Историята на първия трансатлантически кабел: ревю

На 16 август 1858 година Кралица Виктория и президентът на САЩ Джеймс Бюканън си обменят поздрави по телеграфа, за което се използва първия трансатлантически кабел, съединяващ Британска Северна Америка с Ирландия. Това не е мигновен обмен на съобщения: за изпращането на поздрава на кралицата, състоящ се от 103 думи по кабел с дължина 3200 километра са били необходими почти 16 часа.

Телеграфирането в подобен бавен темп се налага заради огромния капацитет и съпротивление на дългия кабел. В подобни условия кратките импулси на телеграфа силно заглъхват и се сливат с шумовете на входа на приемника. Налага се неколкократното предаване на един и съши сигнал, понеже по това време автоматичната корекция на грешките все още не съществува.

Но въпреки това, в сравнение с пощенските параходи, на които са необходими 10 дни за пресичането на Атлантика, кабелът дава изключително висока скорост, особено когато се налага да се предаде спешно съобщение – например за военни действия.

Пътят до този важен етап в бързото предаване на информация между континентите е сложен и дълъг. Изобретателят Самюъл Морз е първият, който през 1840 година предлага двата материка да бъдат свързани с кабел. Реализацията на този проект започва в средата на 1850-те години, когато американският предприемач Сайръс Фийлд започва да инвестира значителни лични средства в телеграфирането.

Фийлд натрупва състоянието си в сферата на хартиената промишленост още когато е на 34 години. Първият телеграфен проект, в който той влага пари, е връзката между Сейнт Джоунс, Нюфаундленд и Ню Йорк, проектирана от канадския инженер Фредерик Нютон Гъсбърн (Frederic Newton Gisborne). Проектът не носи особено големи пари, но ентусиазмът на Фийлд по отношение на телеграфията въобще не намалява. През следващото десетилетие той инвестира свои собствени финансови средства и привлича и други инвеститори и изобретатели, за да сформира няколко телеграфни компании.

Най смелата от тези компании е Атлантическата телеграфна компания, позната като Атлантик Телеграф Къмпани (АТК). Фийлд и английските инженери Джон Уоткинс Брът и Чарлз Тилстън Брайт – и двамата са специалисти по подводна телеграфия, основават компанията през 1856 година с конкретна цел – да бъде прокаран трансатлантически кабел. Правителствата на Великобритания и САЩ се съгласяват да субсидират този проект.

По това време наземната телеграфна връзка вече масово се използва и има няколко къси подводни кабела в Европа и САЩ. Но твърде голямата дължина на трансатлантическия кабел създава някои уникални проблеми, особено като се има предвид, че по това време липсват познания по обмен на информация на толкова големи разстояния. Конструкцията на един подобен кабел също е под въпрос.

Морз и британският физик Майкъл Фарадей считат, че жилото на подводния кабел трябва да бъде възможно най-тънко, за да се намали латентността на сигнала. Освен това, колкото по-дебел е проводникът, толкова по-висок става капацитетът на кабела, а това означава, че ще е необходим по-голям ток за работата на телеграфа.

Съвсем друга точка на зрение представя Уилям Томсън (по-късно лорд Келвин). Той твърди, че величината на забавянето на сигнала е обратно пропорционално на квадрата на дължината на кабела. Томсън предлага да се използва кабел с по-голям диаметър на проводника, направен от мед, за да се намали съпротивлението. Брайт, който е главен инженер на проекта, е съгласен с Томсън. Но кабелът с този дизайн е значително по-тежък и скъп, и АТК не го приема.

В крайна сметка, изолацията и проводникът на кабела са произведени от компанията Gutta Percha Co. Жилото е съставено от седем медни проводника с общ диаметър 0,21 см. Готовото жило тежи 550 кг на километър, което значително по-леко в сравнение с почти 1800-те кг на километър в решението, предложено от Томсън и Брайт. Медното жило е обвито в три слоя гутаперча -латексен материал, който се произвежда от смолата на дървото гутаперча. Изолираното по този начин жило се покрива със насмолено фолио и отвън се покрива с метал. Самият кабел е с дебелина около 16 мм.

По това време нито един кораб не може да носи целия необходим подводен кабел и товарът е разделен на две между два военни кораба – HMS Agamemnon и USSF Niagara, като и двата са специално оборудвани, за да могат да носят товара. Необходими били три седмици, за да се натовари целия кабел. Тълпи от хора се събират да гледат случващото се, а пресата от това време активно отразява събитието в различните части на света.

Разбира се, наличието на два кораба означава, че те в даден момент трябва да се срещнат и двете части на кабела да бъдат съединени. И тук възникват разногласия как най-добре да бъде направено това.

Брайт настоява кабелът да бъде съединен в средата на океана, а след това двата кораба да тръгнат в противоположни направления и да размотават кабела във водата. Останалите предлагат полагането на кабела да започне в Ирландия и двете половини да бъдат съединени след като бъде положена първата. При втория план е възможно чрез самия кабел да се поддържа връзка с брега и по този начин кабелът непрекъснато да се тества. От друга страна, планът на Брайт двойно намалява времето за прокарване на кабела и по този начин намалява вероятността някой от корабите да се натъкне на буря в океана.

Бордът на директорите подкрепя първия план. Корабите Ниагара и Агамемнон се срещат в Куинстаун, Ирландия, за да проверят кабела временно включвайки двете му части. След успешното предаване на тестовия сигнал, корабите се отправят към залива до остров Валентия, за да започнат своята мисия, ескортирани от корабите USS Susquehanna и HMS Leopard. Към този флот се присъединяват и корабите за поддръжка HMS Advice, HMS Willing Mind и HMS Cyclops.

Прокарването на самия кабел започва на 5 август 1857 година. Първата част на така наречения брегов кабел е сериозно подсилена за защита от вълните, теченията, камъните и котвите. Но въпреки това, на по-малко от 10 км от брега кабелът се закача за нещо и се скъсва. Флотът се връща на брега.

Един от корабите по поддръжката вади скъсаната част и членовете на екипажа я съединяват с останалата част. Флотът отново тръгва на път. Когато всичкият брегови кабел е размотан, екипът по поддръжката го съединява с океанския кабел и започва бавно да го спуска на дъното.

Полагането на кабела продължава през следващите няколко дни. Между брега и Фийлд, Морз и Томсън има почти непрекъсната и качествена връзка. Морз не може да работи, понеже страда от морска болест.

Механизмът за полагане на кабела работи трудно. Кабелът понякога пада от колелото, а смолата се натрупва в каналите и трябва непрекъснато да се чисти. За да може да се контролира скоростта на кабела е необходимо постоянното регулиране на спирачната система на този механизъм. Отделен човек трябва непрекъснато да балансира спирачния механизъм, като отчита скоростта на кораба и на океанските течения. При хубаво време това не е трудно да се прави, Но времето се променя, а хората са склонни да правят грешки.

Около 3:45 сутринта на 11 август кърмата на кораба Ниагара се спуска между вълните и след това се издига на техния връх. Когато корабът се издига на гребена на вълната, натискът върху кабела се усилва. В този момент спирачките трябва да бъдат пуснати, но това не е направено. Кабелът се къса и потъва на огромна дълбочина.

Фийлд веднага заминава за Англия на борда на Леопард, за да се срещне с борда на директорите на АТК. Ниагара и Агамемнон остават на същото място в продължение на няколко дни, за да тренират свързването на кабела между двата кораба. Циклоп, който година преди това е изследвал този маршрут, спуска сонда на този участък. Уви, дълбочината се оказва твърде голяма, за да се правят опити да се достигне кабела. Когато корабите се завръщат в Англия ставя ясно, че проектът е отложен с една година.

През зимните месеци за главен инженер на компанията е назначен Уйлям Евърет, който проектира нов механизъм за подаване на кабела и отделя особено много внимание на спирачките и на безопасността. Отделно от това, екипажът усилено тренира размотаването и съединяването на кабела. Томсън работи върху скоростта на предаване и създава своя огледален галванометър за измерване на тока в много дълги кабели.

Корабите тръгват на път следващото лято. Този път се изпълнява плана на Брайт. Агамемнон и Ниагара трябва да се срещнат в 52°2′ северна ширина и 33°18′ западна дължина, точно на половината път. В средата на Атлантическия океан те трябва да съединят кабела и да го пуснат в средата на океана. Агамемнон се отправя на изток от Нюфаундленд, а Ниагара тръгва на запад от Ирландия.

Към момента на отплаването времето е хубаво, но твърде бързо показва изменчивия си нрав. В продължение на шест дни, двата кораба натоварени с 1500 тона кабел, се подмятат в океана. Въпреки че никой не загива, 45 души са ранени, а Агамемнон остава на 300 километра встрани от курса.

Накрая, на 25 юни 1858 година Агамемнон и Ниагара се срещат. Екипажите съединяват кабела и корабите тръгват по обратния път. Първоначално те си обменят съобщения по кабела, а на 27 юни в около 3:30 часа и в двата корабни дневника е регистриран срив на връзката. На всеки един от корабите всичко изглежда прекрасно и всеки екипаж решава, че проблемът е в другия край на кабела и се връщат на мястото на срещата. Екипажите се отказват да разследват случилото се и решават да се откажат от положените дотук 100 км кабел и започват отново.

На 29 юни Агамемнон изразходва почти целия кабел от палубата, а това означава, че екипажът ще трябва да започне по средата на нощта да подава кабел от главната бобина. Въпреки че през зимата те са тренирали този процес, този път късметът не е на тяхна страна. Към полунощ кабелът се скъсва и отново е изгубен. Оказало се. че шестдневната буря е повредил кабела, лежащ върху палубата. Към този момент корабите вече са на разстояние няколко стотици километри един от друг и няма достатъчно кабел за нов опит. Те се отправят към Куинстаун, Канада, за да чакат нови инструкции.

Това не спира Фийлд, но са ми необходими немалко усилия, за да убеди останалите членове на борда на директорите на Атлантическата телеграфна компания да направят още един опит. След толкова неуспехи трябва наистина да си много убедителен, за да получиш още един шанс за прокарването на този кабел.

За трети път корабите излизат от пристанищата на Канада и Ирландия на 17 юли 1858 година. Този път полагането на кабелите става без произшествия: те най-накрая имат късмет с времето. На 29 юли Фийлд записва в своя дневник, че двата кораба са съединили двата края на кабела в средата на Атлантическия океан и са го пуснали във водата на дълбочина 2745 метра. След това всеки кораб се отправя към своето пристанище. Сега вече кабелът с обща дължина 3200 км съединява канадския остров Нюфаундленд с остров Валентия в Ирландия.

На 10 август започва изпращането на текстови съобщения, а на 16 август, след като кралицата и президентът на САЩ обменят послания, кабелът е официално обявен за работещ. Уви, той не работи дълго. През следващите няколко седмици връзката става все по-лоша, а през месец септември 1858 година съвсем се изгубва. За това време са обменени 732 съобщения.

Но кабелът успява да покаже колко може да бъде полезен в практиката. С негова помощ британското правителство изпраща телеграма в Канада, с която съобщава, че въстанието в Индия е вече потушено и не е необходимо изпращането на повече полкове. По този начин британската хазна само с едно съобщение откупва една седма от цената на кабела – именно толкова струва прехвърлянето на два полка през Атлантика. Става ясна стратегическата важност на трансатлантическия кабел.

Вината за неуспеха е приписана на Уайтхаус – главния инженер на източния край на кабела. Той считал, че колко по-далече трябва да бъде изпратен сигнала, токова по-голямо напрежение е необходимо и той използвал сериозните 2000 V, за да има силен сигнал.

Към 1985 година историкът и инженер Донард де Когън публикува статия, която донякъде оправдава Уайтхаус. Анализираният от Когън къс от този кабел, показва неговото твърде лошо качество – проводникът не е центриран в изолацията и в някой места е опасно близо до желязната обвивка. А на места изолацията от гутаперча е накъсана. Де Когън предположил, че тази кабел просто физически няма как да работи дълго, а високото напрежение, подадено от Уайтхаус само е влошило ситуацията, като силно повишило корозията.

Може би и мислите, че този неуспех е можел да спре Фийлд. Как ли пък не. И въпреки, че по-голямата част от спонсорите отказва да финансира нов проект, британската хазна по съвсем разбираеми причини вижда потенциала на подобен кабел и дава необходимите финансови средства. Новият кабел е положен от втория път през 1866 година с помощта на най-големия кораб от това време – британският параход Грейт Истърн с водоизместимост 32 000 тона. Общата дължина на кабела вече е 5100 км и той работи и успешно се ползва в продължение на няколко десетилетия.

През 1891 година през целия свят са прокарани десетки свръхдълги кабели, два от които – през Атлантика.

А към днешен ден са положени петнадесетина трансатлантически кабели и именно благодарение на тях за някакви си една-две стотици милисекунди можем да получим достъп до сървърите в Америка.

Интересно е, че през изминалите 150 години общата технология за полагане на океанските кабели не се е променила – същите огромни топове кабел, същата опасност от скъсване. Разбира се, самите кабели са променени до неузнаваемост. Тяхното скъсване вече не е така лесно, а вместо медни проводници отдавна се използва оптика. Но все пак, когато за част от секундата попадате на някой американски сайт, спомнете си с какво се е започнало.