03. Juli 2001

Buchtipps

Längengrad
von Dava Sobel
Taschenbuch - 239 Seiten
Goldmann, 1998

Längengrad.
Die illustrierte Ausgabe
von Dava Sobel, William J. H. Andrewes
223 Seiten, Berlin-Vlg., Berlin 1999

Längengrad
Autoren: Philippe Boulanger, Gilles Roqueplo

Zu Beginn des 18. Jahrhunderts stößt die aus dem Mittelmeer zurückkehrende britische Flotte im Ärmelkanal auf eine dicke Nebelwand und zerschellt an den Felsen der Scilly-Inseln: Zweitausend Männer kommen dabei ums Leben, und die Flotte wird zerstört. Das Problem der Standortbestimmung auf dem Meer stellt sich hier auf ganz dramatische Weise.

Wie den Breiten- und Längengrad bestimmen?

Hierzu wird auf der Erde ein Punkt durch zwei Koordinaten markiert - durch den Breiten- und den Längengrad. Die Position ermitteln heißt: Diese beiden Werte festlegen.

Der Breitengrad, der die Position im Verhältnis zum Äquator entlang eines Meridians misst, ist leicht zu berechnen: Dazu muss man den Polarstern anvisieren und den Winkel zur Vertikalen messen. Der Breitengrad ist definiert als das Komplement dieses Winkels.
Aber der Längengrad? Wie kann man die Wegstrecke eines Schiffes in Richtung Osten oder Westen entlang einer Parallelen festlegen?
Galilei hat dazu 1636 eine mögliche Lösung parat: Ihm ist bekannt, dass die Erde sich innerhalb von 24 Stunden einmal um die eigene Achse dreht und dass die Ortszeit sich aus der Position der Sonne ergibt.

Überlegungen Galileis:

Stellen wir uns auf den Äquator und messen die jeweilige Ortszeit beim Erscheinen desselben astronomischen Phänomens an zwei unterschiedlichen Punkten der Erde. Angenommen dieses Phänomen taucht an einem Ort um fünf Uhr auf und an einem anderen um sieben Uhr, wobei sich beide Orte auf dem gleichen Breitengrad befinden. Aus dieser Zeitdifferenz läßt sich die Verschiebung des Längengrades zwischen diesen beiden Orten errechnen - 360 Grad dividiert durch 24, multipliziert mit zwei - also 30 Grad; das entspricht einer Strecke von 3333 Kilometern entlang des Äquators und 2333 Kilometern auf dem Breitengrad der Stadt Padua - der Stadt, in der Galilei 1592 Professor wurde.

Die Schwierigkeit dabei ist nur, dass die Zeitmessung sehr genau sein muss. In einer Minute dreht sich die Erde am Äquator um 27 Kilometer. Die Uhren in jener Zeit sind jedoch nicht zuverlässig genug, um sie für einen solchen Zweck einsetzen zu können. Aber Galilei hat ein neues Instrument - ein Teleskop - und denkt daran, das astronomische Phänomen der Jupitermonde auszunutzen, die er gerade entdeckt hat. Er kennt die genaue Zeit, zu der ein solcher Mond in Padua vor dem Jupiter auftaucht. Die Ortszeit beim Erscheinen dieses Mondes, die vom Sonnenstand abhängt, legt die Zeitdifferenzen fest, also die unterschiedlichen Längengrade zwischen dem zu bestimmenden Punkt und Padua. Als Galilei im Jahre 1641 stirbt gerät die Methode in Vergessenheit.

John Harrison findet 1764 die Lösung

Der französische Astronom Cassini, der Entdecker der vier Saturnmonde und der nach ihm benannten Teilung des Saturnrings, nimmt die Idee Galileis wieder auf und verbessert damit die Genauigkeit der geographischen Karten, vor allem hinsichtlich der Bestimmung der Breitengrade entlang der französischen Küsten. Doch bei schlechten Wetterverhältnissen bleibt das Problem bestehen.
Erst 1764 gelingt einem genialen englischen Erfinder - John Harrison - die Entwicklung einer seetüchtigen Uhr, deren Anzeige über einen Zeitraum von sieben Wochen auf dem Meer nur um 40 Sekunden variiert. Harrison gewinnt die 20.000 Pfund, die die englische Krone für die Lösung des Problems ausgesetzt hat, und das Voltaire einst "Das unmögliche Problem der Längengrade" nannte.