Морской хронометр H4: как большие карманные часы помогли определить долготу в море
Как вещь, похожая на большие карманные часы, могла решить проблему определения долготы в море?
Сначала разберёмся, чего именно не хватало капитану. Он мог определить местный полдень, но ему ещё нужно было знать, сколько сейчас времени в месте отправления или на исходном меридиане. Разница в один час соответствует 15 градусам долготы. Сложность заключалась не в вычислениях, а в том, чтобы надёжно сохранить время места отправления во время плавания через океан.
Именно это и делал H4 Джона Харрисона.
В готовом виде он напоминал увеличенные серебряные карманные часы: 13 сантиметров в диаметре и 1,45 килограмма весом. Сегодня они кажутся довольно крупными, но на фоне прежних больших морских хронометров Харрисона это было совершенно новое решение.
В 1750-х годах никто не считал обычные карманные часы серьёзным точным хронометром. Секрет H4 скрывался в его частом тиканье: пять ударов в секунду. Его большой балансир вращался быстрее, чем у обычных карманных часов, и размах его колебаний был больше. Харрисон не стал уменьшать маятниковые часы — он пошёл другим путём.
Настоящая сложность заключалась в море. Корабль качало, температура менялась, а плавания были долгими. Точности на несколько дней на суше было недостаточно: часы должны были сохранять время на всём пути до другого конца океана.
18 ноября 1761 года сын Харрисона Уильям отправился с H4 на корабле «Детфорд» в Ямайку. Когда 19 января 1762 года они прибыли туда, H4 отставали всего на 5,1 секунды. В пути Уильям с помощью часов заранее предсказал, когда из-за горизонта покажется Мадейра, и произвёл этим сильное впечатление на капитана.
Но история изобретения не завершилась здесь гладко.
Комиссия по определению долготы решила, что одного испытания недостаточно. Отношения после этого ухудшились. H4 доказали свою состоятельность, но Харрисону предстояло доказать ещё и то, что это не случайная удача.
В 1764 году Уильям снова отправился с H4 в плавание — на этот раз на Барбадос. Второе испытание длилось 47 дней, а расчётная ошибка составила 39,2 секунды. Согласно старым материалам Королевской обсерватории, результат был втрое точнее, чем требовалось для получения награды. Комиссия всё же потребовала раскрыть устройство часов и выразила надежду, что подобные хронометры можно будет производить и испытывать.
Эти перипетии на самом деле очень важны. В море нужна была не только гениальная вещь, но и метод, который можно повторить и проверить, а затем предоставить в распоряжение мореплавателей. Между поразительной точностью в одном испытании и настоящим распространением технологии оставался немалый путь.
H4 не усмиряли штормы и не принимали за капитана все решения. Они давали нечто вполне конкретное: точное время, которое не терялось в пути.
С их появлением местное время и время далёкого места наконец могли встретиться на палубе. Разница во времени превращалась в долготу, и местоположение корабля становилось чуть яснее, чем при одной лишь приблизительной оценке.
Решение проблемы долготы заключалось в итоге не в том, что моряки стали храбрее, и не в том, что морские карты внезапно стали полными. Всё дело было в часах, которые не сбивались даже в море.