نيفيل ماسكيلين

في عام 1760، عيّنت الجمعية الملكية ماسكلين فلكيًا في إحدى رحلاتها الاستكشافية لرصد عبور كوكب الزهرة عام 1761. أُرسل هو والرياضي روبرت وادينجتون إلى جزيرة سانت هيلينا في جنوب المحيط الأطلسي . كان هذا الرصد بالغ الأهمية، إذ أن القياسات الدقيقة ستتيح حساب المسافة بين الأرض والشمس بدقة، مما سيمكن بدوره من حساب الحجم الحقيقي للنظام الشمسي بدلًا من الحجم النسبي . وقد قيل إن هذا سيسمح بإنتاج جداول فلكية أكثر دقة، ولا سيما تلك التي تتنبأ بحركة القمر. ^{[ 11 ]}

حال سوء الأحوال الجوية دون رصد عبور القمر، لكن ماسكلين استغل رحلته لتجربة طريقة لتحديد خط الطول باستخدام موقع القمر، والتي عُرفت فيما بعد بطريقة المسافة القمرية . ^{[ 12 ]} عاد إلى إنجلترا، واستأنف عمله كقسيس في تشيبينغ بارنيت عام 1761، وبدأ العمل على كتاب، فنشر طريقة المسافة القمرية لحساب خط الطول، وقدم جداول لتسهيل استخدامها عام 1763 في كتاب "دليل البحار البريطاني" ، والذي تضمن اقتراحًا بأنه لتسهيل تحديد خط الطول في البحر، ينبغي حساب المسافات القمرية مسبقًا لكل عام ونشرها بصيغة يسهل على الملاحين فهمها. ^{[ 13 ]}

في عام ١٧٦٣، أرسل مجلس خطوط الطول ماسكلين إلى بربادوس لإجراء اختبار رسمي لثلاثة متنافسين على جائزة خط الطول . كان عليه إجراء أرصاد جوية على متن سفينة وحساب خط طول العاصمة بريدجتاون من خلال رصد أقمار كوكب المشتري . شملت الطرق الثلاث التي خضعت للاختبار ساعة جون هاريسون البحرية (المعروفة الآن باسم H4 )، وجداول توبياس ماير القمرية، وكرسي بحري صنعه كريستوفر إيروين، مصمم خصيصًا للمساعدة في رصد أقمار المشتري على متن السفينة. حققت كل من ساعة هاريسون وقياسات المسافة القمرية المستندة إلى جداول ماير نتائج ضمن بنود قانون خطوط الطول ، مع أن الأولى بدت أكثر دقة. فقد حددت ساعة هاريسون خط طول بريدجتاون بخطأ أقل من عشرة أميال، بينما كانت قياسات المسافة القمرية دقيقة في حدود ٣٠ ميلًا بحريًا.

أبلغ ماسكلين مجلس خطوط الطول بنتائج التجربة في 9 فبراير 1765. ^{[ 14 ]} وفي 26 فبراير 1765، عُيّن فلكيًا ملكيًا ^{[ 3 ]} بعد وفاة ناثانيال بليس المفاجئة عام 1764، مما جعله بحكم منصبه مفوضًا لخطوط الطول. أدرك المفوضون أن طرق تحديد خطوط الطول، سواءً باستخدام التوقيت أو الطرق الفلكية، تُكمّل بعضها بعضًا. ويمكن تطبيق طريقة المسافة القمرية بسرعة أكبر، وذلك بفضل اقتراح ماسكلين بنشر جداول مماثلة لتلك الموجودة في كتابه "دليل البحار البريطاني" سنويًا. أدى هذا الاقتراح إلى إصدار " التقويم البحري " ، الذي أشرف ماسكلين على إنتاجه بصفته فلكيًا ملكيًا . كما كانت إجراء أرصاد فلكية، ولو من حين لآخر، الطريقة الوحيدة للتأكد من دقة التوقيت خلال رحلة بحرية طويلة. كان على المفوضين أيضاً أن يعلموا أنه يمكن صنع أكثر من ساعة بحرية واحدة، وأن أساليب هاريسون يمكن نقلها إلى صانعي الساعات الآخرين. ^{[ 15 ]}

لذا قرر مجلس خط الطول منح مكافآت لهاريسون (10,000 جنيه إسترليني)، وماير (3,000 جنيه إسترليني، بعد وفاته)، وغيرهم ممن ساهموا في تطوير طريقة قياس المسافة القمرية. ^{[ 16 ] [ 17 ]} وأُبلغ هاريسون بأنه سيحصل على مكافأة إضافية قدرها 10,000 جنيه إسترليني إذا استطاع إثبات إمكانية تكرار ساعته. وعلى الرغم من أن هاريسون وابنه اتهموا ماسكلين لاحقًا بالتحيز ضد طريقة قياس الوقت، وهي اتهامات كررها مؤلفون مثل دافا سوبل وروبرت غولد ، إلا أن ماسكلين لم يقدم قط طريقة أو فكرة خاصة به إلى مجلس خط الطول للنظر فيها. وقد لعب دورًا هامًا في تطوير واختبار واستخدام أجهزة قياس الوقت البحرية ، بالإضافة إلى طريقة قياس المسافة القمرية، على متن سفن الرحلات الاستكشافية. ^{[ 3 ]}

بما أن الرصدات التي استُخدمت في إعداد التقويم البحري أُجريت في المرصد الملكي في غرينتش، فقد أصبح خط غرينتش المرجع لقياسات خطوط الطول في البحرية الملكية، وعلى خرائط الأميرالية البريطانية. ثم اختير لاحقًا ليكون خط الزوال الرئيسي الدولي في عام 1884. ^{[ 18 ] [ 19 ]}

أبدى ماسكيلين اهتمامًا كبيرًا بمختلف العمليات الجيوديسية ، بما في ذلك قياس طول درجة خط العرض في ماريلاند وبنسلفانيا ، ^{[ 20} ] ^{[ 13 ]} والذي نفذه ماسون وديكسون في الفترة ما بين 1766 و1768، ولاحقًا تحديد خط الطول النسبي بين غرينتش وباريس. ^{[ 21 ] [ 13 ]} على الجانب الفرنسي ، تولى الكونت كاسيني وليجندر وميشان هذا العمل ؛ وعلى الجانب الإنجليزي، تولى ^{الجنرال} روي هذه المهمة. شكل هذا التثليث بداية المسح المثلثي الكبير الذي امتد لاحقًا ليشمل جميع أنحاء بريطانيا. نُشرت ملاحظاته في أربعة مجلدات ضخمة من عام 1776 إلى عام 1811، ^{[ 13 ]} وأُعيد طبع بعضها في كتاب صموئيل فينس " عناصر علم الفلك" . ^{[ 22 ]}

في عام 1772، اقترح ماسكيلين على الجمعية الملكية ما عُرف لاحقًا بتجربة شيهاليون (نسبةً إلى الجبل الاسكتلندي الذي أُجريت عليه)، لتحديد كثافة الأرض باستخدام خيط شاقولي . لم يكن ماسكيلين أول من اقترح هذه التجربة، فقد سبق أن حاول بيير بوجيه وتشارلز ماري دي لا كوندامين إجراء التجربة نفسها عام 1738 في جبال الأنديز .

أجرى ماسكيلين تجربته عام 1774 على جبل شيهاليون في بيرثشاير ، اسكتلندا، ^{[ 23 ]} وقد اختير الجبل لشكله المخروطي المنتظم الذي سمح بتحديد حجمه بدقة معقولة. وقد قورن الفرق الظاهري في خط العرض بين محطتين على جانبي الجبل بالفرق الحقيقي في خط العرض الذي تم الحصول عليه عن طريق التثليث . ^{[ 13 ]}

استنتج تشارلز هاتون من ملاحظات ماسكلين أن كثافة الأرض تبلغ 4.5 أضعاف كثافة الماء (القيمة الحديثة هي 5.515). ^{[ 13 ]}