InfoNu.nl > Kunst en Cultuur > Geschiedenis > Het geheim van de lengtegraad ontsluierd

Het geheim van de lengtegraad ontsluierd

Plaatsbepaling op zee was eeuwenlang een groot probleem, omdat zeelieden niet wisten hoe ze hun positie in lengtegraden moesten meten. Talloze schepen vergingen, andere ver-dwaalden of maakten lange omwegen, waarna de bemanning scheurbuik kreeg en stierf bij gebrek aan vers eten en drinken. Hoge beloningen werden uitgeloofd aan degene die een instrument bedacht om dit probleem op te lossen.

Kompas

Dankzij de uitvinding van het kompas in de vijftiende eeuw durfden zeelieden zich verder op zee te wagen en de veilige kust achter zich te laten. Een verdere verbetering was het kompas met windroos. Hierop is de horizon rondom opgedeeld in 360 graden, met het magnetische noorden op 0°. De koers is af te lezen aan het aantal graden onder de zeilstreep, een in het kompas aangebrachte pen die de lengterichting van het schip aangeeft. Aan de hand van de windrichtingen op de windroos kon een zeeman elke koers uitzetten. Maar om de juiste koers te kunnen bepalen moest hij eerst weten waar hij zich bevond en waar zijn bestemming lag. Dat gebeurde door het vaststellen van coördinaten: snijpunten van lengte- en breedtelijnen.

Lengte en breedte

Lengte- en breedtegraden zijn denkbeeldige lijnen. Breedtegraden lopen in horizontale lijn om de aardbol en zijn cirkelvormig. Vaststellen van de noorder- of zuiderbreedte– de positie van een schip ten noorden of zuiden van de evenaar – deed men door het peilen van de hemellichamen. Men mat de hoogte van de zon boven de horizon op het middaguur, en de hoogte van de poolster (op het zuidelijk halfrond het Zuiderkruis) om middernacht. Bij de evenaar staat de poolster vlak boven de horizon en op de Noordpool vrijwel loodrecht boven het hoofd, een verschil van bijna 90°. De hoek die de poolster maakt is ongeveer gelijk aan de breedtegraad. Op een tabel zocht de navigator de betreffende stand van de hemellichamen op, waaruit hij vervolgens zijn actuele positie op de breedtegraad kon afleiden. Bij slecht zicht of ruw weer kon de meting echter niet worden verricht en tastte hij volledig in het duister.

Tijd

Het bepalen van de positie van een schip op ooster- of westerlengtewas veel lastiger, om niet te zeggen onmogelijk. Een lengtegraad is een lijn in een halve cirkel van de noordpool tot de zuidpool. Op één en dezelfde lengtegraad lopen alle klokken van noord tot zuid gelijk. Elke lengtegraad geeft een andere tijd aan. Bij verplaatsing in oostelijke of westelijke richting verandert de positie ten opzichte van de hemellichamen en daarmee de tijd. Door de draaiing van de aarde is er geen vast punt waaraan je tijdens een scheepsreis de tijd kunt afmeten. Verplaats je je in westelijke richting, dan reis je tegen de draairichting van de aarde in, maar met de zon mee, en blijft het langer licht. Reis je daarentegen naar het oosten, met de draaiing van de aarde mee en tegen de zon in, dan is het sneller donker. Een peiling op de zon of de poolster in zijn hoogste stand is dus geen betrouwbare maatstaf om je positie op de ooster- of westerlengte te bepalen.

Dat kan wel als je het tijdstip waarop je vertrok vergelijkt met de actuele tijd op de plaats van vertrek. Het tijdverschil geeft de verplaatsing in oostelijke of westelijke richting aan en daarmee de positie op de lengtegraad. Een uurwerk dat gedurende de hele reis secuur de tijd aangaf kende men evenwel niet. De slingeruurwerken die men gebruikte waren onnauwkeurig en raakten ontregeld door vocht en droogte, wisselende temperaturen en het stampen en slingeren van het schip. Aanvankelijk zocht men dan ook zijn toevlucht tot het volgen van een koers in noord-zuidrichting via de bekende breedtegraden.

Gegist bestek

Op open zee voer men op basis van ‘gegist bestek’. Men mat de gemiddelde vaarsnelheid en de afstand in knopen (zeemijlen) met behulp van een log. Voorts registreerde men de gevaren koers en schatte men hoe ver het schip afdreef onder invloed van wind en stroom. Er moest dan ook nog worden gecorrigeerd voor de magnetische declinatie, een afwijking van het kompas. De kompasnaald wijst, aangetrokken door het magnetisch krachtenveld, namelijk het magnetische noorden aan, dat voortdurend in beweging is en niet precies samenvalt met het geografische noorden. Alle gegevens tezamen leverden de positie van het schip op de lengtegraad. In werkelijkheid zat men er echter meestal vér naast, niet zelden met dramatische gevolgen.

Beloning

Respectabele mannen als Johannes Werner, Galileo Galilei, Christiaan Huygens en Edmond Halley hielden zich al bezig met het vraagstuk van het berekenen van de lengtepositie. De één zocht het in de astronomie, de ander in een tijdmeter. Ten slotte werd het probleem zo nijpend dat in 1714 in Engeland de Wet op de Lengtegraden tot stand kwam. Deze voorzag in oprichting van een Raad voor de Lengtegraden, een commissie van wijze mannen uit kringen van de wetenschap, de zeevaart en de regering. Er werd een prijzengeld uitgeloofd van 20.000 pond – ook voor tegenwoordige begrippen een astronomisch bedrag – aan degene die een methode bedacht om lengteposities vast te stellen met een precisie van een halve graad. Astronomen en wiskundigen beten hun tanden stuk op dit probleem en tal van ideeën en uitvindingen passeerden de revue, maar een oplossing werd niet gevonden.

Uiteindelijk was het de Engelse klokkenmaker John Harrison, een geniaal handwerksman van eenvoudige komaf, die in 1730 zijn eerste ontwerp voor een ‘zeeklok’ presenteerde. Een wrijvingsloos precisie-uurwerk zonder slinger, dat feilloos de juiste tijd aanwees, ongeacht de klimatologische omstandigheden en de turbulentie aan boord van een schip. Hij oogstte alom lof voor zijn futuristisch uitziende, bijna 38 kilo zware tijdmeter, maar zijn perfectionistische aard dwong hem om zijn eigen werk telkens te vervolmaken, iets waar hij bijna dertig jaar over deed. Zijn vierde en laatste prototype uit 1759, waaraan hij samen met zijn zoon William werkte, oogde als een wat groot uitgevallen zakhorloge van slechts anderhalve kilo. Het is te zien in het Maritiem Museum in Londen. De H-1, Harrisons eerste zeeklok, staat in het Nationaal Maritiem Museum in Greenwich en loopt nog steeds!

De ‘hemelklok’

Een jaar na de presentatie van Harrisons eerste ontwerp kwamen, onafhankelijk van elkaar, de Engelsman John Hadley en de Amerikaan Thomas Godfrey met een kwadrant, een instrument waarmee de ‘hemelklok’ kon worden afgelezen volgens de maansafstandmethode. De kwadrant had spiegels waarmee niet alleen de hoogte van twee hemellichamen tegelijk (zon, maan, sterren) maar ook hun afstand tot elkaar kon worden gemeten. Hieruit ontwikkelde men later de sextant. Met behulp van uitgebreide sterrenkaarten kon hiermee zowel de breedte- als de lengtegraad worden bepaald. De berekening die hiervoor nodig was nam echter wel vier uur in beslag!

Sabotage

Niettemin geloofden enkele vooraanstaande astronomen eerder in de ingewikkelde berekeningen van de baan van de maan in relatie tot die van andere planeten dan in zoiets mechanisch als een klok. Ze begonnen Harrison op alle mogelijke manieren tegen te werken en hadden daartoe de macht. Ze schroefden de eisen, voorwaarden en testomstandigheden waaraan zijn tijdmeter moest voldoen voortdurend op. Traineren, machtsmisbruik, sabotage... geen middel werd geschuwd om de klokkenmaker zijn erkenning te onthouden. Harrison werd gedwongen het geheim van zijn klok te openbaren, zodat anderen die konden namaken.

Eindelijk erkenning

Uiteindelijk moest de Engelse koning eraan te pas komen om John Harrison in 1773 (een deel van) de prijs te geven die hij verdiende als uitvinder van de zeeklok, later chronometer genoemd, waarmee hij de sleutel tot het raadsel van de lengtegraden had gevonden. De echte erkenning kwam twee jaar later van kapitein James Cook, die na zijn tweede expeditie naar de Stille Zuidzee de loftrompet stak over Harrisons ‘horloge’ als ‘zijn nimmer falende gids’.

Betrouwbaar

Na Harrisons dood in 1776 stortten diverse klokkenmakers zich op het reproduceren van de vermaarde tijdmeter. Maar de kosten voor het maken van de scheepsklok vormden lange tijd een belemmering voor productie op grote schaal. Daardoor gaven zeelieden de voorkeur aan de ouderwetse maanmetingen met behulp van een sextant en tabellen. In de jaren tachtig van diezelfde eeuw slaagden twee elkaar beconcurrerende klokkenmakers erin met inventieve oplossingen goedkope chronometers te vervaardigen die bovendien betrouwbaarder waren dan de maansafstandmethode. Halverwege de 19e eeuw had de chronometer de astronomen verslagen en telde de Engelse marine meerdere chronometers per schip.
© 2010 - 2019 Fokkemaat, het auteursrecht (tenzij anders vermeld) van dit artikel ligt bij de infoteur. Zonder toestemming van de infoteur is vermenigvuldiging verboden.
Gerelateerde artikelen
President van Amerika, Benjamin Harrison 1889-1893President van Amerika, Benjamin Harrison 1889-1893Benjamin Harrison was de kleinzoon van de voormalige president William Harrison die in 1841 president werd. Hij was beke…
President van Amerika, William H. Harrison 1841President William Henry Harrison heeft tot op heden nog steeds een record in handen, namelijk die van de kortst regerend…
recensieThe Beatles - RevolverAlweer het zevende studio album van the Beatles. Het album verscheen op 5 augustus 1966. Met een totale lengte van 35 mi…
recensieThe Beatles - Let it beHet allerlaatste studio album van de Beatles verscheen op 8 mei 1970. Het album werd uitgebracht toen de band al uit elk…
recensieThe Beatles - Abbey RoadHet laatste album van de legendarische band is vernoemd naar de straat waar de studio zich bevond. Het album is uitgebra…
Bronnen en referenties
  • Bronnen o.m.: Dava Sobel, 'Lengtegraad', Ambo BV. Amsterdam 1999 Brigitte Coppin, 'Het Kompas ontdekt nieuwe werelden', Casterman, 1993

Reageer op het artikel "Het geheim van de lengtegraad ontsluierd"

Plaats als eerste een reactie, vraag of opmerking bij dit artikel. Reacties moeten voldoen aan de huisregels van InfoNu.
Meld mij aan voor de tweewekelijkse InfoNu nieuwsbrief
Ik ga akkoord met de privacyverklaring en ben bekend met de inhoud hiervan
Infoteur: Fokkemaat
Gepubliceerd: 03-02-2010
Rubriek: Kunst en Cultuur
Subrubriek: Geschiedenis
Bronnen en referenties: 1
Schrijf mee!