Як прокладали підводний телеграфний кабель?

Як прокладали підводний телеграфний кабель?

Прокладення телеграфного кабелю по дну Атлантичного океану сталося в середині XIX століття і виявилася зовсім не легким завданням, яке все ж вирішили розумні голови і умілі руки.


Перейти до попередньої частини статті


Кабель вирішили прокласти над підводною гірською системою, яку зовсім нещодавно відкрили і закартографували американські моряки. Ця система тягнулася під водами Північної Атлантики на глибині 3 100 — 4 400 метрів від берегів Ірландії до Ньюфаундленду. Розрахункова довжина кабелю при цьому повинна була скласти 3 039 кілометрів.

Роботи почалися 5 серпня 1857 року, а закінчилися рівно через рік — 5 серпня 1858 року. Кабель був прокладений тільки з четвертої спроби, до цього він три рази обривався.

Думаєте, що найскладнішою справою було прокладення кабелю? А ось і ні! Кабель не працював, вірніше працював жахливо. Передача вітальної телеграми від королеви Вікторії американському президентові Джеймсу Бьюкенену зайняла 16 годин, і це при тому, що в телеграмі було всього 98 слів.

Правда, телеграма у відповідь з Вашингтону була передана всього за 67 хвилин! Річ у тому, що перша передача здійснювалася по методу, запропонованому головним електриком компанії Едвардом Уайтхаузом(Edward Whitehouse; 1816 — 1890), а друга — по методу професора Уільяма Томсона(William Thomson; 1824 -1907).

Уайтхауз був за освітою хірургом, але серйозно цікавився електрикою, і тому обійняв посаду головного електрика в "Atlantic Telegraph". Професори Томсона до робіт притягнули пізніше, але саме його діяльність і винаходи багато в чому врятували ідею трансатлантичного телеграфного кабелю, та і саму компанію.

Ради "теоретика" Томсона були протилежні до пропозицій "міцного практика" Уайтхауза, тому сварка між ними не стихала. Але критерієм істини, на щастя була практика. У повній відповідності з положеннями марксистко-ленинской філософії(не до ночі будь вона згадана).


У чому полягали розбіжності?

Уайтхауз вважав, що сигнал, посланий з одного кінця кабелю, на іншій приходить ослабленим із-за опору багатотисячокілометрового дроту. І пропонував абсолютно очевидне рішення: підняти напругу сигналу до декількох тисяч вольт. За наказом Уайтхауза на ірландській стороні зібрали величезну батарею, яка давала напругу в 2 000 вольт. Після підключення цієї батареї ізоляція кабелю була пробита. Кабель вийшов з ладу, довелося піднімати його з глибин і лагодити.

Уільям Томсон теж вважав, що в послабленні сигналу винен великий опір мідного дроту, що проходить усередині кабелю. Але не лише. Річ у тому, що мідна серцевина, ізоляція і морська вода разом утворювали конденсатор. При невеликих відстанях впливом цієї додаткової місткості можна нехтувати. Але при довжині кабелю в декілька тисяч кілометрів вона робила значний ефект на загасання сигналу і, крім того, викликала спотворення сигналу і його значне запізнювання.

Будучи відмінним математиком, Уільям Томсон вивів рівняння, що описують рух сигналу по довгому кабелю, що має не лише активний опір, але і опір реактивний, пов'язаний з наявністю у кабелю місткості. Ці рівняння, доповнені чудовим фізиком і ексцентричним математиком Олівером Хевисайдом(Oliver Heaviside; 1850 -1925), лягли в основу розрахунку інших телеграфних і телефонних кабелів.

Рівняння були мало кому зрозумілі, але Томсон сформулював з них чіткі виведення.

  • Перший полягав в тому, що для зниження загального опору кабельного дроту його слід було робити товщим і з як можна чистішій міді.
  • По-друге, для зниження реактивного(тобто ємнісного) опору кабелю слід не підвищувати напругу сигналу, а, навпаки, знижувати його. Тоді і загасання, і спотворення форми сигналу будуть меншими.

Але як же виявити слабкий електричний сигнал на іншому кінці дроту? Для цього Томсон придумав дуже чутливий датчик електричного струму — дзеркальний гальванометр.

Кабель по дну океану був прокладений, але почати його експлуатацію компанія Сайруса Филда не змогла. По-перше, закінчилися гроші, а по-друге, в США почалася Громадянська війна. На деякий час Америці стало не до телеграфних засобів зв'язку з Європою. Але в 1864 році упертий Сайрус Филд мобілізував гроші на продовження проекту трансатлантичного телеграфного кабелю.


За цей час іншою компанією був прокладений телеграфний кабель з Лондона у Бомбей через Середземне і Червоне моря. При прокладенні підводної частини цього кабелю були реалізовані пропозиції Томсона. Кабель зробили з чистішої міді, підвищивши його провідність на 85%, збільшили також діаметр кабелю. Усе це зменшило активний опір. Зовні кабель, щоб захистити від розривів, зміцнили спеціальною обмоткою із сталевих дротів. Крім того, для посилення сигналу там, де кабель "виринав" на поверхню, були побудовані дві релейні станції для посилення передаваного сигналу: одна — на Мальті, а інша — в Александрії.

Трансатлантичний кабель запрацював 27 липня 1865 року. Це, без сумніву, була видатна перемога науки і техніки.

З відстані в 150 років, зі світу, де телеграми вже ніхто не посилає і не отримує, нам важко зрозуміти всесвітню радість із цього приводу. Адже ця подія в історії зв'язку можна порівняти тільки з широким проникненням в повсякденне життя Інтернету, яке сталося зовсім нещодавно. Недаремно всесвітню мережу телеграфного зв'язку, що утворилася в результаті прокладення підводних кабелів, іноді називають "Вікторіанським Інтернетом".

Первинна швидкість передачі по трансатлантичному телеграфу складала 10 слів в хвилину. І це був рекорд, якщо згадати, скільки часу зайняла передача вітальної телеграми королеви Вікторії, про яку вже говорилося вище.

При передачі телеграм плата стягувалася за кожне слово, і спочатку вартість передачі слова була 5 доларів. Телеграфні компанії отримували надприбутки. І за законами ринку вигідність підприємства притягала інвестиції.


До кінця XIX століття виникли ще декілька компаній, що займалися прокладенням трансатлантичних кабелів, у тому числі німецька компанія братів Сименс. Ще 12 телеграфних кабелів в різних місцях перетнули Атлантику, зв'язуючи Європу з Америкою.

Зараз усі континенти, за винятком Антарктиди, обплутані великою кількістю кабелів. При цьому впродовж 1980-х років старі телеграфні і телефонні кабелі з мідними дротами замінили на кабелі з оптоволоконною серцевиною. Інформація передається по волокнах з кварцевого скла за допомогою лазерного променя. Велика частина інформації, що передається по трансатлантичних кабелях, — це інтернет-трафік. Саме тому безглуздо робити диверсію, перерізуючи або розриваючи кабелі зв'язку(як це, наприклад, зробили британці з німецькими кабелями після початку Першої світової війни в 1914 році). Пошкодиш один кабель — інформація автоматично поміняє напрям і піде по іншому.

Тим більше що комунікаційні компанії дуже багаті. Їм зовсім не складно витратити ще трохи грошей і організувати захист кабелів, пасивний або активний, в першу чергу для того, щоб до них не наближалися акули, кити, кальмари і скати. Загалом, уся та страшна, активна і вічно голодна морська живність, яку барвисто описав В. А. Жуковский у баладі "Кубок":

Я бачив, як в чорній пучині киплять

У величезний свиваяся клуб


І млат водяний, і потворний скат

І жах морів однозуб;

І смертю загрожував мені, зубами виблискуючи

Мокой ненаситний, гієна морська.

А проти зловмисних підводних диверсантів, які не знають основ інтернету, можна застосувати бойові підводні човни, що несуть службу по охороні ліній підводного зв'язку.