[14]. Никогда атлантический кабель не смог бь! запутаться в такой безнадежный узел, как теперь, когда он попал в руки политиканов".
Многие сенаторы возражали против огромной суммы - 70000 долларов ежегодно, - которую правительству пришлось бы платить за возможность обладать быстрой трансатлантической связью. Другие считали, что государству вообще не следует вмешиваться в частное предприятие; некоторые протестовали против плана Филда, так как, согласно этому плану, оба конца кабеля находились бы на британской территории, и в случае войны весь кабель попал бы в руки противника. "Я не хочу иметь ничего общего ни с Англией, ни с англичанами, - откровенно заявил один из конгрессменов. - Соединённые Штаты хорошо знают, что уж если англичане чем-нибудь очень заинтересуются, то жди подвоха, причём во всех случаях страдать придётся невинным американцам..." Но, как бы то ни было, победу всё-таки одержал здравый смысл. Благодаря настойчивой поддержке сенатора Раска, сумевшего убедить конгресс в том, что Филд выступает в национальных интересах Америки, 3 марта 1857 года большинством в один голос было принято решение, по которому Атлантической телеграфной компании гарантировались ежегодная денежная субсидия и предоставление кораблей для прокладки кабеля.
Утомлённый хлопотами, но довольный успехом, Филд вновь поспешил к своим коллегам в Англию, чтобы лично руководить подготовительными работами. Дела шли хорошо. Кабель изготовлялся такими темпами, которым могли бы позавидовать и теперь, - ведь Филд обещал установить трансатлантическую связь уже в 1857 году. Через шесть месяцев производство кабеля подошло к концу. А между тем, объём работ был громаден. Например, для того, чтобы изготовить 4000 километров кабеля, нужно было проволочить и скрутить около 30000 километров медной и свыше 500000 километров стальной проволоки. Длина намеченной трассы составляла немногим более 3000 километров, кроме того, необходимо было иметь запас кабеля на всякий непредвиденный случай. Что касается неровности грунта, то ей придавалось второстепенное значение.
В то время существовало широко распространённое мнение, что тяжёлые тела якобы не достигают грунта на больших океанских глубинах и останавливаются на каком-то уровне от поверхности, где их вес уравновешивается водой. Люди ещё не знали, что вода практически почти несжимаема и что даже на самых больших океанских глубинах её плотность лишь незначительно отличается от плотности у поверхности [15].
Все были заняты до предела. Следовало предусмотреть тысячи мелочей, снарядить экспедицию, оснастить и подготовить корабли к плаванию и, как ни странно, отвечать на множество "гениальных" предложений, получаемых от изобретателей-энтузиастов. Игнорировать эти предложения нельзя было: это могло подорвать авторитет предприятия и снизить интерес, который проявляла к нему широкая общественность. Например, один из "изобретателей" предлагал подвесить кабель в середине океанских глубин на специальных подводных шарах, наполненных воздухом. Другие, настроенные ещё более бодро, предлагали протянуть кабель между несколькими плавучими телеграфными станциями, наподобие будок телефонов-автоматов, к которым могли бы подходить корабли для установления связи с берегом или между собой.
Были и другие, менее оптимистичные суждеия. Например, королевский астроном сэр Эйри писал: "Погрузить кабель на такую огромную глубину с точки зрения математики невозможно, а если это вдруг почему-либо получится, то по такому кабелю все равно не удастся передать ни одного сигнала, поскольку на такой глубине сигналы не смогут продвигаться".На фоне этого авторитетного заявления предыдущих авторов вполне можно простить. На все предложения Филд терпеливо и очень вежливо отвечал: "Ваше предложение, безусловно, заслуживает внимания, но требует ещё некоторой проверки...".
V. ЛОРД ОТ НАУКИ
В списке выдающихся учёных имя Вильяма Томсона - лорда Кельвина - находится, пожалуй, ниже таких имён, как Дарвин или Максвелл, но, тем не менее, это один из наиболее выдающихся учёных девятнадцатого столетия. С именем Томсона связаны удивительные изобретения и технические достижения того времени. Он был мостом, соединившим лабораторию с промышленным миром.
Обладая даром поразительной проницательности и исключитетельно умелым подходом к решению самых насущных npоблем современности, он был также выдающимся физиком и математиком, человеком разносторонних знаний и замечательных способностей. Томсон - первый учёный, получивший за свои заслуги звание пэра. Круг его интересов и занятий был огромен. В наши дни, когда развитие науки делает специализацию учёных всё более неизбежной, такая универсальность кажется невероятной.
В данном случае Томсон интересует нас лишь с точки зрения его влияния на развитие подводной телеграфии и того участия, которое он в ней принимал; однако это такая яркая личность и такая кипучая натура, что не рассказать о нём немного подробнее просто нельзя.
Отец Томсона, профессор математики университета в Глазго, настойчиво готовил Вильяма к научной карьере. Он никогда не учился в школе; его образованием целиком занимался отец. Мать умерла рано, когда ему было всего шесть лет. Всё это отразилось на характере одарённого мальчика, который в своих увлечениях кидался от одной крайности к другой.
Поступив в десятилетнем возрасте в высшее учебное заведение, молодой талант вскоре доказал, что его способности распространяются не только на науку; два года спустя он получил награду за перевод одного из диалогов греческого сатирика Лукиана - автора первого романа о межпланетных путешествиях ("Истинная история" - 160 г. н.э.).
В шестнадцатилетнем возрасте Вильям Томсон написал блестящий очерк на 85 страниц, посвященный проблемам строения земли. Не удивительно, что после такого начала уже к 22 годам он стал профессором натурфилософии университета в Глазго. Здесь он сразу же основал физическую лабораторию для практических занятий студентов, какой в Англии, а может быть, и во всём мире, до той поры не существовало. Для её оборудования он получил значительную по тому времени сумму в сто фунтов стерлингов.
Как лектор Томсон не пользовался особенным успехом, но его личность и его гений оказали большое влияние на два поколения физиков и инженеров. Он был одним из основоположников термодинамики - науки о теплоте, вёл широкие исследования в области магнетизма, электричества и оптики, не говоря уже о его увлечении телеграфией. Не без успеха занимался он также астрономией и геофизикой. Некоторые из наиболее известных его вычислений касались возраста Солнца и Земли. Он поверг в смятение геологов, заявив, что земной шар не так стар, как они утверждают. По его мнению, как твёрдое тело он существует не более 20 миллионов лет. Это единственный случай, когда Томсон оказался абсолютно неправ. Он дожил до открытия радиоактивности, которое показало, что земной шар гораздо старше, чем он предполагал [16]. Но к тому времени Томсону было уже за семьдесят, он не смог оценить этот новый скачок в познании Вселенной и никогда не признал своей ошибки.
Вильям Томсон (лорд Кельвин) - выдающийся английский физик (1824-1907 гг.)
В историю телеграфа Томсон оказался вовлечённым в результате своих исследований токов неустановившегося режима. Что происходит в ничтожную долю секунды между моментом подключения батареи к цепи и моментом, когда ток достигает своей полной величины? - задавался Томсон вопросом в 1853 году. Трудно представить себе исследование, которое на первый взгляд имело бы меньшее практическое значение. Однако именно оно привело к пониманию возможности связи с помощью электричества, а спустя три десятка лет - и к открытию радиоволн. Если бы Томсон смог получить хотя бы пять процентов выгоды от практического использования выведенных им уравнений, он стал бы самым богатым человеком на земле. Томсон показал, что ток может достигать своего установившегося значения двояко, в зависимости от электрической характеристики цепи. Точную аналогию этого даёт качание маятника, погруженного в какую-либо среду, создающую сопротивление. Если трение велико, маятник будет медленно опускаться и не перейдёт за точку покоя; наоборот, если трение незначительно, маятник, прежде чем перейти в состояние покоя, проделает ряд колебаний с затухающей амплитудой. Такое же явление происходит и с электрическим током, хотя в 50-х годах прошлого века подтвердить это экспериментально было не так-то легко. В наши дни с подобным явлением мы десятки раз встречаемся в быту. Включая, например, в сеть электрический прибор, мы одновременно слышим щелчок в радиоприёмнике. Это проявляется процесс установления тока в сети.
Год спустя Томсон занялся исследованием режима работы телеграфного кабеля. Нетрудно понять результаты его исследований и оценить их значение, даже если не знаешь математики. Суть этой сложной проблемы заключалась в определении времени, необходимого для того, чтобы посланный сигнал достиг приёмника на противоположном конце кабеля. Многие ошибочно полагают, будто электрический ток идёт по проводу со скоростью света, равной 300000 километров в секунду. В действительности же только при определённых условиях возможно приближение к такой скорости. В большинстве случаев ток течёт по проводам в несколько раз медленнее, чем распространяется свет.
Скорость тока в кабеле уменьшается тем сильнее, чем больше его ёмкость. К счастью для телеграфной связи, на заре её, при появлении первых наземных линий это явление не имело никакого практического значения. Их ёмкость была настолько мала, что сигналы проходили по ним без сколько-нибудь заметной задержки. Но когда были проложены подводные кабели через Па-де-Кале и Северное море, эта задержка послужила источником многих волнений. Основной причиной была окружающая кабель морская вода, обладающая токопроводящей способностью. Проникая сквозь бронепокровы вплоть до изоляции, она значительно увеличивала его электрическую ёмкость.
От скорости прохождения электрической волны по кабелю зависит в известной мере скорость телеграфной передачи. Исследования Томсона привели к появлению его знаменитого "закона квадратов", согласно которому скорость телеграфирования по кабелю обратно пропорциональна квадрату его длины. Другими словами, если увеличить длину кабеля, например, в десять раз, то скорость передачи уменьшится в сто раз. Ясно, что такое открытие имело исключительно важное значение для подводного телеграфирования на дальние расстояния.
Компенсировать уменьшение скорости передачи по мере возрастания длины линии можно было только увеличением диаметра токопроводящей жилы.
В то время когда решался вопрос прокладки первого трансатлантического телеграфного кабеля, нужно было, следуя этому закону, рассчитать оптимальное сечение токопроводящей жилы. Однако многие специалисты того времени в области телеграфа не придали этому значения. Напротив, нашлись учёные, которые пытались доказать несостоятельность этого закона. В их числе оказались Уайтхауз, Морзе, Фарадей и другие. Поэтому немудрено, что первый атлантический телеграфный кабель имел такие же шансы на успех, как мост, построенный инженерами, не понимающими законов сопротивления материалов.
Будучи только одним из директоров компании, Томсон не имел достаточной власти, чтобы настоять на своём. Он был в трудном положении, так как оказался не главным действующим лицом во время первого акта разворачивающейся драмы. Томсону оставалось лишь критиковать, на что главный режиссёр мог и не обращать внимания.
В связи с решением проложить кабель в течение лета 1857 года, у составителей проекта совершенно не оставалось времени для проведения необходимых испытаний кабеля. Доля ответственности за это падает на Сайруса Филда, кипучая энергия которого подгоняла и без того быстро развивающиеся события. Прибыв на место действия, Томсон обнаружил, что вся техническая документация на кабель уже направлена изготовителям и изменять что-либо слишком поздно. Результаты оказались плачевными. Проверяя готовый кабель, Томсон был поражён, обнаружив, что качество меди в его секциях различно, а поэтому электропроводность одних участков кабеля чуть ли не в два раза больше электропроводности других. Однако теперь оставалось лишь настоять на том, чтобы следующие секции кабеля изготовлялись из однородной и качественной меди.
Глубоководный трансатлантический кабель 1858 года
Устройство кабеля было простым. Его единственная жила состояла из семи тонких медных проволок, свитых воедино и изолированных тремя слоями гуттаперчи. Если бы появилось отверстие или какое-либо иное повреждение в одном из слоев, другие два слоя обеспечили бы достаточную изоляцию. Авария могла произойти, как предполагалось, только в том совершенно невероятном случае, если бы все три слоя изоляции оказались повреждёнными в одном месте.
Изолированный таким образом сердечник кабеля обматывался затем слоем пеньки и покрывался бронёй из восемнадцати наложенных в один слой по спирали стальных проволок [17]. Наружный диаметр кабеля составлял 16 миллиметров, а его вес 620 килограмм на 1 километр. Это обстоятельство сейчас же выдвинуло новую серьёзную проблему, поскольку общий вес кабеля достигал 2500 тонн, что превышало грузоподъёмность существовавших в то время кораблей.
Изолирование токопроводящей жилы кабеля производила компания "Гутта-Перча", а его бронирование из-за ограниченности срока выполнялось двумя фирмами - "Гласс, Эллиот и К°" и "Ньюолл и К°". Вследствие оплошности, что характерно вообще для предприятий подобного рода, бронирование обеих половин кабеля (т.е. спиральное наложение стальных проволок) оказалось сделанным в противоположных направлениях. Это обстоятельство вызвало дополнительные трудности. Ведь когда дело дойдёт до соединения двух половин кабеля посреди океана, заниматься перебронированием одной из них несколько поздновато, особенно если учесть, что длина каждой из половин равна 2000 километров.
На изготовление кабеля ушло всего шесть месяцев - срок крайне непродолжительный; к июлю 1857 года кабель был уже готов, и можно было выходить в море.
Руководить прокладкой должен был Уайтхауз. Но в последний момент этот джентльмен, сославшись на плохое здоровье, остался на берегу. Тогда дело, а с ним и все неполадки легли на плечи Томсона. Надо отдать должное благородству учёного, который согласился взять на себя эту нелёгкую задачу, причём без какого-либо материального вознаграждения. Уродливое дитя оказалось подброшенным к его порогу, но он сделал всё для того, чтобы спасти ему жизнь.
VI. НЕУДАЧНЫЙ СТАРТ
Многие сенаторы возражали против огромной суммы - 70000 долларов ежегодно, - которую правительству пришлось бы платить за возможность обладать быстрой трансатлантической связью. Другие считали, что государству вообще не следует вмешиваться в частное предприятие; некоторые протестовали против плана Филда, так как, согласно этому плану, оба конца кабеля находились бы на британской территории, и в случае войны весь кабель попал бы в руки противника. "Я не хочу иметь ничего общего ни с Англией, ни с англичанами, - откровенно заявил один из конгрессменов. - Соединённые Штаты хорошо знают, что уж если англичане чем-нибудь очень заинтересуются, то жди подвоха, причём во всех случаях страдать придётся невинным американцам..." Но, как бы то ни было, победу всё-таки одержал здравый смысл. Благодаря настойчивой поддержке сенатора Раска, сумевшего убедить конгресс в том, что Филд выступает в национальных интересах Америки, 3 марта 1857 года большинством в один голос было принято решение, по которому Атлантической телеграфной компании гарантировались ежегодная денежная субсидия и предоставление кораблей для прокладки кабеля.
Утомлённый хлопотами, но довольный успехом, Филд вновь поспешил к своим коллегам в Англию, чтобы лично руководить подготовительными работами. Дела шли хорошо. Кабель изготовлялся такими темпами, которым могли бы позавидовать и теперь, - ведь Филд обещал установить трансатлантическую связь уже в 1857 году. Через шесть месяцев производство кабеля подошло к концу. А между тем, объём работ был громаден. Например, для того, чтобы изготовить 4000 километров кабеля, нужно было проволочить и скрутить около 30000 километров медной и свыше 500000 километров стальной проволоки. Длина намеченной трассы составляла немногим более 3000 километров, кроме того, необходимо было иметь запас кабеля на всякий непредвиденный случай. Что касается неровности грунта, то ей придавалось второстепенное значение.
В то время существовало широко распространённое мнение, что тяжёлые тела якобы не достигают грунта на больших океанских глубинах и останавливаются на каком-то уровне от поверхности, где их вес уравновешивается водой. Люди ещё не знали, что вода практически почти несжимаема и что даже на самых больших океанских глубинах её плотность лишь незначительно отличается от плотности у поверхности [15].
Все были заняты до предела. Следовало предусмотреть тысячи мелочей, снарядить экспедицию, оснастить и подготовить корабли к плаванию и, как ни странно, отвечать на множество "гениальных" предложений, получаемых от изобретателей-энтузиастов. Игнорировать эти предложения нельзя было: это могло подорвать авторитет предприятия и снизить интерес, который проявляла к нему широкая общественность. Например, один из "изобретателей" предлагал подвесить кабель в середине океанских глубин на специальных подводных шарах, наполненных воздухом. Другие, настроенные ещё более бодро, предлагали протянуть кабель между несколькими плавучими телеграфными станциями, наподобие будок телефонов-автоматов, к которым могли бы подходить корабли для установления связи с берегом или между собой.
Были и другие, менее оптимистичные суждеия. Например, королевский астроном сэр Эйри писал: "Погрузить кабель на такую огромную глубину с точки зрения математики невозможно, а если это вдруг почему-либо получится, то по такому кабелю все равно не удастся передать ни одного сигнала, поскольку на такой глубине сигналы не смогут продвигаться".На фоне этого авторитетного заявления предыдущих авторов вполне можно простить. На все предложения Филд терпеливо и очень вежливо отвечал: "Ваше предложение, безусловно, заслуживает внимания, но требует ещё некоторой проверки...".
V. ЛОРД ОТ НАУКИ
В списке выдающихся учёных имя Вильяма Томсона - лорда Кельвина - находится, пожалуй, ниже таких имён, как Дарвин или Максвелл, но, тем не менее, это один из наиболее выдающихся учёных девятнадцатого столетия. С именем Томсона связаны удивительные изобретения и технические достижения того времени. Он был мостом, соединившим лабораторию с промышленным миром.
Обладая даром поразительной проницательности и исключитетельно умелым подходом к решению самых насущных npоблем современности, он был также выдающимся физиком и математиком, человеком разносторонних знаний и замечательных способностей. Томсон - первый учёный, получивший за свои заслуги звание пэра. Круг его интересов и занятий был огромен. В наши дни, когда развитие науки делает специализацию учёных всё более неизбежной, такая универсальность кажется невероятной.
В данном случае Томсон интересует нас лишь с точки зрения его влияния на развитие подводной телеграфии и того участия, которое он в ней принимал; однако это такая яркая личность и такая кипучая натура, что не рассказать о нём немного подробнее просто нельзя.
Отец Томсона, профессор математики университета в Глазго, настойчиво готовил Вильяма к научной карьере. Он никогда не учился в школе; его образованием целиком занимался отец. Мать умерла рано, когда ему было всего шесть лет. Всё это отразилось на характере одарённого мальчика, который в своих увлечениях кидался от одной крайности к другой.
Поступив в десятилетнем возрасте в высшее учебное заведение, молодой талант вскоре доказал, что его способности распространяются не только на науку; два года спустя он получил награду за перевод одного из диалогов греческого сатирика Лукиана - автора первого романа о межпланетных путешествиях ("Истинная история" - 160 г. н.э.).
В шестнадцатилетнем возрасте Вильям Томсон написал блестящий очерк на 85 страниц, посвященный проблемам строения земли. Не удивительно, что после такого начала уже к 22 годам он стал профессором натурфилософии университета в Глазго. Здесь он сразу же основал физическую лабораторию для практических занятий студентов, какой в Англии, а может быть, и во всём мире, до той поры не существовало. Для её оборудования он получил значительную по тому времени сумму в сто фунтов стерлингов.
Как лектор Томсон не пользовался особенным успехом, но его личность и его гений оказали большое влияние на два поколения физиков и инженеров. Он был одним из основоположников термодинамики - науки о теплоте, вёл широкие исследования в области магнетизма, электричества и оптики, не говоря уже о его увлечении телеграфией. Не без успеха занимался он также астрономией и геофизикой. Некоторые из наиболее известных его вычислений касались возраста Солнца и Земли. Он поверг в смятение геологов, заявив, что земной шар не так стар, как они утверждают. По его мнению, как твёрдое тело он существует не более 20 миллионов лет. Это единственный случай, когда Томсон оказался абсолютно неправ. Он дожил до открытия радиоактивности, которое показало, что земной шар гораздо старше, чем он предполагал [16]. Но к тому времени Томсону было уже за семьдесят, он не смог оценить этот новый скачок в познании Вселенной и никогда не признал своей ошибки.
Вильям Томсон (лорд Кельвин) - выдающийся английский физик (1824-1907 гг.)
В историю телеграфа Томсон оказался вовлечённым в результате своих исследований токов неустановившегося режима. Что происходит в ничтожную долю секунды между моментом подключения батареи к цепи и моментом, когда ток достигает своей полной величины? - задавался Томсон вопросом в 1853 году. Трудно представить себе исследование, которое на первый взгляд имело бы меньшее практическое значение. Однако именно оно привело к пониманию возможности связи с помощью электричества, а спустя три десятка лет - и к открытию радиоволн. Если бы Томсон смог получить хотя бы пять процентов выгоды от практического использования выведенных им уравнений, он стал бы самым богатым человеком на земле. Томсон показал, что ток может достигать своего установившегося значения двояко, в зависимости от электрической характеристики цепи. Точную аналогию этого даёт качание маятника, погруженного в какую-либо среду, создающую сопротивление. Если трение велико, маятник будет медленно опускаться и не перейдёт за точку покоя; наоборот, если трение незначительно, маятник, прежде чем перейти в состояние покоя, проделает ряд колебаний с затухающей амплитудой. Такое же явление происходит и с электрическим током, хотя в 50-х годах прошлого века подтвердить это экспериментально было не так-то легко. В наши дни с подобным явлением мы десятки раз встречаемся в быту. Включая, например, в сеть электрический прибор, мы одновременно слышим щелчок в радиоприёмнике. Это проявляется процесс установления тока в сети.
Год спустя Томсон занялся исследованием режима работы телеграфного кабеля. Нетрудно понять результаты его исследований и оценить их значение, даже если не знаешь математики. Суть этой сложной проблемы заключалась в определении времени, необходимого для того, чтобы посланный сигнал достиг приёмника на противоположном конце кабеля. Многие ошибочно полагают, будто электрический ток идёт по проводу со скоростью света, равной 300000 километров в секунду. В действительности же только при определённых условиях возможно приближение к такой скорости. В большинстве случаев ток течёт по проводам в несколько раз медленнее, чем распространяется свет.
Скорость тока в кабеле уменьшается тем сильнее, чем больше его ёмкость. К счастью для телеграфной связи, на заре её, при появлении первых наземных линий это явление не имело никакого практического значения. Их ёмкость была настолько мала, что сигналы проходили по ним без сколько-нибудь заметной задержки. Но когда были проложены подводные кабели через Па-де-Кале и Северное море, эта задержка послужила источником многих волнений. Основной причиной была окружающая кабель морская вода, обладающая токопроводящей способностью. Проникая сквозь бронепокровы вплоть до изоляции, она значительно увеличивала его электрическую ёмкость.
От скорости прохождения электрической волны по кабелю зависит в известной мере скорость телеграфной передачи. Исследования Томсона привели к появлению его знаменитого "закона квадратов", согласно которому скорость телеграфирования по кабелю обратно пропорциональна квадрату его длины. Другими словами, если увеличить длину кабеля, например, в десять раз, то скорость передачи уменьшится в сто раз. Ясно, что такое открытие имело исключительно важное значение для подводного телеграфирования на дальние расстояния.
Компенсировать уменьшение скорости передачи по мере возрастания длины линии можно было только увеличением диаметра токопроводящей жилы.
В то время когда решался вопрос прокладки первого трансатлантического телеграфного кабеля, нужно было, следуя этому закону, рассчитать оптимальное сечение токопроводящей жилы. Однако многие специалисты того времени в области телеграфа не придали этому значения. Напротив, нашлись учёные, которые пытались доказать несостоятельность этого закона. В их числе оказались Уайтхауз, Морзе, Фарадей и другие. Поэтому немудрено, что первый атлантический телеграфный кабель имел такие же шансы на успех, как мост, построенный инженерами, не понимающими законов сопротивления материалов.
Будучи только одним из директоров компании, Томсон не имел достаточной власти, чтобы настоять на своём. Он был в трудном положении, так как оказался не главным действующим лицом во время первого акта разворачивающейся драмы. Томсону оставалось лишь критиковать, на что главный режиссёр мог и не обращать внимания.
В связи с решением проложить кабель в течение лета 1857 года, у составителей проекта совершенно не оставалось времени для проведения необходимых испытаний кабеля. Доля ответственности за это падает на Сайруса Филда, кипучая энергия которого подгоняла и без того быстро развивающиеся события. Прибыв на место действия, Томсон обнаружил, что вся техническая документация на кабель уже направлена изготовителям и изменять что-либо слишком поздно. Результаты оказались плачевными. Проверяя готовый кабель, Томсон был поражён, обнаружив, что качество меди в его секциях различно, а поэтому электропроводность одних участков кабеля чуть ли не в два раза больше электропроводности других. Однако теперь оставалось лишь настоять на том, чтобы следующие секции кабеля изготовлялись из однородной и качественной меди.
Глубоководный трансатлантический кабель 1858 года
Устройство кабеля было простым. Его единственная жила состояла из семи тонких медных проволок, свитых воедино и изолированных тремя слоями гуттаперчи. Если бы появилось отверстие или какое-либо иное повреждение в одном из слоев, другие два слоя обеспечили бы достаточную изоляцию. Авария могла произойти, как предполагалось, только в том совершенно невероятном случае, если бы все три слоя изоляции оказались повреждёнными в одном месте.
Изолированный таким образом сердечник кабеля обматывался затем слоем пеньки и покрывался бронёй из восемнадцати наложенных в один слой по спирали стальных проволок [17]. Наружный диаметр кабеля составлял 16 миллиметров, а его вес 620 килограмм на 1 километр. Это обстоятельство сейчас же выдвинуло новую серьёзную проблему, поскольку общий вес кабеля достигал 2500 тонн, что превышало грузоподъёмность существовавших в то время кораблей.
Изолирование токопроводящей жилы кабеля производила компания "Гутта-Перча", а его бронирование из-за ограниченности срока выполнялось двумя фирмами - "Гласс, Эллиот и К°" и "Ньюолл и К°". Вследствие оплошности, что характерно вообще для предприятий подобного рода, бронирование обеих половин кабеля (т.е. спиральное наложение стальных проволок) оказалось сделанным в противоположных направлениях. Это обстоятельство вызвало дополнительные трудности. Ведь когда дело дойдёт до соединения двух половин кабеля посреди океана, заниматься перебронированием одной из них несколько поздновато, особенно если учесть, что длина каждой из половин равна 2000 километров.
На изготовление кабеля ушло всего шесть месяцев - срок крайне непродолжительный; к июлю 1857 года кабель был уже готов, и можно было выходить в море.
Руководить прокладкой должен был Уайтхауз. Но в последний момент этот джентльмен, сославшись на плохое здоровье, остался на берегу. Тогда дело, а с ним и все неполадки легли на плечи Томсона. Надо отдать должное благородству учёного, который согласился взять на себя эту нелёгкую задачу, причём без какого-либо материального вознаграждения. Уродливое дитя оказалось подброшенным к его порогу, но он сделал всё для того, чтобы спасти ему жизнь.
VI. НЕУДАЧНЫЙ СТАРТ
Правительства США и Великобритании выполнили свои обещания и предоставили Телеграфной компании для прокладки кабеля свои самые большие военные корабли - "Ниагару" и "Агамемнон", водоизмещением соответственно в 5200 и 3200 т.
Девяностооднопушечная "Ниагара" считалась лучшим кораблём Военно-морского флота США и самым большим паровым фрегатом мира. Её обводы, напоминавшие яхту, позволяли, несмотря на маломощную одновинтовую машину, развивать скорость до 12 узлов [18].
"Ниагара"
Английский корабль "Агамемнон" был последним деревянным кораблём во флоте её Величества. Он не казался бы неуместным в составе кораблей, сражавшихся при Трафальгаре [19]. Очень красивый, старинной архитектуры, этот корабль имел полное парусное снаряжение и небольшую вспомогательную паровую машину, о наличии которой не всякий мог бы догадаться.
Двум этим великанам и предстояло разделить между собой огромный для кораблей того времени груз в 2500 тонн, чтобы затем уложить его на дне Атлантического океана. Но корабли не были приспособлены для этой цели и нуждались в переоборудовании. На них нужно было установить специальные механизмы и направляющие ролики для вытравливания кабеля, приспособить палубы и трюмы для его размещения.
Трюмы расширили и переоборудовали в специальные баки - тенксы. Однако и эти меры оказались для "Агамемнона" недостаточными, чтобы принять весь приходившийся на его долю кабель; значительную часть его пришлось разместить на палубе, что впоследствии чуть не привело корабль к катастрофе.
Бункеры для кабеля в трюмах "Ниагары"
Интерес к проекту, разжигаемый прессой, был чрезвычайно велик. Находясь на борту "Агамемнона", представители прессы описывали мельчайшие подробности приготовлений. На "Ниагаре" же, по установившейся в Военно-морском флоте США традиции, журналистов не было. Эта традиция взяла своё начало, видимо, с появления книги под названием "Белая куртка", в которой американский военный флот подвергся уничтожающей критике. Но если бы американцы знали, что автор книги впоследствии потерпит полное фиаско, издав свой очередной скучнейший роман "Моби Дик", они, наверное, пересмотрели бы своё отношение к прессе [20]. Американцы приняли на борт корабля в качестве наблюдателей двух русских офицеров. Это вряд ли могло понравиться англичанам - ведь Крымская война окончилась всего лишь год назад.
Погрузка кабеля на "Ниагару" и "Трафальгар"
Приготовления были закончены. После погрузки кабеля оба корабля в сопровождении вспомогательных военных судов "Сускехана" и "Леопард" отплыли к месту встречи, в небольшую ирландскую бухту Валенсия, откуда намечалось начать прокладку.
План, принятый по настоянию директоров компании, состоял в следующем: американская "Ниагара" проложит кабель на запад от Ирландии, а английский "Агамемнон", присоединив к его концу свой кабель посреди Атлантики, завершит прокладку. Этот план давал возможность соблюсти церемонию начала и конца прокладки и имел то преимущество, что экспедиция обеспечивалась постоянной телеграфной связью с землёй. С другой стороны, отрицательным фактором было то, что при сращивании концов кабелей посреди океана в плохую погоду создавался риск потерять уже проложенную половину кабеля.
Всё шло своим чередом, и, наконец, наступил день торжественного начала грандиознейшего мероприятия.
5 августа 1857 года кабельная флотилия, встреченная восторженными криками любопытствующей толпы, вошла в бухту Валенсия и береговой конец кабеля был передан на землю. "Местная знать произносила проникновенные речи, бухта кишела множеством празднично украшенных разноцветными флагами мелких судов и лодок, которые сновали между становившимися на якоря кораблями. Сам вице-король Ирландии, - писал Генри Филд, - в окружении своей свиты несколько часов наблюдал за доставкой кабеля на землю. А когда подошла шлюпка, его величество был первым, кто собственноручно принялся вытаскивать кабель на берег...".
"...В честь начала Великого дела, -писали газеты , - директора компании дали торжественный обед. На обед были приглашены гости, работники компании и команды кораблей. За огромным полукруглым столом разместили гостей, а за другим столом, поставленным перпендикулярно к диаметру первого, - работников компании и моряков. Такое расположение создавало картину совместного обеда и, вместе с тем, соответствовало вкусам любителей субор динации.
На следующее утро, в четверг, шестого августа при всеобщем ликовании началась прокладка кабеля. Медленно удалялись от берега корабли, непрерывной струйкой бежал за борт «Ниагары» кабель. Но вдруг случилась досадная неприятность. Когда было проложено уже около десяти километров, кабель заело в вытравливающем механизме и он оборвался. Пришлось возвращаться и начинать всё сначала.
На этот раз, во избежание обрыва, корабль двигался очень медленно, со скоростью не более двух узлов. Корабли сопровождения следовали на таком расстоянии, что были слышны удары их склянок.
Но вот началась океанская зыбь, и «Ниагара», будто знающая, что продвигается к земле, из чьих лесов она вышла, медленно начала кланяться ей. Потянулся час за часом. Всё шло хорошо. Земля скрылась за горизонтом. Корабли вышли в открытый океан. По курсу опускалось в океан солнце, на небе высыпали звёзды. Наступила ночь, но никто не спал. Сотни глаз следили за «Великим экспериментом», словно каждый участник экспедиции был лично заинтересован в её благополучном исходе. Люди осторожно передвигались по палубе, разговаривали только шёпотом, как будто тяжёлые шаги или громкий голос могли оборвать жизненную нить этого эксперимента, с судьбой которого они связали свои собственные судьбы".
Кабелеукладочная машина на корме "Ниагары". Подобной машиной был оснащен и "Агамемнон"
Лондонская "Тайме" сообщала:
"...С «Ниагарой» поддерживается постоянная телеграфная связь по кабелю, который она тянет в Америку. Вытравливание кабеля за борт происходит со скоростью, несколько большей, чем скорость самого судна, с учётом неровностей морского дна. В понедельник «Ниагара» и её спутники удалились от Англии на расстояние свыше 370 километров. Они вышли далеко за пределы мелководья. Лаг мистера Брайта показывал увеличение глубины от 1000 до 3200 метров, причём это изменение произошло на отрезке пути всего лишь в 15 километров. Затем корабли вошли в район ужасающей глубины - до 3600 метров. Однако железная струна благополучно погружается в пучину, о чём свидетельствуют вспышки света в затемнённой аппаратной от сигналов, посылаемых по кабелю с берега".
Но так продолжалось недолго. В 9 часов утра связь с берегом внезапно прекратилась. Угрюмые инженеры собрались на совет, но никто не мог сказать, что произошло. Два с половиной часа тянулось гнетущее молчание кабеля, и вдруг он снова без всякого вмешательства людей "заговорил". Это молчание так никогда и не смогли объяснить. Возможно, его вызвал плохой контакт в приёмном или передающем устройстве, возможно, причиной было несовершенство конструкции или повреждение кабеля. Но как бы то ни было, произошла лишь досадная задержка; катастрофа случилась на следующий день.
Вследствие больших глубин кабель вытравливался очень быстро - со скоростью 6 узлов, скорость же судна не превышала 4 узлов. Трудно было определить, ложится ли кабель на дно ровной лентой, нагромождается ли в бухты или идёт с опасным натяжением. Последние два предположения и вызвали тревогу: первое угрожало нехваткой кабеля, второе - его обрывом.
Всё-таки решили, что скорость вытравливания кабеля следует уменьшить. На лебёдке поджали тормозные колодки, но, к несчастью, сделали это слишком резко. Кабель не выдержал рывка и... оборвался.
Первая экспедиция по прокладке трансатлантического телеграфного кабеля в 1857 г.
Обрыв кабеля на "Ниагаре" на расстоянии 600 километров от Ирландии
620 километров дорогостоящего кабеля навеки ушли в океанскую пучину. Не оставалось ничего другого, как отложить попытку новой прокладки до следующего года: кабеля, оставшегося в тенксах обоих кораблей, было недостаточно, чтобы начать всё сначала.
Однако Филд и его коллеги, хотя и испытали разочарование, не пали духом. Они успешно проложили много миль кабеля, причём треть его на глубине около 4 километров, и поддерживали телеграфную связь с землёй до тех пор, пока не произошёл обрыв. На практике было доказано, что в осуществляемом ими мероприятии нет ничего невозможного. Проделанная работа вселяла надежду на успех.
Корабли возвратились в Англию, где на верфи в Плимутском порту выгрузили оставшиеся 3500 километров кабеля. "Ниагара" и "Агамемнон" вернулись к своим прежним занятиям, для которых они теперь меньше всего подходили.
Инженеры внимательно изучили причины ошибок, допущенных при первой попытке проложить кабель. Снова началась подготовка с тем, чтобы предотвратить их повторение. Вытравливающий механизм, явившийся основной причиной неудачи, полностью переконструировали. Был использован новый вид тормоза, который автоматически ослабевал, если появлялось слишком большое натяжение кабеля.
Неутомимый Филд вернулся в Америку, чтобы собрать нужные средства. Но страну охватила депрессия, лишившая его состояния. Неудача первой экспедиции подорвала веру в проект, и теперь трудно было получить поддержку и в Америке, и в Англии. Тем не менее, необходимая сумма была всё-таки собрана и новые 1300 километров кабеля заказаны.
В то время как шли приготовления к новой экспедиции, профессор Томсон тоже не бездействовал. Занимаясь своей обычной работой в университете, он одновременно продолжал изучать проблему телеграфной связи через Атлантику. Опытным путём он определил, что эффективность прохождения сигнала по кабелю значительно возрастёт, если к его приёмному концу подключить достаточно чувствительный детектор.
Когда к одному концу кабеля прикладывается электрический импульс (допустим, "точка" или "тире"), он появляется на другом конце не в виде мгновенного повышения напряжения. Первая реакция приёмного устройства на этот импульс - плавноподнимающаяся волна электричества; требуется некоторое время, чтобы она достигла своей максимальной величины. Если с помощью чувствительного прибора уловить самое начало этой волны, то ждать, когда кривая достигнет наивысшей точки, не нужно: сигнал будет приниматься немедленно и сразу же можно будет послать следующий. Так можно избежать искажения сигналов на приёмном конце линии, посылаемых обычным нажатием на ключ Морзе.
Девяностооднопушечная "Ниагара" считалась лучшим кораблём Военно-морского флота США и самым большим паровым фрегатом мира. Её обводы, напоминавшие яхту, позволяли, несмотря на маломощную одновинтовую машину, развивать скорость до 12 узлов [18].
"Ниагара"
Английский корабль "Агамемнон" был последним деревянным кораблём во флоте её Величества. Он не казался бы неуместным в составе кораблей, сражавшихся при Трафальгаре [19]. Очень красивый, старинной архитектуры, этот корабль имел полное парусное снаряжение и небольшую вспомогательную паровую машину, о наличии которой не всякий мог бы догадаться.
Двум этим великанам и предстояло разделить между собой огромный для кораблей того времени груз в 2500 тонн, чтобы затем уложить его на дне Атлантического океана. Но корабли не были приспособлены для этой цели и нуждались в переоборудовании. На них нужно было установить специальные механизмы и направляющие ролики для вытравливания кабеля, приспособить палубы и трюмы для его размещения.
Трюмы расширили и переоборудовали в специальные баки - тенксы. Однако и эти меры оказались для "Агамемнона" недостаточными, чтобы принять весь приходившийся на его долю кабель; значительную часть его пришлось разместить на палубе, что впоследствии чуть не привело корабль к катастрофе.
Бункеры для кабеля в трюмах "Ниагары"
Интерес к проекту, разжигаемый прессой, был чрезвычайно велик. Находясь на борту "Агамемнона", представители прессы описывали мельчайшие подробности приготовлений. На "Ниагаре" же, по установившейся в Военно-морском флоте США традиции, журналистов не было. Эта традиция взяла своё начало, видимо, с появления книги под названием "Белая куртка", в которой американский военный флот подвергся уничтожающей критике. Но если бы американцы знали, что автор книги впоследствии потерпит полное фиаско, издав свой очередной скучнейший роман "Моби Дик", они, наверное, пересмотрели бы своё отношение к прессе [20]. Американцы приняли на борт корабля в качестве наблюдателей двух русских офицеров. Это вряд ли могло понравиться англичанам - ведь Крымская война окончилась всего лишь год назад.
Погрузка кабеля на "Ниагару" и "Трафальгар"
Приготовления были закончены. После погрузки кабеля оба корабля в сопровождении вспомогательных военных судов "Сускехана" и "Леопард" отплыли к месту встречи, в небольшую ирландскую бухту Валенсия, откуда намечалось начать прокладку.
План, принятый по настоянию директоров компании, состоял в следующем: американская "Ниагара" проложит кабель на запад от Ирландии, а английский "Агамемнон", присоединив к его концу свой кабель посреди Атлантики, завершит прокладку. Этот план давал возможность соблюсти церемонию начала и конца прокладки и имел то преимущество, что экспедиция обеспечивалась постоянной телеграфной связью с землёй. С другой стороны, отрицательным фактором было то, что при сращивании концов кабелей посреди океана в плохую погоду создавался риск потерять уже проложенную половину кабеля.
Всё шло своим чередом, и, наконец, наступил день торжественного начала грандиознейшего мероприятия.
5 августа 1857 года кабельная флотилия, встреченная восторженными криками любопытствующей толпы, вошла в бухту Валенсия и береговой конец кабеля был передан на землю. "Местная знать произносила проникновенные речи, бухта кишела множеством празднично украшенных разноцветными флагами мелких судов и лодок, которые сновали между становившимися на якоря кораблями. Сам вице-король Ирландии, - писал Генри Филд, - в окружении своей свиты несколько часов наблюдал за доставкой кабеля на землю. А когда подошла шлюпка, его величество был первым, кто собственноручно принялся вытаскивать кабель на берег...".
"...В честь начала Великого дела, -писали газеты , - директора компании дали торжественный обед. На обед были приглашены гости, работники компании и команды кораблей. За огромным полукруглым столом разместили гостей, а за другим столом, поставленным перпендикулярно к диаметру первого, - работников компании и моряков. Такое расположение создавало картину совместного обеда и, вместе с тем, соответствовало вкусам любителей субор динации.
На следующее утро, в четверг, шестого августа при всеобщем ликовании началась прокладка кабеля. Медленно удалялись от берега корабли, непрерывной струйкой бежал за борт «Ниагары» кабель. Но вдруг случилась досадная неприятность. Когда было проложено уже около десяти километров, кабель заело в вытравливающем механизме и он оборвался. Пришлось возвращаться и начинать всё сначала.
На этот раз, во избежание обрыва, корабль двигался очень медленно, со скоростью не более двух узлов. Корабли сопровождения следовали на таком расстоянии, что были слышны удары их склянок.
Но вот началась океанская зыбь, и «Ниагара», будто знающая, что продвигается к земле, из чьих лесов она вышла, медленно начала кланяться ей. Потянулся час за часом. Всё шло хорошо. Земля скрылась за горизонтом. Корабли вышли в открытый океан. По курсу опускалось в океан солнце, на небе высыпали звёзды. Наступила ночь, но никто не спал. Сотни глаз следили за «Великим экспериментом», словно каждый участник экспедиции был лично заинтересован в её благополучном исходе. Люди осторожно передвигались по палубе, разговаривали только шёпотом, как будто тяжёлые шаги или громкий голос могли оборвать жизненную нить этого эксперимента, с судьбой которого они связали свои собственные судьбы".
Кабелеукладочная машина на корме "Ниагары". Подобной машиной был оснащен и "Агамемнон"
Лондонская "Тайме" сообщала:
"...С «Ниагарой» поддерживается постоянная телеграфная связь по кабелю, который она тянет в Америку. Вытравливание кабеля за борт происходит со скоростью, несколько большей, чем скорость самого судна, с учётом неровностей морского дна. В понедельник «Ниагара» и её спутники удалились от Англии на расстояние свыше 370 километров. Они вышли далеко за пределы мелководья. Лаг мистера Брайта показывал увеличение глубины от 1000 до 3200 метров, причём это изменение произошло на отрезке пути всего лишь в 15 километров. Затем корабли вошли в район ужасающей глубины - до 3600 метров. Однако железная струна благополучно погружается в пучину, о чём свидетельствуют вспышки света в затемнённой аппаратной от сигналов, посылаемых по кабелю с берега".
Но так продолжалось недолго. В 9 часов утра связь с берегом внезапно прекратилась. Угрюмые инженеры собрались на совет, но никто не мог сказать, что произошло. Два с половиной часа тянулось гнетущее молчание кабеля, и вдруг он снова без всякого вмешательства людей "заговорил". Это молчание так никогда и не смогли объяснить. Возможно, его вызвал плохой контакт в приёмном или передающем устройстве, возможно, причиной было несовершенство конструкции или повреждение кабеля. Но как бы то ни было, произошла лишь досадная задержка; катастрофа случилась на следующий день.
Вследствие больших глубин кабель вытравливался очень быстро - со скоростью 6 узлов, скорость же судна не превышала 4 узлов. Трудно было определить, ложится ли кабель на дно ровной лентой, нагромождается ли в бухты или идёт с опасным натяжением. Последние два предположения и вызвали тревогу: первое угрожало нехваткой кабеля, второе - его обрывом.
Всё-таки решили, что скорость вытравливания кабеля следует уменьшить. На лебёдке поджали тормозные колодки, но, к несчастью, сделали это слишком резко. Кабель не выдержал рывка и... оборвался.
Первая экспедиция по прокладке трансатлантического телеграфного кабеля в 1857 г.
Обрыв кабеля на "Ниагаре" на расстоянии 600 километров от Ирландии
620 километров дорогостоящего кабеля навеки ушли в океанскую пучину. Не оставалось ничего другого, как отложить попытку новой прокладки до следующего года: кабеля, оставшегося в тенксах обоих кораблей, было недостаточно, чтобы начать всё сначала.
Однако Филд и его коллеги, хотя и испытали разочарование, не пали духом. Они успешно проложили много миль кабеля, причём треть его на глубине около 4 километров, и поддерживали телеграфную связь с землёй до тех пор, пока не произошёл обрыв. На практике было доказано, что в осуществляемом ими мероприятии нет ничего невозможного. Проделанная работа вселяла надежду на успех.
Корабли возвратились в Англию, где на верфи в Плимутском порту выгрузили оставшиеся 3500 километров кабеля. "Ниагара" и "Агамемнон" вернулись к своим прежним занятиям, для которых они теперь меньше всего подходили.
Инженеры внимательно изучили причины ошибок, допущенных при первой попытке проложить кабель. Снова началась подготовка с тем, чтобы предотвратить их повторение. Вытравливающий механизм, явившийся основной причиной неудачи, полностью переконструировали. Был использован новый вид тормоза, который автоматически ослабевал, если появлялось слишком большое натяжение кабеля.
Неутомимый Филд вернулся в Америку, чтобы собрать нужные средства. Но страну охватила депрессия, лишившая его состояния. Неудача первой экспедиции подорвала веру в проект, и теперь трудно было получить поддержку и в Америке, и в Англии. Тем не менее, необходимая сумма была всё-таки собрана и новые 1300 километров кабеля заказаны.
В то время как шли приготовления к новой экспедиции, профессор Томсон тоже не бездействовал. Занимаясь своей обычной работой в университете, он одновременно продолжал изучать проблему телеграфной связи через Атлантику. Опытным путём он определил, что эффективность прохождения сигнала по кабелю значительно возрастёт, если к его приёмному концу подключить достаточно чувствительный детектор.
Когда к одному концу кабеля прикладывается электрический импульс (допустим, "точка" или "тире"), он появляется на другом конце не в виде мгновенного повышения напряжения. Первая реакция приёмного устройства на этот импульс - плавноподнимающаяся волна электричества; требуется некоторое время, чтобы она достигла своей максимальной величины. Если с помощью чувствительного прибора уловить самое начало этой волны, то ждать, когда кривая достигнет наивысшей точки, не нужно: сигнал будет приниматься немедленно и сразу же можно будет послать следующий. Так можно избежать искажения сигналов на приёмном конце линии, посылаемых обычным нажатием на ключ Морзе.