Sinclair Hardings H1

John Harrison (getauft 31. März 1693 in Foulby bei Wakefield, Yorkshire; † 24. März1776 in London) war Tischler und autodidaktischer Uhrmacher. Er löste das Längenproblem durch Entwicklung einer äußerst präzisen Uhr. Dafür erfand er unter anderem die Uhrenhemmung, einen speziellen Aufzugsmechanismus und eine Lösung, um Temperaturschwankungen zu kompensieren. Mit seinen entwickelten Uhren war erstmals präzise mechanische Zeitmessung auf See möglich. Harrison gilt mit seinen revolutionären Uhren als "Vater der Zeit".

Das Längenproblem

Während die geografische Breite relativ einfach mit für die Seefahrt hinreichender Genauigkeit bestimmbar ist, gestaltet sich die Bestimmung der geographischen Länge mit ähnlicher Genauigkeit weitaus schwieriger.

Erst gut ein Jahrzehnt nachdem 1714 Englands Parlament für eine praktisch brauchbare Lösung des Längenproblems bis zu 20.000 Pfund ausgelobt hatte (je nach Genauigkeit der gefundenen Methode), ohne dass brauchbare Lösungen in Sicht kamen, widmete sich John Harrison diesem Thema, das ihn bis an sein Lebensende begleiten sollte.

Ein seegängiges Schiff mittlerer Größe hatte damals einen Kaufpreis von rund 1.500-2.000 Pfund; ein einfacher Arbeiter verdiente etwa 10 Pfund im Jahr – soviel zur Größenordnung. Zur Verwaltung des Preisgeldes und zur Beurteilung eingereichter Vorschläge war die „Längenkommission“ Board of Longitude eingerichtet worden.

Harrisons Vision

 

Während sich namhafte Astronomen in ganz Europa um astronomische Lösungen, insbesondere die Monddistanz-Methode, bemühten, setzte John Harrison auf genügend genaue Uhren.

Er hatte 1713 seine erste Pendeluhr mit Holzräderwerk gebaut, später als erste bedeutende Erfindung die Temperaturabhängigkeit der Pendel kompensiert: Ein Gitter aus zwei Arten von Metallstäben mit unterschiedlicher Wärmeausdehnung, Stahl und Messing, verhinderte die Änderung der Pendel-Gesamtlänge bei Temperaturschwankungen.

Reibungsarmen Lauf seiner Standuhren hatte er mit seiner Grasshopper-Hemmung erzielt, schmierungsfreie Holzräder vermieden Fehler durch verharzendes Öl. Überprüfungen anhand von Sternbeobachtungen bewiesen die Verringerung früherer Ungenauigkeit auf weniger als ein Zehntel.

Jetzt wollte er ähnlich genau Uhren für Schiffe konstruieren: 1728 stellte er sein Konzept vor, 1735 sein erstes Modell. Temperaturschwankungen kompensierte er durch Bimetall, Schiffsbewegungen, indem er (im ersten Entwurf) zwei identische Pendel durch eine Feder verband.

Mit einem fertigen Chronometer musste man die Uhrzeit auf einem bekannten Längengrad, etwa dem Greenwich-Meridian, kennen. Aus dem Zeitunterschied ließ sich der geographische Abstand berechnen, denn da die Erde für eine Drehung von 360° 24 Stunden braucht, legt sie in einer Stunde 15° zurück. Eine Stunde Zeitunterschied entspricht also 15° westlicher oder östlicher Breite Länge. Es musste „nur“ ein Chronometer konstruiert werden, der unter den Bedingungen auf einem Schiff absolut genau ging.

Längenproblem gelöst

Erst als James Cook 1775 von seiner zweiten Weltreise heimkehrte und die Qualität der K1, Kendalls exakter Kopie der H4, bestätigte, galt auch den meisten Astronomen das Längenproblem als gelöst. Drei andere Uhren waren den Belastungen der Reise nicht gewachsen gewesen. Im Logbuch nennt der zunächst skeptische Cook Kendalls Werk (also Harrisons Erfindung) seinen nie versagenden Führer.

H1 war wegen der Tests und mehrfachen Zerlegens auch für Cooks zweite Reise nicht in Frage gekommen.