Navigationshilfe:

Das Längengradproblem

Zu Beginn des 18. Jahrhunderts gab es immer noch eine große Anzahl von Schiffsunglücken aufgrund von Navigationsfehlern. Zwar gab es Methoden zur Bestimmung der geografischen Breite des Aufenthaltsortes eines Schiffes, nicht aber für die geografische Länge. Schon die Römer hatten erkannt, dass die geografische Länge mit der Zeit zusammenhängt. Der Trickfilm erklärt diese Problematik!

Trickfilm zur Längengrad-Problematik starten

In 24 Stunden dreht sich die Erde um 360 Grad. Einer Uhr gleich rückt sie jede Stunde um 15 Längengrade vor. Aus der Zeit muss man also die Länge ableiten können.

Historische Hintergründe des Längengradproblems

Zu Beginn des 18. Jahrhunderts gab es zwar schon recht genaue Methoden zur Bestimmung der geografischen Breite des Aufenthaltsortes eines Schiffes, nicht aber zur Messung der geografischen Länge - die muss man nämlich kennen, um ein Schiff sicher an sein Ziel zu bringen.

Fotografie der historischen Ausschreibung

Mit der Ausschreibung des "Longitude Acts" erhoffte sich das britische Parlament eine schnelle Lösung des Längengradproblems.

Wegen der Dringlichkeit des Problems - eine wahre Anhäufung von tragischen Schiffsunglücken - schreibt das britische Parlament 1714 in seinem sogenannten "Longitude Act" einen Preis von 20.000 Pfund für eine "praktikable und nützliche Methode zur Bestimmung des Längengrades" aus.

Die geografische Breite konnte in dieser Zeit recht zuverlässig anhand der Tageszeit, des Sonnenstandes oder durch die Ermittlung der Höhe bekannter Sterne über dem Horizont bestimmt werden. Warum war es so schwierig, den Längengrad zu bestimmen?

Schon die alten Römer hatten erkannt, dass die geografische Länge mit der Zeit zusammenhängt. Man muss für die Ermittlung des Längengrades die genaue Uhrzeit an Bord des Schiffes und die Ortszeit am Heimathafen oder an einem anderen Ort mit bekannter geografischer Länge kennen. Aus dem Zeitunterschied kann der Navigator den geografischen Abstand bestimmen. Die Zeit an Bord kann durch den (mittags am höchsten) Sonnenstand ermittelt werden, für die Ortszeit des Vergleichspunktes braucht man eine genaue Uhr. Und genau hierin liegt das Problem: Die in der damaligen Zeit gebräuchlichen Pendeluhren sind viel zu ungenau und den strengen Witterungsbedingungen auf See keinesfalls gewachsen.

Fotografie einer Huygensuhr

Durch die Erfindung einer Spiralfeder-Mechanik konnte Huygens die Zuverlässigkeit seiner Uhren erheblich verbessern.

Bereits 1530 schlägt der flämische Astronom Gema Frisius vor, zur Bestimmung des Längengrades mechanische Uhren zu benutzen. Bis zur Entwicklung ganggenauer mechanischer Uhren, die auch den schwierigen Einflüssen auf See gewachsen sind, ist es allerdings noch ein weiter Weg.

Auch der berühmte Astronom Galileo Galilei bemüht sich um eine Lösung des Problems und entwickelt 1637 den ersten Plan zum Bau einer Pendeluhr, den er aber nie verwirklicht. Knapp zwanzig Jahre nach Galilei baut Christiaan Huygens seine erste Pendeluhr. Er sieht hierin ein geeignetes Instrument zur Bestimmung des Längengrades auf See. Die Uhren von Huygens zeigen auf See jedoch vor allem bei ungünstigen Witterungsverhältnissen einige Ungenauigkeiten. Huygens erfand daher eine Spiralfeder, die er fortan in seinen Uhren anstelle des Pendels als Regulierungsorgan einsetzte.

Fotografie einer Harrisonuhr H5

Mithilfe der Harrisonuhr H5 kann der Längengrad besonders präzise bestimmt werden.

Ein Erfolg versprechendes Instrument zur genauen Zeitmessung (und damit zur Bestimmung des Längengrades) stellt der englische Uhrmacher John Harrison im Jahre 1736 der Längengradkommission vor. 1736 unternimmt er mit der nach ihm benannten Harrisonuhr H1 eine erste Erprobungsfahrt. Hier kann Harrison bereits die anwesenden Schiffsoffiziere von der Genauigkeit seiner Uhr überzeugen.

Er wird aber im Laufe seines Lebens ständig an der weiteren Entwicklung immer präziserer Schiffs-Uhren arbeiten. Erst 1773, nach vier Jahrzehnten politischer Intrigen und akademischer Verleumdungen, bekommt John Harrison für seine Präzisionsuhr den ihm zustehenden Preis für die Entdeckung einer geeigneten Methode zur Bestimmung des Längengrades.

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