Определение географической долготы на голубых дорогах океана было одной из «проклятых» задач, которой наука никак не могла найти решения.

Широту моряки определяли быстро и просто — измерил высоту Полярной звезды над горизонтом и узнал широту. Если не видна Полярная, можно воспользоваться любой другой яркой звездой или Луной. Днем можно измерить высоту Солнца над горизонтом. Особенной разницы нет, только в этих случаях необходимо прибегать к помощи астрономических морских таблиц. Для определения широты было много способов, для долготы — ни одного.

Дело дошло до того, что в 1713 году английское правительство объявило: «20 тысяч фунтов стерлингов тому, кто укажет способ определения долготы». По тем временам это была колоссальная сумма — 120 тысяч рублей золотом — целое состояние!

Сотни людей, главным образом астрономов и часовщиков, принялись за работу.

Успеха добился часовщик Джон Гаррисон. Он построил особо точный хронометр, не боящийся морской качки.

Первый хронометр Гаррисона.

Хронометр позволяет определить долготу вполне успешно, лишь бы он был точен и надежно выверен. Поэтому каждая экспедиция, каждый штурман корабля, собирающегося в дальнее плавание, всегда посылали свои хронометры на проверку. В прошлом столетии проверкой хронометров занимались астрономические обсерватории.

В Пулкове, например, постоянно гостило до пятидесяти хронометров разных кораблей и экспедиций. Для исследования хода в Пулково присылали хронометры из соседних стран, и в том числе из Англии. Пулково всегда славилось тщательностью и высоким качеством астрономических исследований.

Когда вдоль дорог встали телеграфные столбы, Пулково стало передавать сигналы точного времени по телеграфу и впервые в мире осуществило проверку хронометров на расстоянии около двух тысяч километров от обсерватории.

27 и 28 июня 1899 года из Пулкова в Архангельск были переданы, сигналы точного времени, с помощью которых проверила свои хронометры экспедиция герцога Абруццкого, направлявшаяся к Северному полюсу.

Куда бы ни занесло корабль, куда бы ни забрела экспедиция, — заблудиться она не может, если у нее есть хронометр.

На земном шаре на каждом меридиане время разное. Когда в Москве наступает полдень, то на Дальнем Востоке этот полдень уже прошел, там вечер. С помощью несложных астрономических наблюдений и заранее составленных таблиц по Солнцу, а ночью по звездам можно узнать местное время, то есть время своего меридиана.

Так штурманы и делают — узнают местное время и затем смотрят на хронометр. Хронометр показывает время той обсерватории, которая его проверяла. Разница, полученная простым вычитанием, даст долготу.

Например, штурман почтового самолета определил, что местное время на том меридиане, где он находится, равно 10 часам 44 минутам и 9 секундам. Затем он посмотрел на хронометр, выверенный по пулковским часам; хронометр в момент наблюдения показывал 2 часа 11 минут и 3 секунды. Значит, обсерваторию и самолет разделяет расстояние в 8 часов 33 минуты и 6 секунд. Известно, что один час равен 15 градусам, а одна минута времени— 15 дуговым минутам. Умножение на 15 дает географическую долготу. Если сказать, что широта самолета равна 53°01′, то ясно: самолет находится над Петропавловском-на-Камчатке; можно пробивать облака и идти на посадку.

Такой способ определения долготы называется «способом перевозки хронометра». Штурман с помощью хронометра возит с собой показания часов обсерватории и, когда нужно — сравнивает местное время с ними.

Надежность этого способа зависит от качества хронометра. Если он хорошо держит ход, то штурман может быть спокоен. Но если от качки или случайного толчка хронометр допустит ошибку, то ошибется и штурман.

А ошибка может быть весьма значительной. На широте Москвы погрешность хронометра только на одну минуту вызовет ошибку в определении местонахождения в 15 километров.

Такая точность терпима для какого-либо тихоходного парусника или рыболовной шаланды, но для океанского парохода или для боевого корабля местоположение надо определять с точностью в несколько кабельтовых[15].

Для землемерных работ, при составлении точных географических карт местности и этого недостаточно — там не допускается ошибка даже в несколько метров, — то есть определение долготы приходится производить, пользуясь не минутами, а долями секунд. Поэтому при точных работах по измерению земного шара наибольшие трудности представляло не столько само определение местного времени, сколько перевозка хронометров. В пути за ними следили, как за малыми детьми, оберегая их от случайных и опасных толчков.

В 1859 году экспедиция пулковских астрономов работала в труднодоступных районах тогдашней Петербургской губернии. Для перевозки снаряжения был построен особый экипаж. Ученые везли с собою, кроме астрономических и геодезических инструментов, еще 12 хронометров, потому что иначе они не могли быть уверены в точности определения времени. Если бы они взяли с собой только один хронометр, то во время работы им никоим образом не удалось бы проверить его и узнать, ошибается ли он и насколько. Если бы они взяли два хронометра, — было бы не лучше. Ученые не знали бы, какой из них ошибается. Поэтому астрономы решили иметь 12 хронометров и из всех их показаний выводить наиболее точную величину секунды.

Русский астроном Петр Михайлович Смыслов, который возглавлял эту экспедицию, подробно описал в своей книге все трудности, возникавшие при переездах. Для геодезических работ приходилось заезжать в самые глухие места, куда и тропинок не было проложено. Переправлялись через болота, взбирались на крутые косогоры. Особенно трудно было во время дождей. Тяжелый экипаж, с трудом двигаясь по распустившемуся глинистому грунту, беспрерывно угрожал свалиться в овраг или скользил вниз. Измученные крестьянские лошади не в состоянии были удерживаться на некованых ногах. Иногда встречались песчаные крутые горы, на которые экипаж втаскивали, призывая на помощь крестьян из ближайших деревень.

«На одну из таких гор, — пишет П. М. Смыслов, — после переправы через реку Пашу наш тарантас можно было поднять не иначе, как воротом, с помощью барочного каната, зацепленного за толстое дерево на верху горы. При этом помогало до 40 людей и 6 лошадей».

Во время таких переездов астрономы оберегали хронометры, предпочитали переносить их на руках, чтобы не подвергать толчкам и тряске и рисковать точностью своих измерений.

Однако даже самое бережное обращение с хронометром не спасало моряков и геодезистов от ошибок. Определение долготы по способу перевозки или переноски хронометров было не вполне надежным делом. Хронометр, вынесенный из стен обсерватории, становился совершенно бесконтрольным прибором. Проверить его в пути не было никакой возможности. Может быть, он спешит; может быть, отстает. Этого никто знать не мог. И чем дольше продолжалась экспедиция, тем значительнее становилась ошибка хронометра.

Для надежности нужен был контроль в пути.

Двести лет назад британское правительство выплатило изобретателю хронометра Гаррисону только 10 тысяч фунтов стерлингов. Вторую половину премии оно удержало под тем предлогом, что хронометр не вполне надежный инструмент для определения долготы. Однако эта премия по справедливости должна была бы принадлежать великому русскому ученому Александру Степановичу Попову. Именно его изобретение окончательно решило непокорную задачу долготы.

Теперь, как и прежде, на всех кораблях имеются хронометры. Но никто не боится, что качка испортит их ход Круглые сутки в радиорубке дежурит радист. В холодных водах Антарктики и в просторах Тихого океана, близ экватора, в любом уголке земного шара радисты слышат радиосигналы точного времени. Теперь хронометры не смеют ошибаться, — их ход проверяют несколько раз в сутки.