 |
Friedrich Wilhelm Bessel, astronom z Królewca, wykonał w pierwszej połowie XIX wieku pomiary geodezyjne nad Warmią, wsparte obserwacjami astronomicznymi.
To samo warmińskie niebo, które służyło Kopernikowi do znalezienia naszego miejsca w Kosmosie, tym razem pomogło w zbudowaniu globalnej sieci triangulacyjnej. Bessel używał do obserwacji przenośnego instrumentu znanej, hamburskiej firmy braci Repsoldów, założonej jeszcze przez jego tragicznie zmarłego przyjaciela Johanna Georga Repsolda. Instrument przejściowy, łamany powstawał w najcięższych dla firmy czasach, ta jednak się wybroniła i pół wieku póżniej stworzyła inne arcydzieło sztuki użytkowej, które dzisiaj można zobaczyć w Parku Astronomicznym Muzeum Mikołaja Kopernika we Fromborku. Polecam mój artykuł na ten temat, w którym przy okazji opisuje jak wyglądało obserwatorium w pobliskim Milejewie.
W 1810 roku Johann Georg Repsold sprzedaje Besselowi własnoręcznie wykonany zegar wahadłowy, który szybko staje się głównym zegarem obserwatorium w Królewcu. Zegar działał od 1802 roku w prywatnym obserwatorium Repsolda w Hamburgu i był znany ze swojej dokładności. Bessel kupił go za radą duńskiego astronoma Schumachera i służył królewieckiemu obserwatorium przez wiele lat, tak jak na wiele lat zawiązała się przyjaźń między Besselem i Repsoldem. Uczeni widzieli się tylko raz, w 1825 roku, kiedy Bessel był z wizytą u Repsolda w Hamburgu. Jej celem były testy i zakup nowego mechanizmu wahadła, nad którym Repsold pracował już od dwóch lat, a dzięki któremu Bessel chciał zmierzyć z bardzo dużą dokładnością wartość przyśpieszenia ziemskiego. W międzyczasie żywo ze sobą korespondowali, zachowały się 63 listy z lektury których da się odczuć jak duża łączyła ich zażyłość. Można łatwo zauważyć, z jakim wielkim szacunkiem i sympatią odnosili się do siebie.
 |
| List Repsolda do Bessela z 1812 roku |
Już w 1810 roku, w jednym z pierwszych listów, datowanym na 1 września, Bessel komplementował pracę Repsolda słowami: "ta solidność, to bezpieczeństwo, to jest właśnie cały Repsold!". Ostatni list do przyjaciela został wysłany przez Repsolda 16 czerwca 1829 roku, na pół roku przed własną, tragiczną śmiercią. W tym samym 1829 roku, Besselowi powierzono rozciągnięcie łańcuchów triangulacyjnych między Milejewem, a Kłajpedą. Dlatego list dotyczył zamówienia złożonego u Repsolda przez obserwatorium w Królewcu na nieduży, przenośny instrument, który miał posłużyć Besselowi do obserwacji astronomicznych w Milejewie. Instrument przejściowy łamany, bo tak się on formalnie nazywał, miał być gotowy do wysyłki na jesieni 1929 roku, jednak ta niespodziewanie opóżniła się prawie o rok. Repsold oprócz tego, że był wybitnym konstruktorem, to również dowodził hamburską strażą pożarną. Zginął na służbie 14 stycznia 1830 roku, podczas gaszenia pożaru w centrum miasta, gdy zawalił się na niego szczyt nadpalonego budynku.
 |
| Procesja pogrzebowa za trumną z ciałem Repsolda. Na trumnie złożono zmiażdzony kask i wygięty strażacki topór |
Repsold zostawił żonę i ośmioro dzieci, dla których przyszłość stała się bardzo niepewna. Zamówienia przejął jego syn Adolf, który miał za sobą 5 lat pracy u boku ojca, był kierownikiem warsztatu oraz był tak jak on, strażakiem. Sam brał udział w akcji ratowania centrum Hamburga podczas jednego z największych pożarów w historii miasta w 1842 roku. Teraz musiał ratować dzieło życia swojego ojca. Pierwszym ważnym zadaniem było przygotowanie instrumentu dla Królewca.
 |
| Nazwisko Repsolda znajdziemy na wielu cennych, zabytkowych teleskopach oraz na łodzi strażackiej pływającej po Łabie w Hamburgu |
Adolf Repsold bardzo solidnie wywiązał się z obowiązków wobec obserwatorium w Królewcu, co pozwoliło pozytywnie myśleć o przyszłości firmy, która od tej chwili działała pod nazwą "A. & G. Repsold" (cichym wspólnikiem Adolfa był jego brat Georg). Czas płynął, firma nie narzekała na brak zamówień, cieszyła się renomą w całej Europie, a na świat przyszło kolejne pokolenie inżynierów i mechaników. Od 1867 roku, aż do rozwiązania w 1919, firma działała już pod nazwą "A. Repsold & Sohne". Właśnie taki napis znajdziemy na fromborskim, zabytkowym teleskopie z 1883 roku, który trafił do Muzeum Mikołaja Kopernika we Fromborku.
|
| Luneta Repsolda pod kopułą obserwacyjną w Parku Astronomicznym Muzeum Mikołaja Kopernika we Fromborku (widok współczesny) |
Być może nie byłoby lunety Repsolda, która stoi teraz we Fromborku, gdyby wiele lat wcześniej, inny instrument Repsolda nie był pilnie potrzebny 17 km dalej, w Milejewie. Można powiedzieć, że bogata historia hamburskiej, rodzinnej manufaktury zatoczyła koło, zahaczając dwa razy o Warmię. Na tym jednak historia samych obserwacji się nie kończy, bo dzieło sztuki inżynieryjnej z Parku Astronomicznego, jest nie tylko doskonałym przykładem XIX wiecznej lunety, ale też w pełni sprawnym i gotowym dalej spoglądać w niebo instrumentem. Samej lunecie Repsolda z Parku Astronomicznego poświęce osobny artykuł. Tutaj chciałbym przybliżyć obserwacje wykonane prawie 200 lat temu przez Bessela w Milejewie, za pomocą tego drugiego, mniejszego instrumentu. Niestety prawdopodobnie został on zniszczony w 1944 roku podczas bombardowania, które obróciło w ruinę obserwatorium w Królewcu. Jednak był on prototypem dla wielu podobnych instrumentów przejściowych.
 |
| Przenośny instrument przejściowy Repsolda z gabinetu F. W. A. Argelandera w obserwatorium w Helsinkach. Argelander ukończył Gimnazjum w Elblągu, był studentem, a potem asystentem Bessela w Królewcu. |
Podstawowym elementem omawianego instrumentu przejściowego była lunetka złożona z obiektywu o średnicy 21 linii (linia to 1/10 cala czyli 2,54mm) oraz pryzmatu łamiącego światło pod kątem 90 stopni, dzięki któremu wygodnie było obserwować przy różnych ustawieniach tubusu. Pryzmat kierował światło do okularu, przy którym znajdowała się podświetlona siatka, złożona z pięciu krzyży nitek. Lampa oświetlająca siatkę znajdowała się po przeciwnej stronie okularu. Na zdjęciu wyżej lampa to ostatni, wystający element po prawej stronie, podobnie jak na załączonym schemacie.
 |
| Schemat instrumentu przejściowego łamanego z przekrojem wzdłuż drogi optycznej. 1 - obiektyw, 2 - okular z siatką, 3 - pryzmat, 4 - lampa oświetlająca siatkę, 5 - libella (poziomica). Odcieniami szarości zaznaczono elementy, które mogą się względem siebie poruszać dzięki odpowiednim łożyskom |
W pierwszej wersji instrumentu, rama tubusu opierała się na łożyskach, na stałe przymocowanych do mosiężnej podstawy. Po obserwacjach w Milejewie w 1832 roku, podstawa została przeprojektowana przez braci Repsoldów tak, aby można było obracać tubus też wokół osi prostopadłej do podstawy. Dzięki temu Bessel miał większą pewność, że środek tubusa pozostawał w tym samym miejscu podczas obserwacji w różnych wertykałach. Wcześniej o tym nie pomyślano, bo nie było potrzeby przesuwania całego instrumentu. Bessel przystępował do obserwacji w Milejewie zakładając, że będzie obserwował tylko w pierwszym wertykale. To dodatkowe łożysko zastosowano dopiero w Kłajpedzie w 1834 roku. Ostatecznie całość wyglądała jak nieco uproszczona wersja instrumentu przejściowego Bamberga, kolejnego namacalnego dowodu wielkiego kunsztu XIX wiecznych konstruktorów, który można zobaczyć w Parku Astronomicznym.
 |
| Instrument przejściowy łamany Bamberga z końca XIX wieku w Parku Astronomicznym we Fromborku |
Na czym polegały obserwacje w pierwszym wertykale? Bessel ciągle szukał punktów odniesienia dla poznania dokładnej pozycji Milejewa i Kłajpedy. Raz były to dla niego wieże warmińskich kościołów, a raz gwiazdy na ciemnym niebie. Idea zawsze była taka sama, potrzebował rozwiązać trójkąt, czyli za pomocą tych elementów trójkąta, które mógł zmierzyć, musiał metodami matematycznymi dojść do wielkości pozostałych, czyli na przykład do współrzędnych wierzchołków. Z tym że budowanie trójkątów na sferze nieba jest troche bardziej skomplikowane niż na płaszczyźnie. Zamiast odcinków mamy łuki, a niebo, choć w sposób przewidywalny, to jednak nieustannie się zmienia. Za to wybór obiektów jest ogromny. Bessel wybrał do obserwacji gwiazdy w pierwszym wertykale, ponieważ jest to koło wielkie, którego płaszczyzna jest prostopadła to płaszczyzny południka, a każdy wie, że jak jest kąt prosty w trójkącie, to bardzo upraszczają się rachunki.
 |
| Trójkąt sferyczny rozwiązany przez Bessela dla Milejewa i Kłajpedy zaznaczony na czerwono na sferze nieba. Niebieska kropka to gwiazda w pierwszym wertykale. Boki trójkąta opisane są przez szerokość geograficzną miejsca obserwacji (wysokość bieguna niebieskiego, A), współrzędną gwiazdy z katalogu (odległość gwiazdy od bieguna niebieskiego, B) oraz przez kąt godzinny gwiazdy (z grubsza jest to czas jaki musi upłynąć, żeby dla danego miejsca gwiazda znalazła się w południku, C). Z kąta godzinnego można wyliczyć długość geograficzną miejsca obserwacji. Przez taki wybór trójkąt można opisać bardzo prostym wzorem cos(C)=ctg(A) x ctg(B) |
Płaszczyznę poziomą, czyli horyzontu wskazywała libella wypełniona eterem. Podczas obserwacji w Milejewie, Kłapedzie i Królewcu użyto trzech takich poziomic i dokładnie je ze sobą porównano. Z relacji Bessela wiemy, że sprawdzenie poziomicy zawsze miało miejsce co najmniej trzy minuty po zmianie położenia instrumentu. Uwzględniono nieporządane i nierównomierne ogrzewanie metalowych uchwytów libelli przez lampę, osłaniając ją z jednej strony przed ciepłem.
 |
| Chronometr pudełkowy Kessela z ok. 1840 roku |
Do pomiaru czasu służyły mu dwa piękne chronometry pudełkowe panów Kessel i Muston. Bessel kontrolował tempo chodu jednego za pomocą drugiego i jednocześnie miał dwa niezależne zestawy wyników obserwacji. Jak już wiemy, dokładnie ten sam chronometr Kessela służył L. Feldtowi podczas obserwacji zaćmienia obrączkowego Słońca w 1836 roku w Braniewie. Dzieło tej samej zegarmistrzowskiej firmy przywiózł ze sobą do Fromborka w 1851 roku J. G. Galle na obserwacje zaćmienia całkowitego i pamiętamy, że ten chronometr szcześliwie okazał się być głośniejszy od tłumu mieszkańców Fromborka, oglądających to zjawisko razem z astronomem.
Pewnie mniej okolicznych mieszkańców interesowało, co robił Bessel w Milejewie od 1832 do 1834 roku. Uwagę niektórych mógła przykuć przenośna, drewniana budowla, którą sam Bessel nazywał obserwatorium (Sternwarte). Jeżeli w Milejewie było obserwatorium, to warto poświęcić mu więcej miejsca. Budynek obserwatorium miał chronić instrument przed niekorzystną pogodą i jednocześnie pozwolić na obserwację, dlatego pozostawiono prześwity, w kierunku południka i prostopadłym do niego, przez które lunetka spoglądała na niebo.
 |
| Obserwatorium Bessela w Milejewie mogło być trochę podobne do przedwojennego pawilonu z Obserwatorium Warszawskiego (po lewej, charakterystyczny prześwit) i trochę do pawilonu z Obserwatorium na Górze Lubomir (po prawej, prosta, drewniana konstrukcja) |
Bessel obserwował najpierw kilkanaście jasnych gwiazd, aby ustalić czas i azymuty, potem wybrał 8 gwiazd z gwiazdozbiorów Smoka i Łabędzia, które na tej szerokości geograficznej górowały w pobliżu zenitu, aby wyznaczyć szerokość geograficzną. Zasadniczych pomiarów triangulacyjnych nad Warmią jeszcze wtedy nie rozpoczęto, więc nie było jak przenieść kierunku południka do pozostałych miejsc. Nie dotarł jeszcze do Bessela 15 calowy teodolit Ertela, trzeba było czekać do nastepnego roku. W tym czasie drewniane słupy, które oznaczały kierunki świata uległy zniszczeniu pod wpływem wilgoci. Południk zaginął i trzeba było pomiary powtórzyć, tym razem mierząc bezpośrednio kąt między Milejewem, Gwiazdą Polarną, a wzniesieniem Galgarben, czyli azymut na Galtgarben. Latem, gdy Gwiazda Polarna była widoczna w Milejewie, a położony na wyższej szerokości geograficznej szczyt Galgarben oświetlało jeszcze Słońce, można było użyć heliotropu. W ciagu 21 dni w sierpniu i wrześniu 1834 roku Bessel skorzystał też z innych, jasnych gwiazd: Arktura z gwiazdozbioru Wolarza oraz Syriusza z Wielkiego Psa. Przy każdej obserwacji skrupulatnie notował czas. Jego metody na styku astronomii i geodezji były bardzo pomysłowe, ale nie nowe. Odnajdywanie się w terenie to jedno z najstarszych zastosowań astronomii. Astronawigacja pomagała przede wszystkim dawnym podróżnikom po morzach i oceanach. Bessel nie żeglował po Warmii, ale za to doskonale poruszał się po warmińskim niebie. Robił to z wielką dokładnością i gracją i takie musiały być instrumenty, z których korzystał.