vid förlisningar för LONDON att kaptenen inte kunnat bestämma skeppets exakta position. År 1707 utlovar det engelska parlamentet därför en belöning på pund till den som kan bestämma längdgraden med högst en halv grads avvikelse. ENGLAND Snickaren John Harrison var en tålmodig perfektionist. Det tog honom nästan 40 år att framställa sitt exakta sjöur, kronometern, som han här håller i sin högra hand. AKG/BRIDGEMAN

3 ledde på rätt kurs Bonniers Världens Historia

4 År 1707 kom 21 engelska krigsfartyg ur kurs under en storm. Fyra skepp förliste på Scillyöarna, bland annat flaggskeppet Association. Hela man fick sätta livet till. AV ANTJE GERD POULSEN Sikten är dålig denna svarta och regniga ovädersnatt. Det är den 22 oktober Sjömän och soldater ombord på 21 engelska krigsfartyg är på väg hem från Gibraltar efter hårda sammandrabbningar med ärkefienden Frankrikes flotta. Seglen trimmas till det yttersta. Det gäller att nå den engelska kusten så snabbt som möjligt. Den erfarne och respekterade amiralen Sir Claudesley Shovel finns ombord på flaggskeppet Association som ligger i spetsen av flottan med stäven riktad mot Portsmouth på Englands sydkust. Strax efter kommer Firebrand, Eagle och Romney. Tillsammans med navigatörerna på samtliga skepp har Shovel lagt kursen. De seglar mycket nära Frankrikes kust tror de. Men i själva verket befinner de sig sydväst om England. Och rakt föröver väntar över 100 små och större klippöar, Scillyöarna. De vassa klipporna sticker upp ur havet ungefär 30 kilometer från Englands sydvästra spets. Association träffar dem först. Det tar bara några minuter innan skeppet och hela besättningen har försvunnit i det kolsvarta och iskalla vattnet. De tre fartygen bakom hinner inte reagera trots braket och skriken i den mörka natten, men de lyckas i alla fall avfyra varningsskott innan även deras skepp splittras mot klipporna. Sjömän seglade i blindo Förlisningen vid Scillyöarna var en av de största katastroferna i den engelska mari- När män drunknade utlovade parlamentet en belöning till den som kunde lösa längdgradens gåta. nens historia. Alla de fyra skeppen gick under och man miste livet den natten. Olyckan satte på allvar fart på kapplöpningen för att hitta längdgraderna. På den tiden var det nämligen omöjligt att fastställa den exakta positionen för ett skepp, eftersom man inte kunde mäta längdgraderna. Under århundraden hade sjömän navigerat i blindo när de seglade bort från kända breddgrader och kustnära rutter. Ingen kunde beräkna längdgraderna och det hade blivit kostsamt för både marinen och handelsflottan. I början av talet var det viktigare än någonsin tidigare att undvika förlisningar. Förlusten av människoliv var en sak. En annan sak var de enorma penningvärdena; dels skeppen, dels de varor som de fraktade hem från främmande kuster: guld, silver, ädelstenar, porslin, silke, kryddor, te och kaffe. En belöning utlovas Vid den tiden då Association försvann i vågorna hade sjö- 46 Bonniers Världens Historia

5 Navigatörens viktigaste instrument I dag kan vi få vår exakta position på jorden genom att trycka på en knapp på satellitnavigatorn. På de stora segelfartygens tid behövde navigatören ta hjälp av flera olika instrument för att kunna avgöra skeppets hastighet, kurs och position. Skeppets fart mättes med loggen. På engelska betyder log ett vedträ, och förr mätte man skeppets fart genom att kasta ut ett stycke trä från stäven och mäta hur lång tid det tog för fartyget att passera träbiten. Senare förfinades loggen, som syns på den pilliknande, roterande loggen från 1800-talet till vänster. Skeppets kurs angavs av kompassen, som uppfanns i Kina och kom till Europa på 1100-talet. De första varianterna bestod enbart av en magnetisk nål på en kork som flöt i en skål med vatten. Sedan försågs den med en 360-graders så kallad kompassros med de fyra väderstrecken inritade. Skeppets position bestämde man med hjälp av vinkelmätningsinstrument, som kunde mäta himlakropparnas höjd över horisonten. Här ses en föregångare till sextanten, en så kallad Davis-kvadrant. farare, vetenskapsmän och kungar länge brottats med frågan om hur man skul le kunna beräkna längdgraden. Stora observatorier i London, Berlin och Paris byggdes med det enda syftet att hitta ett sätt att räkna fram längdgraden, men till ingen nytta. Snickaren och astronomen Förlisningen vid Scillyöarna ledde till att det engelska parlamentet utlovade en belöning på pund till den som löste gåtan. Kravet var att metoden skulle vara praktiskt användbar och att längdgraden skulle kunna beräknas med högst en halv grads avvikelse. Metoden skulle testas under en seglats till Västindien. Den ansenliga penningsumman gjorde att intresset för att lösa problemet blossade upp igen. Och av alla dem som under de följande åren tävlade om priset fanns det två som skilde sig från mängden. De kom att bli bittra rivaler. Den ene var John Harrison, en snickare och självlärd urmakare, den andre var Nevil Maskelyne som var astronom. John Harrison tänkte lösa problemet genom att tillverka ett exakt urverk som kunde användas till sjöss. För att hitta längdgraden behövde kaptenen nämligen veta hur mycket klockan var där han befann sig, och samtidigt hur mycket den var på en annan känd plats på jorden. Genom att jämföra tidpunkterna kunde han räkna ut längdgraden. I dag hade det inte varit något problem, men klockor till sjöss dög inte alls då. De bästa kunde sakta sig eller forta sig upp till en minut per dygn på grund av temperaturskiftningar, förändringar i luftfuktigheten och kraftig sjögång. John Harrison tänkte uppfinna ett urverk som trots våldsam yttre påverkan kunde gå exakt. Nevil Maske lyne däremot, ville slutföra vad astronomer före honom hade påbörjat: en kartläggning av himlen som man kunde navigera efter. Om man kunde framställa en katalog över stjärnornas exakta positioner, och om man samtidigt hade månens position i förhållande till stjärnorna vid bestämda tidpunkter, kunde månens rörelse användas som en naturlig klocka för att beräkna tiden till sjöss. Exakta ur av trä John Harrison var äldst av fem syskon och 14 år gammal vid tiden för Scillyförlisningen. Han växte upp under knappa förhållanden i Yorkshire och lärde sig snickaryrket av sin far. Samtidigt törstade han efter bokliga kunskaper och läste redan som ung naturvetenskapliga tidskrifter. Fascinerad av rörelselära och fysikens lagar började Harrison tillverka klockor. I hemtrakten blev han känd för sina fina urverk där han utnyttjade sina kunskaper om trä. Han använde bland annat hjul av ek och axlar av buxbom. Delar av urverket tillverkades av ett tropiskt träslag som utsöndrar ett fettämne, vilket gjorde att urverket inte behövde smörjas. Denna kunskap drog han nytta av när han satte igång med att tillverka ett sjöur, även kallat kronometer. Smörjningen av klockor Bonniers Världens Historia

6 Harrisons ur satte längdgraden på plats John Harrisons ur innebar en revolution för havets folk. Som exemplet här nedan visar, kunde man nu tryggt bege sig ut på långfärder. Även om en storm drev skeppet ur kurs kunde man med hjälp av Polstjärnan, solen och uret bestämma skeppets position igen. nder 1700-talet liknade sjökorten U i stort sett dagens kort. De var indelade i ett koordinatsystem med ett gradnät av linjer som förbinder öst och väst (breddgrader eller geografisk bredd) och linjer som går mellan syd och nord (längdgrader eller meridianer). Konsten Så hittade man breddgraden Ett handelsfartyg stävar ut från London år 1784 med kurs mot Amerika. Efter några dagars seglats på Atlanten vill navigatören bestämma skeppets position. Då kan han använda sig av solen på dagen och Polstjärnan på natten i detta exempel Polstjärnan. Han vet att den står nästan 90 grader över horisonten vid Nordpolen som utgör jordens 90:e breddgrad. Ju längre söderut skeppet befinner sig, desto lägre syns stjärnan över horisonten. Därför kan navigatören genom att mäta Polstjärnans höjd i förhållande till horisonten bestämma breddgraden. Så hittade man (senare) längdgraden Navigatören ska nu beräkna längdgraden, vilket är möjligt eftersom han har ett av John Harrisons H4-ur ombord. För att få veta längdgraden måste naviga tören veta vad klockan är ombord på skeppet och även vad klockan är samtidigt i London. Jorden snurrar 360 grader på 24 timmar, vilket motsvarar 15 bestod i att bestämma bådadera exakt så att skeppets position kunde prickas in på sjökortet. För sjömännen var det relativt enkelt att ta reda på hur långt ifrån ekvatorn de befann sig, dvs. på vilken breddgrad de seglade. Det räckte med en blick på himlen. Det svåra var att ta reda 90 o 40 o 50 o Polstjärnan 1. Navigatören mäter Polstjärnans höjd över horisonten. Den ligger 50 grader över horisonten. grader på en timme. Varje timmes skillnad mellan ett fartyg och utgångspunkten motsvarar alltså en förflyttning på 15 grader åt öster eller väster. Genom att mäta solhöjden kan navigatören få lokaltiden. Och genom att jämföra med tiden på det medhavda uret vet han hur många grader öster eller väster om London han breddgrad 0 (ekvatorn) på hur långt de hade seglat i öst-västlig riktning dvs. vilken längdgrad de befann sig på. För detta krävde ett mycket exakt ur. Problemet löstes när Harrison uppfann sitt tickande underverk. Som det förenklade exemplet här nedan visar blev det nu möjligt att bestämma skeppets position. Skeppets breddgrad Horisont 50 o N 90 o N 60 o N 30 o N 2. Navigatören vet nu vilken breddgrad skeppet befinner sig på, nämligen 50 grader norr om ekvatorn, som är breddgrad 0. befinner sig. I vårt exempel utgör London alltså längdgrad 0, men i princip kunde 0-meridianen, som den också kallas, ligga var som helst om bara alla var överens om det. År 1884 blev det dock internationellt vedertaget att längdgrad 0 faktiskt går genom Kungliga Observatoriet i Londonförorten Greenwich. 0 o Skeppets längdgrad Skeppets position Dagsljus 60 o V 30 o V Skeppets breddgrad breddgrad 0 längdgrad 0 0 o 30 o Ö 60 o Ö Skeppets längdgrad längdgrad 0 3. Navigatören har ett exakt ur ombord som går på Londontid. Här är klockan Han bestämmer den lokala tiden till genom att mäta solhöjden. Två timmars skillnad motsvarar 30 längdgrader. 4. Navigatören vet nu att han befinner sig 50 grader norr om ekvator n och 30 grader väster om London, som han seglade ut från. Skeppets position är alltså 50 o 00'N 30 o 00'V.

7 var nämligen ett stort problem till sjöss eftersom smörjmedlet påverkades av temperaturväxlingar och fick klockan att gå för sakta eller för fort. År 1736 var John Harrison färdig med sitt första sjöur, H1. Första uret vägde 35 kg Uret, som i dag kan beskådas på Kungliga Observatoriet i Greenwich, England, är tillverkat i mässing, dekorerat med keruber och väger över 35 kg. John Harrison testade H1 på en seglats med H.M.S. Centurion till Lissabon. Uret visade sig vara sjödugligt till skillnad från John Harrison som hängde över relingen större delen av resan. Skeppets kapten George Anson lovordade uret. Det besparade honom nämligen en omväg på femtio sjömil på vägen hem. Nästa steg var att presentera kronometern för längdgradskommissionen som skulle utse pristagaren. Medlemmarna var intresserade och positiva och allt talade för att Harrison skulle ta hem priset med H1. Men han satte krokben för sig själv. Den självlärde urmakaren var perfektionist ut i fingerspetsarna och i stället för att framhäva fördelarna med uret rabblade han upp vad som kunde förbättras. Han avslutade med att be om att få utveckla ett ännu bättre ur, och det fick han. Samma scen utspelade sig när han fyra år senare var färdig med H2. Än en gång fick Harrison pengar för att tillverka en ännu bättre kronometer. 250 man omkommer Medan John Harrison, nu tillsammans med sin son William, sitter försjunken bland fjädrar, skruvar, kugghjul, trä och mässing i sin verkstad, seglar H.M.S. Centurion åter till sjöss under kapten George Ansons befäl, denna gång med kurs mot Söderhavet och utan kronometer ombord. Det blir en ödesdiger resa för den 500 man starka besättning en, en resa som än en gång understryker vilket stort behov det finns av en uppfinning som John Harrisons urverk. Skeppet tar sig problemfritt över Atlanten men därefter går allt snett av ett enda skäl: kapten Anson kunde inte beräkna längdgraden. På vägen runt Kap Horn drabbas skeppet av en av de stormar som Sydamerikas sydspets är så ökänd för. Under 58 dagar kastas Centurion omkring på vågorna, seglen slits sönder och regn, snö och snöslask piskar sjömännen i ansiktet medan skörbjuggen skördar sina första offer. Kaptenen håller rakt västerut och sedan mot norr för att fösöka komma fram till Juan Fernándezöarna, där han kan få besättningen i land. Men han hittar inte dit. När han äntligen siktar land går det upp för kaptenen att han misstagit sig på längdgraden. Det är fiendeland som dyker upp vid horisonten: Chiles spanskkontrollerade kust, och där kan de inte gå i land. Centurion, med sin tunga stank av sjuka och döende sjömän, måste vända om. När skeppet äntligen når Juan Fernández har två veckors seglats i blindo kostat åttio man livet, och många av dem som bärs i land överlever inte. Hälften av den 500 man stora besättningen återser aldrig den engelska kusten. Trots att behovet av det precisa sjöuret var påträngande lät sig Harrison inte jäktas. Han och sonen spenderade tjugo år på att utveckla H3 och ansökte samtidigt om pengar till H4. Under tiden växte den 40 år yngre Nevil Maskelyne upp och blev astronom och Trots att Harrisons ur bara tappade fem sekunder under en 81 dagar lång sjöresa fick han inte priset. entusiastisk anhängare av måndistansmetoden. Från och med nu behövde Harrison inte sätta upp hinder för sig själv. Det skulle den unge astronomen Maskelyne i stället hjälpa honom med tillsammans med andra astronomer, matematiker och navigatörer. De var upprörda över att en snickare kom med något så simpelt som ett mekaniskt ur för att lösa ett problem som hade sysselsatt de främsta av vetenskapsmän i århundraden. Den sårade hunden Förutom John Harrison och Nevil Maskelyne fanns det otaliga andra som ville vinna priset, och det kom in många märkliga förslag. Ett av de mest anmärkningsvärda var en metod som gick ut på att skeppet skulle ha med en skadad hund ombord. Metoden byggde på ett medel som kallades sympatetiskt pulver och som på - stods kunna bota på avstånd det räckte med att hälla pulvret på ett föremål som tillhörde den sjuke. Tanken var att placera en skadad hund på ett skepp. Hundens bandage skulle lämnas kvar i land och varje dag precis klockan skulle bandaget doppas i en lösning med pulvret. Hunden skulle då tjuta vid kontakten med det svidande pulvret och på så vis skulle kaptenen veta vad klockan var i London där bandaget fanns. Kaptenen skulle då kunna jämföra hundens tidsangivelse med klockan ombord och räkna fram längdgraden utifrån skillnaden. Kommissionen fick in så många hopplösa förslag att uppgiften att finna längdgraden blev synonymt med att göra det omöjliga. H4 går till sjöss År 1761 var både H3 och H4 färdiga. Och äntligen var John Harrison nöjd. H4 är bara 13 cm i diameter och ser ut som ett förvuxet fickur. Men bakom urtavlan arbetar små finslipade diamanter och rubiner i ett urverk som går exakt även under de svåraste förhållanden till sjöss. Harrison hade under arbetet med uren uppfunnit flera nya mekanismer, bland annat en anordning till en temperaturkontroll och den används i termostater än i dag. William Harrison tog med sig H4 på en testresa till Jamaica. Resan varade i 81 dagar och uret tappade bara fem sekunder. Men kommissionen var inte nöjd och ifrågasatte resultaten. William och uret fick ge sig iväg igen, denna gång till Barbados. Än en gång klarade H4 provet uret angav tiden tre gånger mer precist än vad som krävdes för att vinna priset. John Harrisons ärkerival Nevil Maskelyne satt med i den kommitté som skulle efterkontrollera urets resultat med hjälp av måndistansmetoden. Och efter testet var det tyst i flera månader. När kommissionen äntligen yttrade sig, löd beskedet att uret visserligen hade klarat provet men att John Harrison bara kunde få hälften av prissumman. Den Bonniers Världens Historia

8 Nästan 100 år efter den katastrofala förlisningen kunde alla kaptener hämta ut ett ur vid örlogsakademin. andra hälften skulle han få när han hade beskrivit urets konstruktion för kommissionen, lämnat in alla fyra uren för kontroll på det kungliga observatoriet, utsett en urmakare som kunde göra en kopia och dessutom själv tillverkat två kopior av H4. John Harrison vägrade först, men gav till slut efter. Det var antagligen mycket plågsamt för honom att lämna ifrån sig de fyra uren hans livsverk till det kungliga observatoriet. Att Nevil Maskelyne dessutom hade blivit medlem i kommissionen eftersom han utnämnts till kunglig astronom, gjorde bara ont värre. Och det var extra smärtsamt att det var han personligen som skulle ha hand om uren och testa dem i Greenwich. Trots att Nevil Maskelyne försökte förhindra att Harrison skulle få längdgradspriset gick det inte att bortse från hans klockor. En kopia av H4 testades av den store upptäcktsresanden James Cook ombord på skeppet H.M.S. Resolution år När Cook kom tillbaka godkände han uret som han hade använt när han ritade det första och mycket detaljerade sjökortet över Söderhavet. Samtidigt blev den nu 79- årige Harrison klar med sin egen kopia, H5. Han orkade inte påbörja ännu en kopia men kommissionen med Nevil i spetsen var orubblig. Det fick sonen William att sända en klagoskrivelse till kung George II, och det hjälpte. Kungen lade sig i saken och testade uret i sitt eget observatorium. H5 visade sig vara exakt på sekunden på ett dygn. Kungen vände sig direkt till premiärministern och parlamentet, och till slut fick John Harrison hela prissumman och äran för att ha hittat ett system för att kunna bestämma längdgraden. Kungen tog parti John Harrison dog året därpå på sin åttiotredje födelsedag. Tack vare honom blev det äntligen möjligt att kartlägga jorden, och kaptenerna kunde lägga en säkrare kurs. Måndistansmetoden användes också men vid jämförelser visade sig uret vara tio gånger mer pålitligt. Det berodde främst på att måndistansmetoden var så komplicerad att det fanns risker för att göra fel. Harrisons ur började massproduceras och i talets logg böcker finns dagliga hänvisningar till längdgradsavläsningar gjorda med en kronometer, som sjöuret kallades. I början av 1800-talet, nästan 100 år efter förlisningen vid Scillyöarna, hade marinen skaffat ett lager av kronometrar som kaptenerna kunde hämta ut på örlogsakademin i Portsmouth. LÄS MER: Sobel, Dava: Longitude, Walker Thirslund, Søren Træk af navigationens historie, Handels- og Søfarstmuseet på Kronborg Månnavigering blev omodern John Harrisons ärkerival Maskelyne menade att längdgraden skulle hittas med astronomi och matematik inte med ett ur. Redan 1514 fann den tyske astronomen Johannes Werner ett sätt att beräkna längdgraden med hjälp av månen och det var denna metod som Harrisons konkurrent Maskelyne ivrigt förespråkade. Werner hade upptäckt att månen varje timme förflyttar sig en bit som ungefär motsvarar dess bredd. Han föreslog därför att astronomerna skulle kartlägga stjärnornas ställning längs månens bana och förutsäga vid vilken tidpunkt månen passerade var och en av dem på varenda månklar natt, månad efter månad, flera år framåt. Solens och månens inbördes ställningar under dagtid skulle kartläggas på samma sätt. Senare astronomer, t.ex. Maskelyne, tog till sig idén och gav ut tabeller över månens alla rörelser. Tabellerna visade tidpunkter för månens möte med en stjärna vid en i förväg beräknad position som skulle fungera som nollmeridian. Navigatören kunde sedan jämföra den tidpunkt då han observerade månen i närheten av en viss stjärna med den tidpunkt då samma konjunktion skulle äga rum på himlen över referenspunkten. Han kunde bestämma sin längdgrad genom att få tidsskillnaden mellan de två ställena. Tabellerna var mycket billigare än ett ur men metoden visade sig vara alltför oprecis. Sjömännen hade inga instrument som var exakta nog för att mäta avståndet mellan månen och stjärnorna från ett gungande fartyg i rörelse. Maskelynes idé var att man skulle navigera efter månens gång på himlen. Måntabellerna användes ända in på 1900-talet eftersom de var billiga. Men på sikt visade de sig vara alltför komplicerade. 50 Bonniers Världens Historia

9 250 års jakt på längdgraden Matematiker och astronomer förstod redan på 1500-talet hur man kunde bestämma längdgraden med hjälp av en klocka. Men tekniken var inte mogen. Det skulle ta 250 år innan John Harrison med sin exakta kronometer gjorde metoden praktiskt möjlig. 1514: Den tyske astronomen Johannes Werner föreslår att man ska lösa längdgradsproblemet genom att mäta avstånd med månen och fixstjärnorna. 1530: Holländaren Gemma Frisius förklarar hur man ska kunna bestämma längdgraden med hjälp av bland annat ett exakt ur. 1567: Den spanske kungen Filip II utlovar en belöning till den som hittar ett sätt att bestämma längdgraden. 1598: Kung Filip III av Spanien utlovar en belöning för en metod att bestämma längdgraden med. Den framsynte Gemma Frisius förutsåg hur man kunde hitta längdgraden. 1714: Det engelska parlamentet antar längdgradslagen, tillsätter en längdgradskommission och utlovar en belöning på pund till den som finner ett sätt att mäta längdgraden. 1736: Snickaren och urmakaren John Harrison presenterar sin första kronometer, H1, för längdgradskommissionen. Galilei beräknade längdgraden på land. 1610: Galilei utvecklar en metod för att bestämma längdgraden utifrån förmörkelser av Jupiters månar. Metoden lämpar sig dock bäst för landobservationer. 1656: Den nederländske matematikern Christiaan Huygens är först med att konstruera ett pendelur för att mäta längdgraden. 1667: Ludvig XIV låter bygga ett observatorium i Paris. 1675: Kung Karl II grundar det kungliga observatoriet i Greenwich för att lösa problemet med beräkningen av längdgraden med hjälp av måndistansmetoden. 1707: Amiral Sir Claudesley Shovel förliser med fyra skepp utanför Scillyöarna på grund av ett navigationsfel. 1753: Den tyske matematikern Tobias Mayer utarbetar måntabeller och får dem publicerade. 1759: John Harrison presenterar sitt fjärde ur, H : Den schweiziske matematikern Leonhard Euler och den tyske matematikern Tobias Mayer får var sitt pris för sina bidrag till att lösa längdgradsproblemet Eulers teori om månens rörelser respektive Mayers måntabeller. 1766: Den engelske astronomen Nevil Maskelyne ger ut första bandet av måntabellerna, Den Nautiska Almanackan och Astronomiska Efemeriderna. 1773: John Harrison tar emot priset för att ha uppfunnit en metod att bestämma längdgraden. 1776: John Harrison dör samma dag som han fyller 83 år. Harrisons första ur H1 (överst) vägde 37 kg, medan hans prisvinnande ur H4 (nederst) inte vägde mer än ett stort fickur.