Treuer Begleiter auf hoher See

Wie das Längenproblem in der Schiffahrt gelöst wurde

1707 ereignete sich auf der stürmischen Nordsee eine Tragödie: Auf dem Rückweg von einer siegreichen Schlacht gegen die Franzosen kamen Schiffe der englischen Flotte vom Kurs ab. Vier Schiffe zerschellten vor den Scilly-Inseln, ungefähr 1500 Seeleute ertranken. Man hatte die Position falsch bestimmt.

Segelschiff aus dem 18. Jahrhundert (Spielszene)
Im Zeitalter der Entdecker war die Navigation viel ungenauer als heute. Quelle: Australia Film

Bis Mitte des 18. Jahrhunderts galt die exakte Navigation auf unruhiger See als unlösbares Problem. Den Breitengrad, also die Nord-Süd-Position, auf der sie segelten, konnten die Seefahrer des 18. Jahrhunderts leicht mithilfe des Sonnenstands bestimmen. Die Koordinaten in Ost-West-Richtung zu ermitteln erforderte jedoch genaue Kenntnisse über den Lauf der Gestirne und komplizierte Berechnungen. So glich das Segeln auf offenem Meer häufig einem Blindflug.

Preis für die Längenbestimmung

Rasches Handeln war geboten. Denn wer die Navigation beherrschte, dem gehörten die Weltmeere. 1714 schrieb das englische Parlament ein Preisgeld von 20.000 Pfund für die Lösung des Längengradproblems aus. Zur Verwaltung des Geldes und zur Beurteilung der eingereichten Vorschläge wurde die "Längenkommission" ins Leben gerufen, das Board of Longitude, das sich überwiegend aus Astronomen und Mathematikern zusammensetzte.

Die theoretische Lösung war schon lange bekannt: Die Erde dreht sich in 24 Stunden einmal um die eigene Achse, also um 360 Grad. Hat man eine Uhrzeit als Referenz, beispielsweise an einem beliebigen Nullmeridian - die englischen Astronomen wählten dafür den Standpunkt ihres Observatoriums in Greenwich bei London -, und vergleicht diese mit der Zeit an Bord, lässt sich daraus die geografische Länge ermitteln. Bei einer Stunde Zeitunterschied ist die Position des Schiffes somit 15 Grad westlich bzw. östlich des Nullmeridians, bei zwei Stunden sind es 30 Grad.

Astronomische Berechnungen

Kann eine Uhr das Längenproblem lösen? Quelle: ZDF

Das Problem war nur: Um die Zeit am Nullmeridian zu kennen, brauchte man exakte Zeitmesser - zu jener Zeit technisch undenkbar. Vor der Entwicklung präziser Chronometer bestimmten die Seeleute die geografische Länge mithilfe von Mondtafeln. Diese verzeichneten die jeweils zu verschiedenen Fixsternen gemessene Monddistanz - eine komplizierte Methode, bei der die Stellung des Mondes wieder und wieder berechnet wird.

Eine vielversprechende Alternative bot Galileo Galileis Entdeckung von 1609. Das Universalgenie hatte mit dem Teleskop beobachtet, dass der Jupiter von Monden umkreist wird. Wie ein kosmisches Uhrwerk ziehen sie ihre Bahnen um den Gasriesen, treten regelmäßig in seinen Schatten und daraus wieder hervor. Galilei führte Tabellen, zu welcher Uhrzeit welche Konstellationen zu beobachten sind. Diese nutzte man bei der Seefahrt. Der Navigator musste nur noch das Teleskop zum Himmel richten und die Jupitermonde - quasi als astronomische Zeitmarken - ausfindig machen.

Eine hochseetaugliche Uhr

Doch die geniale Idee scheiterte an der Praxis: Oft war der Himmel bedeckt, und aufgrund des Seegangs ließ sich mit Teleskopen auf Schiffen nicht einmal der Mond fixieren. Während sich die Astronomen um eine Verfeinerung der Monddistanzmethode bemühten, betrat ein Mann die Bühne der Geschichte, der überzeugt war, den perfekten Chronometer bauen zu können: John Harrison, ein Schreiner und Tüftler aus Yorkshire mit einer Leidenschaft für Uhren. Er wählte seine Materialien so aus, dass sie den rauen Bedingungen auf hoher See standhalten und Temperaturunterschiede ausgleichen konnten.

An seinem ersten Modell, der H1, arbeitete er mehr als 20 Jahre. Auf einer sechswöchigen Testfahrt im Frühjahr 1741 nach Lissabon, die Harrison selbst begleitete, zeigte die H1 höhere Genauigkeit als von der Kommission vorgeschrieben. Trotzdem erhielt Harrison das Preisgeld nicht, da die Auslegung der Ausschreibungsbedingungen nachträglich zu seinen Ungunsten geändert wurde. Die Reisedauer war demnach zu kurz gewesen. Das Board of Longitude zeigte sich jedoch weiterhin interessiert an Harrisons Entwicklungen und unterstützte seine Arbeit finanziell.

Durchbruch in der Seefahrt

Harrison, der Perfektionist, wusste, dass er die Jury nur mit einem kompakten Chronometer überzeugen konnte, der sturmfest und hochseetauglich war. Jahrzehnte arbeitete er wie besessen an einer völlig neuen Konstruktion. Das Ergebnis: eine Taschenuhr. Erst zwei Jahre später bekam diese Uhr, die H4, ihre Chance. Auf einer Fahrt nach Jamaika an Bord der HMS Deptford sollte sie ihre Genauigkeit unter Beweis stellen. Anstelle von John Harrison, der inzwischen zu alt für die Reise war, zog sein Sohn William die H4 regelmäßig auf. Nach der Ankunft auf Jamaika machen sich die Astronomen daran, vom Land aus die genaue Ortszeit und damit den Längengrad zu bestimmen. Sie nutzten dafür die Monddistanzmethode. Der eindeutige Sieger war die H4. Ihre Abweichung betrug nach der monatelangen Reise weniger als fünf Sekunden.

Von nun genügte quasi ein Blick auf die Uhr zur Bestimmung des Längengrads. Doch zwölf Jahre sollte es noch dauern, bis Harrison endlich das Preisgeld zuerkannt wurde. Seine Erfindung revolutionierte die Seefahrt im ausgehenden 18. Jahrhundert. Captain Cook nahm einen Nachbau der H4 mit auf seine Pazifikreisen. Er nannte sie seinen "nie versagenden Führer" und entdeckte mit ihr bislang unbekannte Welten.

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