( ... ) az autodidakta Harrison órái bárminél pontosabban jártak, mint amit a kor tanult órásmesterei készíteni tudtak.
John Harrison alig múlt húszéves, amikor megalkotta a XVIII. századi Anglia akkor legpontosabb óráját – egy hatalmas, fából készült szerkezetet. Mivel ács lévén kifogástalan anyagismerettel rendelkezett, nagy műgonddal választotta ki a felhasználni kívánt faanyagot. Az óra megépítéséhez a hazai erdőkben növő tölgyet szemelte ki, és az alkatrészek elkészítésénél figyelembe vette a fa erezetének irányát is. A nagyobb igénybevételnek kitett alkatrészekhez viszont a bolygó egyik legkeményebb fafajtájának tartott egzotikus guajakfát (lignum vitae) használta. Ennél a faanyagnál kiemelt fontossággal bírt, hogy természetes módon víztaszító, nagyon lassan szárad, ráadásul folyamatosan olajszerű anyagot bocsát ki magából. Ennek folytán Harrison fa alkatrészekből álló órája kenésmentesnek bizonyult. Később, egy felkérésre készített toronyóránál ugyancsak guajakfát alkalmazott a méltán híressé vált, maga fejlesztette „szöcske“ gátszerkezetnél is. A kenésmentességnek mind a szerkezet tartóssága, mind a pontossága szempontjából alapvető jelentősége volt, mivel a korabeli kenőolajok viszkozitása a hőmérséklet változásainak függvényében módosult. Márpedig az autodidakta Harrison órái bárminél pontosabban jártak, mint amit a kor tanult órásmesterei készíteni tudtak. Illetve nem csak jártak, ma is járnak, és 300 év elteltével sem tapasztalható szerkezetükben semmilyen kopás.
Amikor ez az ösztönös zseni értesült a Földrajzi hosszúság törvényről, már jelentős szakmai tapasztalatokkal rendelkezett, és úgy döntött, hogy versenybe száll a díjért. 1728-at írtak, Harrison abban az évben lett harmincöt éves.
A H1 (1730-35)
Harrison összesen öt tengeri kronométert készített a 20000 fontsterlinget kitevő fődíjért folyó verseny során. Mivel az ötödik amolyan ráadásnak tekinthető, ebben a cikkben az első néggyel foglalkozunk, mert ezek mutatják meg alkotójuk útját a nagyon jótól a tökéletesig. Az óráknak nem volt típusjelük vagy egyéb elnevezésük, ezért az utókor „H“ (Harrison) előtaggal és sorszámmal jelöli azokat.
Az első óra, amely a Földrajzi Hosszúság Bizottság számára készült, a H1. Természetesen nem tervezhette akkorára a Mester, mint híres fa óráját, hiszen el kellett férnie egy hajó valamelyik védett szegletében, de a végeredmény kicsinek sem volt mondható: 4 láb (~1,2190 m) széles és magas volt, a mélysége pedig bőven meghaladta a fél métert. Még fa alkatrészeket is tartalmazott, de már többségében fémből készült. Sőt az óraszerkezet elemeit rendkívül masszív, merevítőkkel és ellensúlyokkal gazdagon ellátott váz tartotta helyükön, hiszen az architektúrának stabilnak kellett maradnia a legzordabb hajózási körülmények között is.
Mivel a hagyományos ingaszabályozó nem állta volna a tengert, Harrison merőben újszerű szabályozást fejlesztett ki. Az óra pontos működéséért két kettős karú, duplán súlyozott, kereszt-vezetékkel összekötött és alul-felül hajszálrugóval mozgatott billegő felelt. Az ingaórák világában ez a két, egymással szemben, egymás esetleges tévesztéseit kiegyenlítve bólogató pszeudo-inga jelentette az áttörést a tengeri órákkal korábban kísérletezők próbálkozásaihoz képest. A Mester még otthon, yorkshire-i otthonának közelében, egy a Humber folyón ringó dereglyén végzett szimulációs kísérletei azt mutatták, hogy ezek a billegők a megfelelően szilárd vázba illesztve hatékonyan szabályozzák a guajakfából készült „szöcskén" át a szerkezet működését, így az óra a tengeren is pontos lesz. Az is lett – habár csak bizonyos körülmények között.
 |
| FOTÓ: RMG.CO.UK |
A szerkezet tengeri kipróbálásakor a Lisszabonba vezető hajóúton meglehetősen viharos volt a tenger, ami nem ártott az órának. Harrison csaknem az egész odaúton tengeribetegséggel küszködött, mégis elégedetten olvasta le naponta az adatokat. Úgy érezte, jól mérte fel a veszélyeket, amelyek egy óraszerkezetre hathatnak a szeszélyes tengeren. Voltaképpen így is volt. Viharban a hajót ide-oda dobálja a víz, tehát a váltakozó irányú mozgás következtében az órára ható erők kiegyenlítik egymást. Éppen úgy, mint ahogy egy mai mechanikus karóra szerkezetére ható gravitációs erők hatását kiegyenlíti a csukló természetes mozgása. Azonban még a tengeren is létezik egy olyan erőhatás, amelyre nem felel ellenhatás: a centrifugális erő. Amikor a hajó fordul, egyetlen irányból hat erő az óraszerkezetre, amit nem egyenlít ki az, ha a manőver végeztével az irány egyenesre változik.
 |
| FELSŐ SZÁMLAP-KETTŐS MÁSODPERC, KÉT PERCENKÉNT JÁR KÖRBE, BAL OLDALI-KETTŐS PERCMUTATÓ, KÉT ÓRÁNKÉNT JÁR KÖRBE, JOBB OLDALI-KETTŐS ÓRAMUTATÓ, HUSZONNÉGY ÓRÁNKÉNT JÁR KÖRBE, ALSÓ-DÁTUM. A KETTŐS MUTATÓK MINDKÉT OLDALUKON LEOLVASHATÓAK. FOTÓ: RMG.CO.UK |
Az egyik ellenőrzésnél kiderült, hogy a H1 hirtelen késni kezdett. Harrison sokáig nem jött rá a valódi problémára, mert a viharos időjárás kézenfekvő indoknak kínálkozott, és arra is gyanakodott, hogy az óra ismeretlen okból megállhatott egy időre. Csak jóval később, az utazás után, az oda- és visszaút különbségeit felidézve emlékezett vissza, hogy bár a visszaúton is találkoztak erős hullámzással, egy lényeges különbség mégis akadt: a hajó nem kényszerült nagyobb fordulókra, így a centrifugális erő nem zavarhatta meg a szerkezet működését. A H1 tehát nem volt tökéletes, és bár a Lisszabonból Angliába vezető úton a versenyfeltételek szabta határon belül teljesített, és a Földrajzi Hosszúság Bizottság el is fogadta volna az eredményt, maga Harrison ragaszkodott ahhoz, hogy egy még tökéletesebb órát készíthessen. Akkor nem sejtette, hogy ez a döntése egész további életére kihat majd.
A H2 (1737-40) és a H3 (1740-59)
Három esztendeig tartott a H1-nél tökéletesebbnek szánt H2 megépítése. A H1 XX. századi restaurálásakor derült fény a bonyolult szerkezet „titkára“. Harrison természetesen készített rajzokat az óra megépítése előtt, de munka közben sorozatosan változtatott eredeti elképzelésein. Amikor valami hiányossággal találkozott, nem elölről kezdte a szerkezet kialakítását, hogy a probléma későbbi felmerülését már egy korábbi szakaszban kizárja, hanem utólag iktatott be kompenzáló elemeket. Így az óra a szükségesnél jóval bonyolultabb lett, amit igyekezett elkerülni a második modellnél. Azonban ránézésre is látszik, hogy noha kisebb méretű és zömökebb felépítésű, a H2 a H1 igen közeli rokona. Kétségtelen előrelépést jelentett a meghajtóerő egyenletességét biztosítani hivatott remontoir* és a mai termosztátokban is megtalálható bimetál alkalmazása. Utóbbi a hőingadozás okozta problémák kiküszöbölését szolgálta eltérő hőtágulási tulajdonsággal bíró fémek, Harrison esetében acél- és rézlemez párosításával.
 |
| FOTÓ: RMG.CO.UK |
Ugyanakkor a centrifugális erő semlegesítésére még nem talált megoldást, és ez egyre jobban zavarta. Oly annyira elégedetlen volt az órával, hogy a H2-t nem is bocsátotta tengeri próbára, helyette további haladékot kért egy újabb szerkezet megépítéséhez. A Bizottság jóváhagyta a kérelmet, egyrészt azért, mert az óra elkészültekor Anglia háborúban állt Spanyolországgal, és a tengerek veszélyessé váltak, másrészt azért is, mert bíztak abban, hogy a csillagász/matematikus vonal menet közben megnyugtató módszert találhat a hosszúsági fok problémájának megoldására (Harrison és a tudósok versenyfutásáról a cikk harmadik részében lesz szó).
 |
| FOTÓ: RMG.CO.UK |
A tudós konkurenciának lett is volna ideje megoldást találni, mivel a H3 elkészítése mintegy 19 évig tartott. A harmadik órát megint csak a korábbiak tökéletesített verziójának szánta Harrison, de a megépítésével töltött hosszú, anyagi és ebből fakadóan családi gondokkal nehezített időszak végén ez az óra sem látta közelről a tengert. Az H3-nál Harrison már nem alkalmazott súlyozott karos billegőt, helyette két nagy méretű kerékkel oldotta meg a szabályozást. Ebbe az órába is került kétfajta fémből készült bimetál lemez, pontosabban annak továbbfejlesztett, vékonyabb változata, és először alkalmazott egy újabb innovációt, az ugyancsak ma is használatos görgőscsapágyat.
 |
| FOTÓ: RMG.CO.UK |
 |
| FOTÓ: RMG.CO.UK |
Egy problémával azonban nem számolt és nem is számolhatott. A rugók fizikai működésével kapcsolatos törvényszerűségek (anyag, méret, keresztmetszet, a tekercselés sűrűsége stb.) csak mintegy kétszáz évvel később váltak teljesen világossá a szakemberek számára. A H3 rákfenéi így a rugók lettek, amelyek nem biztosították a billegőkerekek egyenletes mozgását. 19 évnyi munka ide vagy oda, mire az óra elkészült, Harrison sutba dobta az egész koncepciót, és megtervezett egy teljesen új alapokra helyezett tengeri órát.
A H4 (1759-65)
Csodálkozhatnánk, hogy Harrison óráinak addigi – 3 éves, 7 éves, 19 éves – készítési ideje után a H4 szerkezetébe az 1759 évszámot vésték, mintha egyetlen év alatt elkészült volna. Ténylegesen hat év kellett hozzá, hogy a valóban 1759-ben megtervezett órát bemutathassa a Földrajzi Hosszúság Bizottság előtt. Ugyanakkor úgy tűnik, hogy a korábbi, több évtizedes munka lényegében a tanulás időszaka volt a Mester számára, hogy végül elkészíthesse ezt az órát, az első igazi tengeri kronométert, ami kompromisszumok nélkül alkalmas feladata betöltésére: a hosszúsági fok pontos meghatározására a tengeren.
 |
| FOTÓ: CHARLES FRODSHAM & CO. |
A H4 már nem nyitott szerkezetű monstrum volt, hanem zárt tokozású és zsebóra formájú, bár 12 centiméteres átmérőjével a zsebóráknál jóval nagyobb. Harrison akkor már rendelkezett egy Thomas Mudge által készített zsebórával, amit a Bizottság rendelt számára, és megbízható beszállítójával, John Jefferys-szel is csináltatott egyet. A zsebórák szerkezetének tanulmányozása nyomán új koncepció kezdett körvonalazódni. Aztán bő negyven éves óraépítési tapasztalattal a háta mögött és a zsebórák mechanikájának ismeretében Harrison elindult a maga feje után. A H4 volt az első óra, amelyben kopásálló drágakövek szolgáltatták az alapot az illesztésekhez, és a pontosság garantálása érdekében megnövelt lengésszámmal működött. Az ingaórák, ahogy a Mester korábbi órái is, másodpercenként egyet „ketyegtek“, ezzel szemben a H4 másodpercenként ötöt. Ez óránként 1800 féllengést jelentett, tehát a billegő 0,25 Hz-en oszcillált (összehasonlításként: a mai karórák zöme 4 Hz-en, 28800 féllengéssel működik). Ezen kívül a H4-be belesűrítette a korábbiaknál sokkal kisebb méretben elkészített találmányait, és zseniális módosításaival megalkotta élete mesterművét. Ehhez persze szükség volt a finommechanika korabeli fejlettségi szintjére is, amely lehetővé tette Harrison beszállítói számára, hogy képesek legyenek megfelelő méretű, precízen kidolgozott alkatrészeket készíteni.
 |
| A H4 TERVRAJZA. FOTÓ: RMG.CO.UK |
Ez az óra már megjárta a tengert. A Mester – élemedett korára hivatkozva – nem vállalta a hosszú hajóutat. Fiára, Williamre bízta az órát, aki mindenben meg is felelt a feladatnak. Naponta végezte a szükséges számításokat, testével védte az órát a nedvességtől a viharos tengeren, és rezzenéstelenül állta a Deptford kapitányának helyenként cinikus megjegyzéseit. A Portsmouthból a jamaicai Kingstonig tartó transzatlanti úton az eredeti iránytól az óra alapján mért eltérés 1,25 perc, azaz egyetlen tengeri mérföld** volt, ami bőven a Longitude Act által előírt határon belül maradt. A mérést az időközben jelentős hangulatváltozáson átesett kapitány is hitelesítette, sőt kijelentette, hogy szívesen vásárolna Harrisontól ilyen órát, amennyiben lesz eladó példány.
 |
| FOTÓ: GUIDE LONDON |
Apa és fia büszkén jelent meg a Bizottság előtt, hogy a korábbi rész-kifizetések után végre hozzájuthassanak a díj teljes összegéhez. A bizottsági tagok szerint azonban az óra pontossága egyszerűen a szerencsének volt köszönhető, és újabb próbákat helyeztek kilátásba. Harrisont annak ellenére megdöbbentette a dolgok ilyetén alakulása, hogy a tudós társasághoz való viszonya már addig is enyhén szólva ambivalens volt. Erről, és a további történésekről azonban már a cikk következő részében lesz szó.
 |
| FOTÓ: SLBBHI.CO |
*Mai órákban a remontoire egy köztes spirálrugó (Harrison is ilyet alkalmazott a H4-ben), ami a főrugótól nyer energiát, és periodikusan összehúzódva mindig azonos mértékű erőt továbbít a gátszerkezet és a billegő felé. Ennek akkor van jelentősége, amikor a járástartalék végéhez közeledve lanyhul a főrugó ereje, és az óra eltérése növekedni kezdene. Ingaórákban úgynevezett gravitációs remontoirt alkalmaztak, egy a főrugó felhúzására szolgáló két súly melletti harmadikat, ami kizárólag a remontoir erőben tartásért felelt.
**1 tengeri mérföld (~ 1,8 km) bőven látótávolságon belüli adat, mivel sík vidéken és a tengeren 1,7 méteres szemmagasságból (tengeren a fedélzet szintjéről) a horizont szabad szemmel látható távolsága 4,5 km. Sok száz vagy akár több ezer kilométeres út végén az lényegtelen volt, hogy a hajó orra nem hajszálpontosan olyan szögben mozog a part irányában, hogy kormánymozdulat nélkül lavírozva révbe érjen. A cél látótávolságon belüli megközelítése a gyakorlatban azt jelentette, hogy a hajó pontosan "odaért".
0 Megjegyzések