Historia ya kuweka saa ni historia ya taadamu yenyewe. Kutoka sundials ya kwanza katika Egypt ya zamani hadi saa za atomiki zinazofasili Coordinated Lunar Time, kila hatua ya kuendelea katika kupima saa imefungua sehemu mpya — naveigation, kumbukumbu, sayansi, na sasa utafiti wa anga.
Kuweka Saa ya Zamani
Kuweka saa ya mapema uliwategemea angalia ya astronomia. Waamua wa Egypt wa zamani walitumia obelisk kama sundials takriban 3500 BCE, kusambaza sa ya Jua kugawanya mwanga katika masaa. Water ghadi (clepsydras) nililinda wakati baada ya giza na siku zenye wingu, na kumbukumbu zinarejea 1500 BCE katika Egypt na China.
Mwezi ilikuwa kalenda ya kwanza ya mwanadamu. Neno "month" kinakuja kutoka "moon," na kalenda za Lunar zilitumika na taadamu za Babylonian, China, Hebrew, na Islamic. Mwezi wa synodic wa siku 29.53 nilitoa kizunguko cha kawaida kwa kusambaza sehemu za kupanda, matukio ya kidini, na mifumo ya tides.
Ghadi za Mechanical na Tatizo la Longitude
Uvumbuzi wa ghadi za mechanical katika Europe ya karne ya 13 uliubadilisha taadamu. Kengele za Kanisa, zinazowekwa na mechanismu ya kutoka mbali, zilisambaza shindani ya kila siku kuzunguka taadamu. Lakini ghadi hizi za mapema ziliwa sahihi tu takriban dakika 15 kwa siku.
Challenge kubwa ya kuweka saa katika karne ya 18 ilikuwa tatizo la longitude. Katika bahari, navigator inaweza kutegemea latitude kutokana na nyota, lakini longitude inahitaji kuwa na saa sahihi katika mahali pa kumbukumbu. Mnamo 1761, chronometer ya bahari ya John Harrison H4 ilikamatia usahihi wa takriban sekunde 5 kwa siku — kutosha kutegemea longitude ndani ya maili ya bahari. Hii ya kwanza kuondoleza naveigation ya aman ya bahari na biashara ya kimataifa.
Saa ya Standard na Saa za Jiji
Kabla ya telegraph na reli, kila jiji lilipatia saa yake ya solar ya ndani. Saa saa katika Boston ilikuwa tofauti sehemu kadhaa kwa saa katika New York. Wakati reli iliunganisha jiji katika karne ya 19, chaos hii ikakuwa hatari — reli kwenye track moja inaweza kuendelea kwenye saa tofauti.
Mnamo 1884, Konferensi ya Meridian ya Kimataifa katika Washington, D.C. ilianzisha Greenwich Meridian kama meridian kuu na kugawanya dunia katika saa 24. Hii ilikuwa kiwango cha saa cha kwanza cha kimataifa, na iliwekeza msingi kwa kuandamana kwa kimataifa cha kuweka saa.
Saa za Atomiki na UTC
Oscillator ya quartz crystal, iliyotengeneza katika miaka 1920, ilisambaza usahihi wa saa kwa sehemu ya sekunde kwa siku. Lakini mazazi ya kwanza yalitokea mnamo 1955 na saa ya kwanza ya practical cesium atomic katika National Physical Laboratory katika England.
Saa za Atomiki hupima saa kwa kusambaza oscillation ya atomiki — atomiki za cesium-133 vibrate kwa takriban 9,192,631,770 kwa sekunde, frequency kwa hiyo stable kwamba saa za atomiki za asasa hazitapoteza au kukamatia sekunde katika miaka 300 milioni.
Mnamo 1972, Coordinated Universal Time (UTC) ilianzishwa kama kiwango cha saa cha sivili ya dunia. UTC inawekwa na Bureau International des Poids et Mesures (BIPM) kwa kutumia wastani wenye uzani wa zaidi ya saa 400 za atomiki katika malab 80 duniani. Leap sekunde inajumuisha wakati wakati kusambaza UTC kukamatia uzunguko wa Ardhi unayotofautiana kidogo.
GPS na Nyakati za Sehemu ya Jamaa
Mfumo wa Kusambaza kwa Ulimwengu, kamili kuendelea mnamo 1995, ilikuwa teknolohia ya kwanza ya kiraia inahitaji marekebisho ya saa ya jamaa. Satellite za GPS zizunguka takriban kilomita 20,200 altitude ambapo mvuto ni dhaifu. Ghadi zao zinaendelea haraka zaidi kwa microseconds takriban 45 kwa siku ikilinganishwa na ground ghadi (upanuzi wa saa wa mvuto), lakini kasi yao ya orbital husababisha ghadi kuzunguka polepole kwa microseconds takriban 7 kwa siku (upanuzi wa saa wa jamaa wa kiufundi). Athari ya jumla ni +38 microseconds kwa siku.
Bila kurekebisha kwa saa jamaa, nafasi za GPS itakuendelea kwa takriban kilomita 10 kwa siku. Mafanikio ya GPS yalithibiti kwamba kuweka saa ya jamaa si tu fiziika ya nadharia — ni ujenzi wa muhimu.
Coordinated Lunar Time — Sura Inayofuata
Mnamo Aprili 2024, White House iliamuru NASA kuanzisha Coordinated Lunar Time (LTC) — kueneza kuweka saa sahihi kutoka orbital ya Ardhi hadi uso wa Mwezi. Kama vile UTC, LTC itajumuisha kwa mtandao wa saa za atomiki, lakini itahesabu kwa mvuto dhaifu wa Mwezi, ambapo saa zinaendelea haraka zaidi kwa 56.02 microseconds kwa kila siku.
Kutoka sundials hadi saa za atomiki hadi Mwezi — kila hatua ya kuweka saa imefungua kufikia kwa mwanadamu. Coordinated Lunar Time ni sura ya hivi karibuni katika kukumbuka inaezunguka miaka 5,500 nyuma, na itawezesha mizania inayofuata ya utafiti.