Longitudine

Museo Galata: Longitudine

Abbiamo parlato già sul nostro diario di bordo, di quanto sia fondamentale in mare conoscere la posizione della propria nave.  Abbiamo visto i vari sistemi di determinazione della latitudine grazie a strumenti che misurano l’altezza di un astro rispetto all’orizzonte marino.

Determinare la longitudine in mare.

La determinazione della longitudine era strettamente connessa con quella dell’ora. Considerando che la terra compie ogni giorno un giro di  360°, possiamo dire che un’ora equivale a un 24esimo di giro cioè a 15° (360/24). il meridiano di Greenwich è considerato meridiano zero per convenzione e ogni meridiano individua quindi un’ora locale unica. Che cosa vuol dire?

Che per ogni grado di differenza di longitudine verso est il mezzogiorno astronomico cade quattro minuti dopo.

Quindi, Calcolando la differenza di ora tra Greenwich e il posto in cui ci si trova è possibile ricavare la longitudine. In che modo? Dobbiamo conoscere l’ora simultanea dei due punti – Greenwich e dove siamo, dobbiamo calcolare quanto tempo è trascorso e quanto in longitudine, la nostra nave si è mossa.

Le ore segnate dai due orologi rendono possibile la trasformazione della differenza oraria in distanza geografica.

Quando il sole raggiunge il suo punto più alto nel cielo a Greenwich, quello è il meridiano zero.

visto che la terra ruota su sè stessa, man mano che passa il tempo il sole nel suo punto più alto non batte più su Greenwich, ma tocca altre linee di longitudine.

Spostandosi di un ora sul globo a mezzogiorno da Greenwich, il sole (a mezzogiorno) nel secondo punto segna 15° di longitudine.

Attenzione perchè questi 15 gradi non sono sempre uguali: all’equatore corrispondono a 1000 miglia, mentre diventano zero (virtuale) ai poli.

Insomma, La longitudine è un affare complicato.

Per secoli si è tentato di misurare la longitudine con diversi metodi, anche Galileo nel ‘600 elaborò proposte e strumenti.

Il metodo del calcolo dell’ora però era in assoluto il più semplice.  Come abbiamo detto occorreva avere due orologi: uno con l’ora locale e uno con l’ora di un meridiano qualsiasi di riferimento. La differenza oraria si poteva poi trasformare in distanza geografica.

Peccato che avere un orologio che fosse affidabile e preciso anche in mare era pressochè impossibile. Misurare lo scorrere del tempo a bordo era sempre stato complesso e richiedeva una tecnologia piuttosto sofisticata per via dei mutamenti di temperatura, umidità. Il rollio e il beccheggio di una nave poi, non facevano che complicare ancora di più la faccenda.

Nel XVIII secolo tutte le principali potenze marittime europee erano impegnate nella risoluzione del problema della Longitudine.

Una svolta data dalla Royal Society

Nel 1714 il Parlamento Inglese offrì una ricompensa a chi avesse scoperto il sistema per determinare la longitudine di 20.000 sterline. Fu, dopo tanti tentativi, a cui partecipò anche Isaac Newton, un orologiaio di nome Harrison che per molti anni lavorò e perfezionò orologi che ora si trovano in mostra al Greenwich Maritime Museum.

Questa pagina del diario di bordo, è un tributo al grande lavoro di Harrison, la cui storia raccontiamo riferendoci direttamente al sito del Royal Observatory di Greenwich.

Al Galata Museo del Mare, nella sala degli strumenti scientifici, sono esposti cronografi di bordo, e lo strumento dei passaggi per determinare l’ora esatta a Genova, strumento che tratteremo nelle prossime pagine del diario di bordo.

Gli orologi di John Harrison

Harrison era un orologiaio che arrivò a Londra spinto dal premio in 20mila sterline che la regina d’Inghilterra aveva offerto per chi risolvesse il problema della Longitudine.
La causa scatenante di questo premio fu un tragico fatto. La sera del 22 ottobre 1707, cinque delle navi della flotta inglese, a causa di una sbagliata stima della propria posizione si erano incagliate sulle rocce delle Isole di Scilly. Quattro navi affondarono e più di 1400 uomini morirono.

H1

Harrison perfezionò il suo primo orologio che chiamò H1. Era bellissimo e grande. Non era infulenzato dal  movimento della nave grazie a un bilanciamento delle oscillazioni. Compensava le variazioni di temperatura e funziona senza alcuna lubrificazione avendo molte parti in legno, già di per sè lubrificato.

Venne fatta una prova in mare Londra-Lisbona. Dopo scarsi risultati all’inizio, al ritorno il calcolo della longitudine grazie a questo orologio fu esatto. Permise all’equipaggio di determinare correttamente la propria posizione e di scampare il pericolo evitando le coste della Cornovaglia, che risultavano più lontane di quanto fossero effettivamente.

Harrison sosteneva dunque di avere risolto il problema della Longitudine con il suo H1.
Invece che le 20.000 sterline, Harrison ne ricevette 250 € come anticipo per costruire un altro orologio più affidabile e 250 € dopo due anni, al termine del lavoro.

H2

Harrison costruisce l’H2 nei due anni concordati, ma non lo presenterà mai alla commissione perché vi riscontra un difetto fondamentale per il corretto funzionamento.

Così comincia a lavorare all’H3. Ci lavora per ben 19 anni, modificandolo, facendo prove su prove e modifiche su modifiche. Queste continue modifiche porteranno all’H4, un orologio da tasca.

L’orologio marino, l’H4

Si tratta di un orologio da tasca che ha una particolarità: tichetta cinque volte al secondo! L’orologio aveva una precisione quasi millimetrica.  La commissione affida al figlio dell’orologiaio – lui ormai è troppo vecchio – un viaggio in Giamaica per provare l’orologio. La prova sembra dare conferma dell’orologio che funziona tant’è vero che sulla via del ritorno viene usato per identificare un approdo a Madeira, stimato dal capitano della nave (che chiede di comprarlo subito).

I commissari del Longitude Act però decidono che la prova non era sufficiente.

John Harrison aveva lavorato per 20 anni unicamente a questo scopo.

Quando arriva a perfezionare l’orologio, nel frattempo sono emerse altre teorie, utilizzando l’astronomia (Le distanze Lunari e i satelliti di Giove), metodi che vengono comparati e messi alla prova con l’H4.

Viene istitutito un nuovo viaggio, a Barbados, con Nevil Maskelyne nominato come astronomo responsabile. Una volta a Barbados, si doveva determinare la longitudine dell’isola dalle osservazioni dei satelliti di Jupiter per valutare i due metodi astronomici e le prestazioni di H4, che andavano separatamente con William Harrison.

L’orologio di Harrison risulta il metodo più affidabile dei tre, con un errore di 39, 2 secondi (o 15,8 km).

A questo punto il premio, dopo 20 anni poteva essere incassato: 10.000 subito (meno il denaro già versato negli anni precedenti) e 10.000 non appena fosse possibile dimostrare che l’orologio costruito poteva essere replicato da altri.

Clausola che però, non era presente 20 anni prima al momento dell’istituzione del premio.

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Fonte: Galata Museo del Mare