kabel - 150 lat pierwszej depeszy.pdf - TECHNIKA - moderator132

hit numeru

Wielokrotnie powtarzane próby zatopienia kabla telegraficznego

na dnie Oceanu Atlantyckiego zakońńczyłły sięę sukcesem

dopiero po kilkunastu latach niepowodzeńń. Dokonałła tego

grupa niestrudzonych entuzjastów, na czele z biznesmenem

Cyrusem Fieldem i Williamem Thompsonem –

królem fizyków wiktoriańńskich.

Europy wiedzie z Nowej Fun-

landii do Irlandii i wynosi oko-

ło 3 tys. km . Na tej drodze uk-

ształtowanie dna jest dość regu-

larne, pokryte małymi połamanymi

LINIA NOWA FUNLANDIA–

NOWY JORK

Za formalny początek tele-

grafu atlantyckiego można przyjąć

10 marca 1854 roku, kiedy to miało

Cyrus W. Field

150 lat pierwszej depeszy

przez Ocean Atlantycki

Bronisł awa Ś redniawa

muszelkami. Dla telegrafu atlan-

tyckiego ta lokalizacja nie miała

konkurencji, gdyż dalej na połud-

nie ocean się rozszerza, występuje

aktywność wulkaniczna i głębie.

Warto zwrócić uwagę na to, że

w połowie XIX wieku oba krańce

tej linii leżały na terytorium nale-

żącym do Wielkiej Brytanii.

miejsce pierwsze spotkanie kilku

bardzo bogatych amerykańskich

biznesmenów z inicjatywy Cyrusa

West Fielda (1819–92) , przed-

siębiorcy papierniczego. Mimo

młodego wieku nieco wcześniej

postanowił wycofać się z intere-

sów i planował wieść spokojny

żywot emeryta. Jednak jego bez-

czynność nie trwała długo, gdyż

właśnie połknął telegraficznego

bakcyla na resztę życia. Odtąd

tworzył telegraf atlantycki, a przy-

świecał mu idealistyczny cel, wizja

świata bez wojen oraz przyjaźń

między Stanami Zjednoczonymi

i Wielką Brytanią.

Kilka następnych wieczorów

on i jego goście spędzili pochyleni

nad mapami, szacowali koszty

i późniejsze zyski. Głównym do-

radcą w sprawach elektrycznych

został Samuel Morse. Zaraz też

wybrano się do Halifaksu na wy-

brzeżu Nowej Szkocji, aby na miej-

scu zorientować się, co trzeba zro-

bić, by ukończyć linię ze St. John’s

na Nowej Funlandii do Nowego

Jorku . Wykonanie tego zadania

stanowiło poważne wyzwanie.

Oba końce linii dzieliło około 2 tys.

kilometrów, a budowa 600-kilo-

metrowej północnej części była

wyjątkowo kłopotliwa, gdyż prze-

biegała w niezbadanym górzystym

i zalesionym terenie, w zabójczym

dla człowieka mroźnym klimacie.

Konieczne było też położenie

dwóch podwodnych odcinków,

z Nowej Funlandii na wyspę Cape

Breton (ok. 130 km) i stamtąd do

Nowej Szkocji (3 km). Podwodne

Mapka poglądowa Atlantyku z zaznaczoną na czerwono trasą pierwszego

telegrafu atlantyckiego.

N ajkrótsza trasa z Ameryki do

kich wodach. Dlatego zadawano

sobie pytania: czy można zbudo-

wać taką baterię, która umożliwi

przesłanie impulsów elektrycznych

na odległość porównywalną z sze-

rokością Oceanu Atlantyckiego,

czy prąd elektryczny może poko-

nać taki dystans, czy kabel z prą-

dem może leżeć tak głęboko pod

wodą, czy uda się wyprodukować

tak długi drut, czy znajdzie się

wystarczająco duży statek, by

sprostać zadaniu oraz czy łagodna

pogoda na Atlantyku może utrzy-

mywać się tyle dni, żeby zdążyć

zatopić cały kabel między sztorma-

mi. Odpowiedzi mogła udzielić je-

dynie przyszłość.

czającą go ziemią lub wodą wyd-

łużoną butelkę lejdejską, czyli kon-

densator i zachodzi tu zjawisko in-

dukcji elektrycznej.

Kablem Atlantyckim położonym

100 lat temu udało się przesłać

około:

a) 149 słów

b) 3900 słów

c) 98 słów

William Thompson

Niewątpliwie potwierdzono

możliwość przesyłania elektrycz-

ności na odległości porównywalne

z szerokości oceanu, ale do prze-

słania depeszy na dnie Atlantyku

było jeszcze bardzo daleko. Aby

badania tego zjawiska przyniosły

rozwiązanie problemów technicz-

nych, musieli się nimi zająć naj-

więksi fizycy. Najważniejszym

wśród nich był William Thompson

(1824–1907) , który wkrótce po

rozpoczęciu pracy nad tym zagad-

nieniem, prowadząc rozważania

teoretyczne , przy użyciu skom-

plikowanych obliczeń matematycz-

nych stwierdził, że opóźnienie syg-

nału w długim kablu podwodnym

bądź podziemnym wzrasta propor-

cjonalnie do drugiej potęgi długoś-

ci drutu, czyli prędkość sygnału

dość drastycznie maleje przy ros-

nącej długości drutu. Skonstato-

wał, że prędkość przesyłania syg-

nałów można zwiększyć, stosując

grubszy miedziany rdzeń kabla,

ale z powodów praktycznych i fi-

nansowych nie była to atrakcyjna

propozycja rozwiązania problemu.

Thompson zainicjował także bada-

nia przewodności elektrycznej róż-

nych drutów miedzianych, aby od-

rzucić próbki kabli niespełniają-

cych dobrze swego zadania. Jego

zaangażowanie w powstanie te-

legrafu atlantyckiego jeszcze nie-

raz okazało się zbawienne dla

przedsięwzięcia.

kable trzeba było zamówić w An-

glii, ze względu na brytyjski mono-

pol na materiał do izolacji pod wo-

dą – gutaperkę oraz na doświad-

czenie Anglików w technice pod-

morskich telegrafów. Linię oddano

do użytku w 1856 roku.

Telegraf atlantycki stał się

modnym tematem i każdy dorzucał

swoje trzy grosze radząc, jak najle-

piej wykonać zadanie. Proponowa-

no na przykład, by przewód pły-

wał po powierzchni oceanu. Książę

Albert, małżonek królowej Wikto-

rii, popierał pogląd aby ochronę

kabla stanowiła szklana rurka,

wkrótce taktownie dano mu do

zrozumienia, by więcej się na ten

temat nie wypowiadał.

OPÓŹNIENIE SYGNAŁU

W DŁUGIM KABLU

PODWODNYM

Już we wczesnych latach

dwudziestych XIX wieku zaobser-

wowano opóźnienie sygnału elek-

trycznego w przewodniku leżącym

pod ziemią lub w wodzie, w po-

równaniu do prędkości jego prze-

pływu w przewodniku w powiet-

rzu. W praktyce powodowało to

zlewanie się w kablu podwodnym

sygnałów, nadawanych przez te-

legrafistę w tempie zwykłym dla

linii telegraficznej w powietrzu.

Dla przykładu można zaznaczyć,

że sygnał, przez podziemny, oto-

czony żelaznym pancerzem, prze-

wód o długości ponad 2,4 tys. km

płynął aż 2 sekundy. Zjawisko tłu-

maczono tym, że przewód elek-

tryczny, zanurzony w wodzie bądź

zakopany w ziemi, tworzy z ota-

WĄTPLIWOŚCI

Choć wtedy sam telegraf nie

był nowinką, a nawet działało już

wiele linii podmorskich, to w po-

równaniu z planowanym kablem

atlantyckim były krótkie i na płyt-

PIER WSZA PRÓBA – 1857

Rdzeń kabla stanowiła wiąz-

ka 7 miedzianych drutów, otoczo-

na 3 warstwami gutaperki, dalej

następowała warstwa przędzy

z juty nasączonej smołą, na to

przychodził żelazny pancerz, sple-

ciony z 18 wiązek, każda po 7 dru-

tów; całość na koniec zanurzono

w smole. Metr przewodu ważył

pół kilograma. Kilkunastokilomet-

rowe odcinki przybrzeżne były

około 7-krotnie cięższe. Wewnęt-

Mapka poglądowa północno-zachodnich wybrzeży Oceanu Atlantyckiego

z obszarem od Nowego Jorku po Nową Funlandię.

1 17

hit numeru

Urządzenie do nawijania kabla z nadbrzeża na statek w dawnych zakła-

dach Glass, Elliot & Co. w Greenwich (dziś Enderby’s Wharf).

W pośpiechu zaprojektowano i wy-

konano aparaturę do rozwijania ze

statku i utrzymywania zatapiane-

go kabla w odpowiednim napręże-

niu. Biorąc pod uwagę dane mete-

orologiczne, ustalono, że najlepiej

operację zatapiania kabla przepro-

wadzić między 20 lipca a 10 sier-

pnia, gdy nie notuje się poważniej-

szych sztormów ani mgieł, a grani-

ca gór lodowych odsuwa się naj-

bardziej na północ.

Zadanie miały wykonać

dwa okręty wojenne, brytyjski –

„Agamemnon” i amerykańska

„Niagara”. Urządzenia do rozwija-

nia przewodu znajdowały się

w części rufowej statków. Aby ka-

bel nie uszkodził śruby, rufy obu

statków obudowano rusztowania-

mi, które zyskały sobie potoczną

nazwę „krynoliny”, gdyż przypo-

minały tę część modnej wówczas

damskiej garderoby. Pod koniec

lipca 1857 roku oba okręty spotka-

ły się w Queenstown (dziś Cóbh)

koło Cork w Irlandii. Impuls elek-

tryczny przebiegł przez cały połą-

czony kabel w czasie krótszym niż

1 sekunda. Siódmego sierpnia

„Niagara” rozpoczęła operację

na wyspie Valentia na zachodnim

wybrzeżu Zielonej Wyspy. Inny

statek płynął na przedzie, sondu-

jąc dno. Szczęśliwie udało się po-

łożyć masywny brzegowy odcinek

i połączyć go z resztą przewodu.

Operowanie hamulcem regulują-

cym szybkość rozwijania kabla

ze szpuli przy rosnącej głębokości

oceanu i zwiększaniu prędkości

statku było delikatną operacją, ale

przebiegało poprawnie aż do wie-

czora 10 sierpnia, gdy zewnętrzna

warstwa smoły skleiła kilka zwo-

jów kabla na szpuli. Zatrzymano

wtedy zatapianie, by usunąć zes-

taloną maź. Po wznowieniu ope-

racji przewód zaczął uciekać z po-

kładu szybciej, niż płynął okręt,

wiatr wzmagał się, a prąd morski

odciągał telegraf skośnie do stat-

ku. Zwiększono więc siłę hamują-

cą rozwijanie się kabla ze szpuli.

Następnego dnia rano, kiedy wy-

dawało się już, że kryzys został

zażegnany, niedoświadczony me-

chanik, który właśnie obsługiwał

hamulec urządzenia rozwijającego

przewód, nie zwolnił go w mo-

mencie, gdy statek gwałtownie

zsunął się po fali. Kabel pękł.

Po tej porażce zdobycie dalszych

środków na kontynuację przed-

sięwzięcia stało się bardzo trudne,

rzne warstwy kabla wykonała Gut-

ta Percha Co., pancerz nakładały

dwie firmy R.S. Newall i Glass,

Elliot & Co. . Gdy kabel był już

prawie gotowy, okazało się, że

sploty pancerza nałożone

w dwóch zakładach biegną w róż-

nych kierunkach; na szczęście nie

pociągnęło to za sobą poważnych

problemów. Główny inżynier Char-

les Bright pierwotnie zaprojekto-

wał dwukrotnie cięższy kabel, ale

kierownictwo wymogło na nim de-

cyzję o wykonaniu lżejszego, to

znaczy tańszego przewodu. Dla te-

legrafu zbudowano także baterię

z platynowanego srebra i cynku.

Płyty cynkowe były wymienne.

Układ, który rozważał William

Thompson, aby opisać zjawisko

opóźnienia sygnału w telegrafie

podwodnym.

a ponieważ nieszczęścia zwykle

chodzą parami, Field po powrocie

do Ameryki zastał swój papierni-

czy biznes w kłopotach.

Operację postanowiono

powtórzyć następnego lata.

W październiku wydobyto zatopio-

ny kabel. William Thompson zbu-

dował do odczytywania depesz

nowatorski galwanometr ze zwier-

ciadełkiem, znacznie czulszy niż

wszystkie poprzednie detektory

prądu elektrycznego . Urządze-

nie to stało się kluczem do sukce-

su finansowego telegrafu, ponie-

waż pozwoliło na znaczne przy-

spieszenie tempa nadawania syg-

nałów. Uczony kontynuował rów-

nież badania przewodności dru-

tów miedzianych oraz sprawdzał

izolację kabla. Równocześnie pra-

cowano nad udoskonaleniem urzą-

dzenia rozwijającego kabel.

Minack Theater w Porthcurno, miejsce początku kabli w Kornwalii.

tylko maszty ograniczały jego ruchy,

zwoje kabla rozluźniły się i zapętliły.

Kapitan podjął wręcz ryzykowną de-

cyzję, aby nie pozbywać się przewo-

du telegraficznego z pokładu. Z ła-

downi wysypało się 100 ton węgla.

Kilku ludzi na „Agamemnonie” było

rannych, reszta doszczętnie zmaltre-

towana sztormem. Na „Niagarze”

przewód na szpuli nieco się rozluź-

nił, ale stan jednostki i załogi był

znacznie lepszy niż w przypadku

okrętu brytyjskiego.

W drugiej dekadzie czer-

wca podjęto pierwszą próbę roz-

poczęcia operacji, ale gdy statki

były może z 10 km od siebie, drut

się złamał. Wkrótce powtórzono

próbę. Tym razem udało się poło-

żyć około 130 km, zanim sygnał

w telegrafie zamarł. Awaria nastą-

piła na dnie morskim.

Tuż przed końcem czerwca

rozpoczęto po raz trzeci zatapianie

kabla. Wszyscy byli wycieńczeni,

świeża żywność już dawno się

skończyła, jako posiłki serwowano

potwornie słoną wołowinę, 3 lata

przeterminowaną, a węgiel się

wyczerpywał. Prędkość układania

telegrafu na początku wynosiła 3,7

km/h, potem nieco przyspieszono.

Pogoda dopisywała. Gdy zatopio-

no już prawie całą pierwszą szpulę

(180 km) i zwolniono, by rozpocząć

rozwijanie nowej, głównej szpuli,

wtedy niespodziewanie drut się

złamał, chociaż naprężenie, jakie-

mu był w danej chwili poddany,

nie powinno było spowodować ta-

kiego skutku. Najprawdopodobniej

ostatni zwój kabla na szpuli uszko-

dził się w czasie sztormu. „Niaga-

ra” musiała odciąć swój kabel.

Węgiel na „Agamemnonie” prawie

się skończył, statek używał teraz

żagli, ale kabla miał jeszcze dość.

Pierwszego lipca pogoda znów się

załamała, najpierw rozszalał się

wiatr, potem mgła ograniczyła wi-

doczność, statki błądziły, nie mo-

gąc się odnaleźć, spotkały się do-

piero w porcie. Field, wyokręto-

wawszy się z „Niagary” udał się

do Londynu, by tłumaczyć się in-

westorom z klęski.

Rozważano porzucenie pro-

jektu, ale pozostała na statkach

długość kabla była jeszcze wystar-

czająca i zdecydowano o podjęciu

ponownej próby. Po kilkudniowym

postoju w porcie statki wypłynęły

na Atlantyk. Dwudziestego dzie-

wiątego lipca, gdy rozpoczynano

zatapianie kabla na środku oceanu,

z głębin wynurzył się wieloryb, kil-

ka razy pojawił się w pobliżu rufy

„Agamemnona”; wzięto go za dob-

ry znak. Zatapiany kabel nie działał

idealnie, ale za pojawiające się

przerwy w prądzie winiono bate-

rię. Kolejnym problemem był kom-

pas na „Niagarze”, źle wyznaczał

kurs, dlatego towarzyszący jej sta-

tek „Gordon” od tej pory ją prowa-

dził. Z drugiej strony oceanu, we

wschodniej części, pogoda się pop-

suła. „Agamemnon” niemal cudem

uniknął kolizji z dwoma innymi

statkami. Trzeciego sierpnia „Nia-

gara” osiągnęła amerykański szelf

kontynentalny, a w dwa dni póź-

PRÓBA ZE ŚRODKA OCEANU

– 1858 ROK

Wiosną załadowano zeszło-

roczny kabel na te same dwa stat-

ki. Aby skrócić czas ekspedycji,

zdecydowano, że kabel będzie uk-

ładany ze środka oceanu, równo-

cześnie w obie strony. Ostatniego

dnia maja pożeglowano na Zatokę

Biskajską, cieszącą się wśród ludzi

morza równie złą sławą, jak sam

ocean i podobnie głęboką. Prze-

ćwiczono tam najtrudniejszy mo-

ment scalenia dwóch końców

przewodu na morzu i rozpoczęcia

zatapiania kabla.

Spotkanie na środku Atlanty-

ku nastąpiło z początkiem czerwca,

ale nie można było przystąpić do

planowanych czynności, gdyż roz-

szalał się sztorm. Trwał ponad ty-

dzień. „Agamemnon” mocno ucier-

piał, ładunek niebezpiecznie dla sta-

bilności statku przemieszczał się,

Galwanometr Thompsona ze zwierciadełkiem.

hit numeru

niej dobiła do Nowej Funlandii.

Również „Agamemnon”, 5 sier-

pnia, dotarł do kresu podróży, za-

winął do irlandzkiej Valentii. Nas-

tępnie kabel przetransportowano

jeszcze do Knightstown. Uczestni-

cy szczęśliwej ekspedycji najpierw

porządnie się wyspali, a potem

wpadli w wir bankietów organizo-

wanych na ich cześć.

Szesnastego sierpnia 1858

roku (dokładnie 150 lat temu), po

wykonaniu koniecznych testów,

przesłano pierwsze depesze. Pier-

wszą wiadomość wysłali dyrekto-

rzy przedsięwzięcia, drugą, 98

słów, królowa Wiktoria do prezy-

denta Stanów Zjednoczonych Bu-

chanana, który odpisał 149 słów.

Druga depesza szła 16 godzin,

a trzecia 10 godzin. Radość po obu

stronach oceanu była ogromna.

Wiwatowano, strzelano z armat,

biły kościelne dzwony.

Kabel pracował jednak krót-

ko, udało się przesłać jedynie 390

wiadomości, przeciętnie po 10

słów. Bezpośrednio po zerwaniu

łączności telegraficznej za awarię

obwiniano Wildmana Whitehousa,

lekarza z Brighton, entuzjastę elek-

tryczności, który obsługiwał teleg-

raf po stronie irlandzkiej. Miał on

swoje własne poglądy na naturę

prądu elektrycznego, różniące się

zasadniczo od stanowiska na ten

temat choćby Williama Thompso-

na. Whitehouse usunął czuły gal-

wanometr Thomsona, zastosował

do odbierania sygnałów znacznie

gorsze swoje urządzenie i nadawał

sygnały o stanowczo zbyt wyso-

kim napięciu 2000 V. Niezwłocznie

Prostopadłościenny budynek Museum Telegrafu w Porthcurno.

po awarii nakazano mu wrócić do

aparatury i wytycznych Thompso-

na. Jeszcze wtedy udało się prze-

słać kilka depesz, ale to było

wszystko. Drut zamilkł na zawsze.

Jednak z dalszej perspekty-

wy wygląda na to, że klęska tele-

grafu była głównie wynikiem złej

jakości kabla; producenci nie odpo-

wiadali za bezawaryjność przewo-

du, nie testowali w odpowiedni

sposób przewodu w trakcie wy-

twarzania, nie wymieniali doświad-

czeń. Co więcej, kabel izolowany

gutaperką składowano na słońcu,

a takie przechowywanie niszczy tę

substancję, dodatkowo w wyniku

pamiętnego sztormu zapętlony, był

rozwijany i nawijany kolejny raz.

Dlatego fakt, że telegraf w ogóle

zadziałał, należy uznać wręcz za

szczęśliwy zbieg okoliczności.

Pomimo tego niepowodze-

nia, jak grzyby po deszczu pojawiły

się nowe pomysły na połączenie

telegraficzne Europy z Ameryką.

Rozważano nowe linie przez Azory,

Bermudy, a także trasę ekstremal-

nie północną przez Islandię, Gren-

landię i Labrador na Nową Funlan-

dię. Równocześnie w Rosji rozpo-

częto budowę telegrafu, który miał

biec przez bezkres Syberii i Cieśni-

nę Beringa do San Francisco.

gał on o pomoc rządową, negocjo-

wał warunki. Jednak Stany Zjed-

noczone pochłonięte były wojną

secesyjną (1861–65), a Wielka Bry-

tania o mało nie stanęła w kon-

flikcie po stronie Południa. Trudno

się dziwić, że jej stosunki ze zwy-

cięską Północą były złe. Dodatko-

wo Field miał kłopoty ze swoimi

przedsiębiorstwami. Jednakże nie

były to lata całkiem stracone,

w tym czasie wiedza o elektrycz-

ności i technologia związana z te-

legrafem poszły istotnie do przodu.

Między innymi prowadzono prace

nad równoczesną komunikacją

w obu kierunkach (system dup-

leks), nad jednoczesnym przesyła-

niem dwóch różnych sygnałów

w tym samym kierunku (dipleks).

W 1874 roku złożenie obu syste-

mów dało kwadrupleks, czyli moż-

liwość przesyłania na jednym dru-

cie po dwie wiadomości w prze-

ciwnych kierunkach.

Zapotrzebowanie na szybką

łączność pomiędzy kontynentami

było duże. Dowodzi tego dobrze

działająca na początku lat 60. XIX

wieku usługa, polegająca na prze-

słaniu z Londynu depesz telegra-

ficznie do Queenstown, skąd nas-

tępnie szybki parowiec zabierał

wiadomości do Nowej Funlandii,

aby stamtąd znów po drucie

mknęły do odbiorcy gdzieś w Ame-

ryce. Połączenie to było szybsze

o 4 dni niż zwykła poczta i mimo

wysokiej ceny cieszyło się dużym

powodzeniem. W tym miejscu

warto nadmienić, że ostatnia waż-

PRZERWA –

1859 I NASTĘPNE

Następne lata, pomimo za-

angażowania Fielda, nie przyspie-

szyły akcji położenia kabla. Zabie-

Porthcurno to najsławniejsze miejsce na świecie związane z telegrafem – . Znajduje się na zachodnim krańcu Kornwalii.

Stacja, łącząca telegrafy morskie z lądowymi, pracowała przez sto lat, od 1870 roku do 1970 roku. W szczytowym okresie

zbiegało się tu 14 kabli podwodnych. W czasie II wojny światowej, Porthcurno było strategicznym punktem komunikacyj-

nym i jednym z najlepiej strzeżonych miejsc na wybrzeżu brytyjskim. Miejscowi górnicy, głęboko pod ziemią, wydrążyli tu-

nele i pomieszczenia dla telegrafu. Aby zapewnić pełne bezpieczeństwo, wykopano także tunel ewakuacyjny wychodzący

dopiero na polach uprawnych. Tutaj również szkolono pracowników telegrafów, a w 1950 roku założono Engineering Colle-

ge, który działał do 1993 roku. Potem powstało muzeum. Dziś rozpoczyna tu swój bieg kilka nowoczesnych podmorskich

kabli telekomunikacyjnych.

kabel - 150 lat pierwszej depeszy.pdf

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: