Daar gaan we weer! De klok wordt weer verzet. Gedoe? Of toch wel fijn? In de 17e eeuw wist men nooit hoe laat het precies was. En dat was, met zoveel schepen die naar de Oost voeren, een groot probleem. Tijd en plaats zijn namelijk twee begrippen die onlosmakelijk met elkaar verbonden zijn. Het oplossen van dit probleem werd een race tegen de klok.

Van A naar B op zee
Tegenwoordig kunnen we onze plek op aarde heel eenvoudig bepalen met behulp van satellietnavigatie. Niet alleen militairen of verkeersleiders op Schiphol maken hier gebruik van. Je hoeft niet te weten hoe het werkt, want dat hebben knappe koppen voor ons uitgezocht. Vandaag de dag vertelt Google Maps je binnen twee seconden dat je de verkeerde kant op fietst als je afwijkt van de uitgestippelde route. Hoe anders was dat 500 jaar geleden.

Het bolletje rond
We beginnen bij de coördinaten. Vergeet Columbus, die vaak de eer krijgt voor de ontdekking dat de aarde rond is. De Grieken weten al sinds de 3e eeuw v.Chr. dat de aarde een bol is. De geleerde Eratosthenes maakte in diezelfde eeuw een opvallend nauwkeurige schatting van de omtrek van de aarde. Met die kennis stelde hij een systeem voor om de aardbol te verdelen in lengte- en breedtegraden. Komt ’ie: de breedtegraad is de afstand noordelijk of zuidelijk gemeten vanaf de evenaar tot de polen. De lengtegraad is de afstand oostelijk of westelijk gemeten vanaf een nulpunt (tegenwoordig de vast erkende nulmeridiaan die in 1884 aangewezen is en over Greenwich loopt). De lengtegraad vertelt je dus hoe ver je ‘naar links of naar rechts’ op het bolletje bent en de breedtegraad hoe ver je naar ‘boven of beneden’ op aarde bent afgezakt. Toen de nulmeridiaan nog niet wereldwijd was vastgesteld, hadden veel zeemannen hun eigen ‘nulmeridiaan’, namelijk de haven van waaruit ze vertrokken, om zo toch een vast vertrekpunt te hebben. De positie ‘van boven naar beneden’ vaststellen lukte wel, het probleem zat hem in het bepalen van de lengtegraad.

Poolshoogte nemen
Een eeuw later gebruikte Hipparchus de kennis van Eratosthenes om steden met een specifieke locatie aan te duiden. De Griek ontdekte dat de breedtegraad was af te leiden van de hoogte van de zon. Naast de zon werd hiervoor ook de poolster als ijkpunt gebruikt. Het spreekwoord ‘even poolshoogte nemen’, oftewel ‘even kijken waar we staan’, kun je letterlijk nemen. Om tot een plaatsbepaling te komen nam je de hoogte van de poolster, zo verkreeg je de juiste informatie over je locatie. De breedtegraad wordt dan ook wel de poolshoogte genoemd.

De eerste helft van de coördinaten was dan ook relatief eenvoudig te benaderen en al voordat de Gouden Eeuw begon had men dit trucje in de vingers. Waarom was die lengtegraadbepaling dan zoveel ingewikkelder? Omdat de aarde in de lengterichting om haar as draait. In 24 uur draait de aarde een rondje. Elk uur dat verstrijkt, draait de aarde 15 graden. Die 15 graden komt uit de som: 360 graden / 24 uur. Dat merk je zelf ook doordat je de zon elk uur op een andere plek aan de hemel ziet staan.

Gemma Frisius

Gemma Frisius

Voortbordurend op Hipparchus opperde de Friese geleerde Gemma Frisius in 1530 dat het verschil in lokale tijd tussen plaatsen met behulp van een uurwerk gemeten kon worden. Want zoals gezegd: een uur tijdsverschil komt overeen met 15 graden verschil in geografische lengte. Dus als je aan boord van een schip een uurwerk meeneemt dat de tijd op de plaats van afvaart blijft aangeven, en je de tijd op de actuele plaats bepaalt aan de hand van de zonnestand, dan weet je dus hoeveel graden oostelijker of westelijker je bent vanaf je nulpunt.

Er is maar één, piepkleine, voorwaarde. Het uurwerk dat de tijd op de plaats van afvaart moet aangeven, moet tijdens de zeereis onder alle omstandigheden uiterst nauwkeurig blijven lopen. Anders ben je je startpunt kwijt. De hierboven berekende 15 graden per uur staat gelijk aan een afwijking van een kwart graad op een minuut (15 graden / 60 minuten). Een klok die een minuutje voor- of achterloopt, kan dus een positieafwijking creëren van zo’n 27 kilometer. Stel je voor dat daardoor je schip opeens midden in de nacht op de klippen loopt, omdat je denkt dat je ergens anders zeilt dan dat je daadwerkelijk doet. Kortom: er was een grote behoefte aan een goede klok.

Geschommel en geslinger
Christiaan Huygens beet zich halverwege de 17e eeuw vast in deze complexe taak en probeerde een uurwerk te vervaardigen dat geschikt was voor het gebruik op zee. In 1656 patenteerde de wis- en natuurkundige – op 27-jarige leeftijd! – het eerste slingeruurwerk. Met het instrument werd de nauwkeurigheid in tijdregistratie teruggebracht van minuten naar enkele seconden. Dat betekende een kleinere afwijking in de positiebepaling. Meenemen aan boord dus! Helaas was de realiteit weerbarstig als altijd. De omstandigheden op een varend schip hadden invloed op de nauwkeurigheid van het uurwerk. Het stampen en rollen van het schip en de zwaartekracht, het waren allemaal factoren die maakten dat Huygens’ pogingen een zeer nauwkeurig ‘zee-horologie’ te maken, vergeefs waren. Ondanks dat deze vernuftige klok cardanisch opgehangen was in een ijzeren frame, hadden de bewegingen van het schip nog steeds te veel invloed op het uurwerk. Daarnaast waren de temperatuurverschillen aan boord een probleem. Door warmte zette het materiaal van de klok uit, waardoor de afwijking van de slinger groter werd. Huygens besteedde de laatste jaren van zijn leven aan een verbeterde versie van het oorspronkelijke concept, maar heeft zijn levenswerk nooit kunnen voltooien. Hij overleed op 66-jarige leeftijd zonder een oplossing te hebben gevonden.

Een gebed zonder eind
De zoektocht naar een manier om de lengtegraad te bepalen duurde de ongeduldige Engelsen om meerdere redenen veel te lang. Het economisch belang was groot, de handelsvloot van de Engelsen zeilde immers ook naar Azië en er waren tal van verhalen bekend van schepen die gestrand waren omdat zij hun oostelijke koers te lang aanhielden. Daarnaast was het ontbreken van de juiste lengtegraad cartografen een doorn in het oog; zij probeerden immers de wereld in kaart te brengen. De Britse regering werd wanhopig en wendde zich tot het volk in de hoop dat iemand de kennis in huis had om het probleem op te lossen. In 1714 loofde het Britse parlement de gigantische prijs uit van 20.000 pond voor het benaderen van de precieze lengtegraad. Zo bereikten ze niet alleen wetenschappers en astronomen, maar ook hobbyisten en amateurs met een liefde voor navigatie.

Vier keer is scheepsrecht
En dan, eindelijk, bijna 50 jaar later, lukt het een ‘eenvoudige’ timmerman na drie mislukte pogingen een tijdmeter te maken die aan alle eisen voor het gebruik op zee voldoet. Het uurwerk, de chronometer, draagt de naam H-4. De H is van John Harrison, de timmerman in kwestie, de 4 duidt op het aantal gedane pogingen. Helaas kon de vlag nog niet uit, want er waren meer kapers op de kust om het prijzengeld binnen te harken. Ondanks tegenwerking uit verschillende hoek kreeg Harrison in 1773 voor de ontdekking van de chronometer het prijzengeld uitgereikt. Drie jaar voor zijn dood weliswaar, maar toch; de buit was binnen. En de H-4? Die ligt keurig opgeborgen op de enige plek waar deze thuishoort: precies op de nulmeridiaan, in het maritiem museum in Greenwich.

Nieuwsbrief

Op de hoogte blijven van het laatste nieuws en tentoonstellingen? Schrijf je nu in voor onze nieuwsbrief!

Het Scheepvaartmuseum maakt gebruik van cookies. Meer weten? Lees onze cookieverklaring.