A Navegação Marítima na antigüidade era altamente perigosa por causa do próprio mar, mas também porque não existia um método prático e preciso de navegação , uma vez que os navios que se afastavam da costa não tinham como calcular sua posição.

A cada 15° de longitude deslocando-se para leste, a hora local é acrescida de uma hora. Da mesma maneira, a hora local descresce de uma hora para todo deslocamento de 15° de longitude oeste.

Portanto, conhecendo a hora local de dois pontos na superfície terrestre, é possível usar a diferença de tempo para calcular a distância em longitude que separa os mesmos.

Este conceito foi muito importante para os navegadores do século 17. A hora local em qualquer ponto poderia ser medida por observação do Sol, mas saber a hora local de um ponto de referência também era necessário para calcular a longitude.

Assim, seria necessário ter um relógio a bordo de um navio marcando a hora do ponto de referência. Mesmo com a existência de relógios de pêndulo precisos nesta época, os movimentos de um navio, além de mudanças na umidade e temperatura, impediam o seu correto funcionamento quando embarcado.

Na Inglaterra, o Rei Charles II fundou o Observatório Real em 1675 com a finalidade de resolver o problema da longitude em alto mar. Nesta época foi desenvolvido o chamado Método Lunar que consistia na observação da lua e sua posição relativa a outros astros de acordo com um almanaque. Este método não era bem aceito pelos navegadores devido a sua complexidade.

Os marinheiros mercantes e alguns naufrágios de navios de guerra em 1707, pressionaram o parlamento britânico promulgar um Ato conhecido como Queen Anne Act que oferecia um prêmio de £ 20.000 (equivalente a £ 1.000.000 nos dias de hoje) para uma solução para o problema de longitude.

A solução deveria permitir que um navegador obtivesse o valor da longitude dentro de um intervalo de 0,5° (2' de tempo). Os métodos seriam testados em um navio e deveria comprovar serem práticos e úteis para navegação marítima.

Uma comissão foi instituída (Comissão da Longitude) para administrar e julgar os concorrentes ao prêmio. Esta comissão recebeu sugestões inexiqüíveis e muitos acreditavam que o problema simplesmente não pudesse ser resolvido.

JOHN HARRISON 1693-1776

Em 1693, nasceu John Harrison em Yorkshire-Inglaterra. Filho de carpinteiro, construiu o seu primeiro relógio em 1713 com um mecanismo feito completamente de madeira, bem apropriado para um filho de carpinteiro. Em determinada fase de sua carreira, projetou um relógio revolucionário para a época porque não requeria nenhuma lubrificação. Esta característica inovadora seria importante mais tarde quando tentou resolver o problema de projetar um cronômeto para uso marítimo.

Entre os anos de 1720 e 1730, Harrison projetou uma série de relógios de precisão notável, eliminando o problema da deformação do pêndulo devido à temperatura, atingindo a precisão de um segundo em um mês.

Para resolver o problema de longitude, Harrison teria que inventar um relógio portátil que tivesse esta mesma precisão. Assim, desenvolveu grandes protótipos com a finalidade de resolver o problema da precisão em condições adversas como o balanço do mar e as variações de temperatura.

H1

Construído entre 1730 e 1735, o H1 foi uma versão portátil dos relógios de madeira de Harrison. Um mecanismo de equilíbrio formado por dois pendulos conectados assegurava que qualquer movimento que afetasse o equilíbrio de um pêndulo seria compensada pelo outro. Em 1736, Harrison testou o cronômetro a bordo do navio Centurion em direção à Lisboa. O teste foi bem sucedido, mas Harrison não reclamou o prêmio e sim, ajuda financeira para fazer um segundo cronômetro.

H2

Apenas maior e mais pesado que o H1, o H2 seguiu fundamentalmente o mesmo projeto do H1. Harrison iniciou o H2 em 1737, mas somente em 1740, encontrou erros no projeto. As barras de equilíbrio nem sempre se opunham ao movimento do navio, uma falha que poderia ser corrigida se estas barras fossem circulares. Harrison solicitou mais verba para a Comissão para trabalhar em um terceiro cronômetro.

H3

Harrison trabalhou no terceiro cronômeto de 1740 a 1759. O H3 incorporou duas invenções usadas hoje em dia em várias máquinas. Uma tira bimetálica para os efeitos de mudanças de temperatura e um dispositivo anti-fricção. Apesar destas inovações, o H3 não convenceu Harrison que a solução do problema de longitude era este projeto, mas sim, um projeto completamente diferente.

H4

O H4 foi completamente diferente dos outros três cronômetros. Com 13 cm em diâmetro e pesando 1,5 kg, se parece com um relógio de bolso muito grande. William, filho de Harrison, partiu para as Índias Ocidentais (América Central) com o H4 a bordo do navio Deptford em 1761. Eles chegaram na Jamaica em 1762 com somente 5,1 segundos de atraso. Era um feito notável, mas levaria algum tempo até a Comissão da Longitude premiar Harrison. A Comissão alegou que o relógio era um protótipo e não estaria satisfeita a menos que outros cronômetros do mesmo tipo pudessem ser feitos e testados. Harrison recebeu £ 10,000 quando entregou os projetos à Comissão e receberia o restante quando outros cronômetros do mesmo tipo e com a mesma precisão fossem feitos.

Para receber a segunda metade do prêmio, Harrison construiu pelo menos dois cronômetros adicionais e os testou. A Comissão insistiu que os cronômetros deveriam ser entregues para eles, e solicitou que Harrison recomendasse alguém para copiar o H4. Relutante, ele recomendou Larcum Kendall, um relojoeiro que provavelmente tinha contribuído na construção do H4.

John Harrison e seu filho William trabalharam em um quinto cronômetro (H5), enquanto Kendall fez progresso na cópia do H4. O relógio de Kendall, conhecido como K1, foi terminado em 1769.

Enquanto o H5 foi testado pelo Rei em 1772, o Capitão Cook da marinha Britânica tinha partido na sua segunda viagem com o K1, a cópia de Kendall do H4. Ele retornou à Inglaterra em 1775, depois de uma viagem de três anos pelos trópicos e Antártica. A variação diária do K1 nunca excedeu 8" (correspondendo a uma distância de 2 milhas náuticas no equador) durante a viagem inteira.

A viagem de Cook provou sem dúvida que a longitude poderia ser medida com auxílio de um relógio. É inegável que o problema da longitude foi resolvido por um representante da classe trabalhadora com pouca educação formal. John Harrison ganhou o prêmio da longitude por sua visão extraordinária da mecânica, talento e determinação.