Atlantyckie wyzwanie, czyli Marconi triumfujący.pdf

hit numeru

U progu XX stulecia przesłanie fali radiowej przez Atlantyk

znajdowało się już nie w sferze marzeń, ale w granicach

ambitnych planów. Wkrótce dzięki osiągnięciu tego celu

nie tylko udało się zapewnić łączność pomiędzy stacjami

naziemnymi, ale również znacznie poprawiono bezpieczeństwo

podróży transatlantyckich. Wystarczyło do tego wyposażyć statki

w aparaturę radiotelegraficzną nawet o niewielkim zasięgu.

W pierwszych latach utrzymywania kontaktu radiowego

pomiędzy parowcami kilka katastrof zakończyło się

dla wielu rozbitków szczęśliwie.

Guglielmo Marconi.

zasadniczymi osiągnięciami

technicznymi stały się pier-

wsze próby strojenia aparatury

na sprecyzowaną długość fali oraz

odseparowanie anteny od reszty

urządzeń w nadajniku i odbiorniku

. Dzięki temu można było skoko-

wo zwiększyć zasięg przesyłania

fal radiowych z kilkudziesięciu

kilometrów do kilkuset, a nawet

kilku tysięcy kilometrów. W obu

tych osiągnięciach bardzo istotne

zasługi miał Karl Ferdinand Braun

(1850–1918) – współlaureat,

wraz z Marconim, Nagrody Nobla,

sto lat temu, z fizyki, za zasługi

w rozwoju telegrafu bez drutu.

STACJA W POLDHU –

„FAB RYKA PIORUNÓW”

W lecie 1900 roku wybrano

lokalizację i rozpoczęto zakładanie

radiostacji w Poldhu Cove w Kor-

nwalii. Działalność firm Marconie-

go nie przynosiła jeszcze dochodu,

ich funkcjonowanie finansowano

z kapitału, który szybko topniał.

Atlantyckie wyzwanie,

czyli Marconi triumfujący

Z okazji zbliżającej się 100. rocznicy przyznania Nagrody Nobla za zasługi w rozwoju telegrafii bez drutu

Bronisł awa Ś redniawa

antena

generatora

drgań

generatora

drgań

Innowacja Karla Ferdinanda Brauna, polegająca na wydzieleniu obwodu an-

teny z obwodów generującego drgania w nadajniku i z detekcyjnego w od-

biorniku: – Schemat nadajnika przed modyfikacją, – po modyfikacji.

Karl Ferdinand Braun.

N a przełomie XIX i XX wieku

Obwody: nadawczy i odbiorczy , z czasów transmisji sygnałów „S“

przez Atlantyk (rys. na podstawie wykładu noblowskiego Marconiego, 1909 r.).

Widoczne jest zastosowanie innowacji K.F. Brauna: a – antena, S – iskiernik,

K – klucz Morse’a, C – koherer.

Antena w Poldhu.

go silnik wysokoprężny. Otrzymy-

wano prąd elektryczny o mocy 25

kW, o napięciu 2 kV i częstotliwoś-

ci 50 Hz. Dalej, dwa transformatory

podwyższały napięcie do 20 kV,

które trafiało do obwodu produku-

jącego falę radiową na tej samej

zasadzie co dotychczas, czyli pop-

rzez drgania wysokiej częstotli-

wości prądu elektrycznego. Obwo-

dy wytwarzające fale projektował

sam Marconi . Radiostacja nada-

wała fale mniej więcej o długości

366 m. Iskra miała 30 cm długości

i grubość męskiego nadgarstka.

Na etapie budowy stacji

poważną trudnością okazało się

wzniesienie drewnianych masz-

tów do anteny. Pierwsza antena

wspierała się na dwudziestu 61-

-metrowych masztach, wbitych

w ziemię na obwodzie koła o śred-

nicy 61 m. Miała kształt stożka

zbudowanego z wielu drutów, od-

wróconego wierzchołkiem do dołu.

Przewody anteny prowadziły z ob-

wodu koła na szczycie masztów

do środka koła nisko nad ziemią.

Siedemnastego września 1901 ro-

ku konstrukcję powaliła wichura.

Katastrofa pogłębiła kłopoty finan-

sowe Marconiego. W ciągu tygod-

nia jednak udało się wznieść

znacznie prostszą, tymczasową

antenę na dwóch masztach. Nas-

tępna solidna już antena, budowa-

na w listopadzie, zawieszona była

na 4 masztach o wysokości 61 m,

przypominających słupy triangula-

cyjne, które jeszcze można czasem

spotkać na niektórych szlakach

beskidzkich. Wieże wzniesiono

w wierzchołkach kwadratu o boku

61 m. Druty, przebiegające wzdłuż

ścian ostrosłupa o takiej odwróco-

nej do góry podstawie, podobnie

jak w pierwszej konstrukcji zbie-

gały się prawie na poziomie ziemi

do środka kwadratu .

W takiej sytuacji zdobycie fundu-

szy na nowe przedsięwzięcie łat-

we nie było.

Guglielmo Marconi

(1874–1937) , pytany o przezna-

czenie urządzeń nadawczo-odbior-

czych po obu stronach oceanu,

udzielał odpowiedzi, że będzie nim

kontakt z parowcami znajdującymi

się w rejonie przybrzeżnym. Kon-

sekwentnie trzymał w tajemnicy

swój znacznie ambitniejszy cel.

Zrobił tak z obawy przed konku-

rentami, wśród których niebagatel-

ne osiągnięcia mieli między inny-

mi: Karl Ferdinand Braun i Adolf

Slaby (1849–1913) w Niemczech,

Reginald Fessenden (1866–1932)

w Kanadzie, Lee de Forest (1873–

1961) w Stanach Zjednoczonych,

Aleksander Popow (1859–1906)

w Rosji i Eugène Ducretet (1844–

1915) we Francji. Marconi działał

tak, jakby jeszcze jednym jego

rywalem był czas.

Na początku elementy ob-

wodów elektrycznych cewki, tran-

sformatory, butelki lejdejskie, wy-

glądały, jakby były wzięte bezpoś-

rednio z laboratorium fizycznego

. Potem wraz z rosnącymi odleg-

łościami, na które udawało się pro-

wadzić kontakt radiowy, rozmiary

aparatury znacznie wzrosły. Nie

budziło wątpliwości, że radiosta-

cja w Poldhu to prawdziwa „fabry-

ka piorunów” przeznaczonych do

przesyłania wiadomości na inny

kontynent, a nie zwyczajna pra-

cownia doświadczalna.

W Poldhu stroną zapewnie-

nia zasilania elektrycznego zajął

się John Ambrose Flaming

(1849–1945), wybitny znawca elek-

tryczności, profesor University Col-

lege London, który w kilka lat póź-

niej wynalazł diodę. Jednak tym-

czasem zbudował wielki generator,

jak na tamtą epokę, uruchomił go

i czuwał nad jego pracą. Napędzał

1 17

Laboratorium Marconiego.

Półwysep

Labradorski

hit numeru

St. John's

Nowa

Funlandia

latawca zamocowany był do po-

bliskiego słupa telefonicznego,

a drut anteny przez okno wchodził

do pomieszczenia z aparaturą

odbierającą sygnały radiowe .

Marconi narzekał na złe uziemie-

nie z powodu skalistej budowy

wyspy, dlatego zakopano w podło-

żu cynkową blachę, by podłączyć

do niej uziemienie. Pracowano

w najwyższym podnieceniu, go-

rączkowo i w obawie porażki. Jed-

nak już w pierwszy dzień nadawa-

nia sygnałów z Kornwalii usłysza-

no w słuchawkach słabiuteńkie

„pikanie”, a dzień później, 12 gru-

dnia o godzinie 12.30 Marconi bez

wątpienia usłyszał w słuchawkach

sygnał nadawany z Poldhu. Były to

serie trzech kropek, czyli litery „S”

w alfabecie Morse’a. Zaraz potem

konstruktor przekazał słuchawkę

swojemu współpracownikowi Ge-

orge’owi Kempowi, który wsłuchi-

wał się przez chwilę i potwierdził

odbiór impulsów. Sygnał usłysza-

no jeszcze 13 grudnia. Dalsze pró-

by zostały przerwane z powodu

fatalnych zimowych warunków at-

mosferycznych. Marconi nie zapro-

sił nikogo, kto wraz z jego ekipą

mógłby być świadkiem przekazu

pierwszej transmisji radiowej

przez Atlantyk. Nie będąc wcześ-

niej pewny sukcesu, wybrał ryzy-

ko, że opinia publiczna może nie

uwierzyć mu na słowo.

Zatoka św. Wawrzyńca

Glace Bay

Wyspa

Cape Breton

Nowa Szkocja

Boston

Cape Cod

Nowy Jork

Mapka północno-wschodniego

wybrzeża Ameryki Północnej.

W Poldhu szybko urucho-

miono łączność bezprzewodową,

porozumiewano się ze stacjami na

Isle of Wight na odległość 300 km

i w Crookhaven koło Cork w Irlan-

dii na odległość 362 km oraz z in-

nymi stacjami na angielskim i fran-

cuskim brzegu kanału La Manche.

Kornwalii dzieli najmniejsza odleg-

łość, wynosząca około 3 tys. kilo-

metrów. Właśnie tu, wówczas od

35 lat, wynurzał się z oceanu pier-

wszy podwodny kabel łączący Eu-

ropę i Amerykę.

Szóstego grudnia 1901 roku

Marconi dotarł do St. John’s. Spo-

łeczność miejscowa witała go en-

tuzjastycznie. Z Anglii Marconi

zabrał, oprócz aparatury elektrycz-

nej, także dwa balony bawełniano-

-jedwabne, butle z wodorem i 6 la-

tawców. Wraz ze swoimi dwoma

współpracownikami od razu zabrał

się do ustawiania aparatury. Ante-

na w tych eksperymentach była

zawieszona na kablu o długości

około 150 m unoszonym przez ba-

lon o średnicy 4,3 m, wypełniony

wodorem lub przez latawiec o roz-

miarach około 2,8 m × 2,1 m .

Silny wiatr szybko stał się przyczy-

ną utraty jednego z balonów i jed-

nego z latawców. Kabel balonu lub

···CZYLI „S”

PRZEZ ATLANTYK

Następnym krokiem powin-

no być wzniesienie daleko zasię-

gowej radiostacji po stronie ame-

rykańskiej. Wybór padł na Cape

Cod położony na południe od Bos-

tonu . Choć nieco później po-

wstała tam radiostacja, w celu

przeprowadzenia pierwszych tes-

tów łączności przez ocean szybko

przeniesiono się do St. John’s, na

Nowej Funlandii. Nie bez przyczy-

ny, gdyż jest to miejsce na konty-

nencie amerykańskim, które od

PRZY JĘCIE WIADOMOŚCI

Wiadomość o przekazie pier-

wszych fal radiowych przez ocean

ukazała się w gazetach w połowie

grudnia. Prasa, nie bez zastrzeżeń,

ale raczej dawała wiarę oświad-

czeniu Marconiego, natomiast

świat naukowo-techniczny był po-

dzielony. Na początku Oliver Lodge

i Thomas Edison powątpiewali

w fakt przesłania fal radiowych

przez ocean. Szesnastego grudnia

nastąpiło jednak zdarzenie, które,

jak żadne inne, potwierdziło wagę

tego dokonania, nie tylko jako

osiągnięcia techniki, ale także jako

realnej konkurencji dla tradycyjne-

go kablowego telegrafu transatlan-

tyckiego. Otóż Anglo-American

Cable Company, będąca monopo-

listą w tej dziedzinie, zapowie-

działa, że jeśli nie zaniecha on

swoich doświadczeń z telegrafem

iskrowym na Nowej Funlandii,

to wystąpi do sądu. Takie prawo

obowiązywało w Wielkiej Brytanii,

Testy Marconiego na Nowej Funlandii. Na zdjęciu widoczny latawiec

do unoszenia anteny.

korzystać również

ludzie o skromniej-

szych dochodach.

W zderzeniu statków

„Republic” i „Florida”

zginęło:

a) kilka osób

b) wszyscy pasażerowie

c) nikt nie zginął

TRZYKILOME−

TROW Y DOWÓD

Oliver Heaviside.

Wkrótce Mar-

coni przedsięwziął

działania w celu

udowodnienia, że

naprawdę udało mu

się przesłać falę ra-

diową przez Atlan-

tyk. Na parowcu

„Philadelphia” pod-

niesiono maszty

w celu zamocowania

anten o wysokości

46 metrów i zamon-

towano aparaturę

odbiorczą. Zabrano

w podróż również

nadajnik o zasięgu

około 240 km. Rejs

rozpoczął się w An-

glii 22 lutego 1902 roku. Odbiór

sygnałów nadawanych w Poldhu

odbywał się z idealną regularnoś-

cią. Po raz ostatni odebrano krótką

depeszę nadaną w Kornwalii

w odległości 2500 km, a potem

jeszcze słyszalne były znaki „S” do

odległości 3377 km. W trakcie pod-

róży sceptycznie nastawiony na

początku kapitan i załoga uwierzy-

li w rzeczywisty odbiór sygnałów

aż z Kornwalii. Na statku do od-

biornika podłączona była drukarka

telegraficzna. Dowód w postaci jej

wydruku miał ponad 3 km długoś-

ci. Czyli przesłanie fal radiowych

przez Atlantyk zostało potwierdzo-

ne ponad wszelką wątpliwość już

w 3 miesiące po pierwszych tes-

tach na Nowej Funlandii. Bezpo-

średnio potem na giełdzie w Lon-

dynie spadła wartość akcji spółek

posiadających kablowe połączenia

telegraficzne przez Atlantyk.

Przez całe dotychczasowe

dzieje żeglugi po morzach i ocea-

nach statek, opuszczając port, tra-

cił kontakt z całym światem, za-

tem nawiązywana łączność bez-

przewodowa z wybrzeżem lub in-

nymi parowcami musiała być kolo-

salną zmianą dla marynarzy.

do której Nowa Funlandia należała

jeszcze z początkiem XX wieku,

ale w innych krajach, w szczegól-

ności w Kanadzie i Stanach Zjed-

noczonych, już nie. To zdarzenie

popchnęło włoskiego wynalazcę

w otwarte ramiona Kanadyjczy-

ków. Rząd w Ottawie zaoferował

mu potrzebne wsparcie finansowe

oraz grunt pod radiostację na są-

siedniej, ale należącej już do tego

państwa wyspie Cape Breton. Tak

powstała w kilka miesięcy potem

stacja Glace Bay. W zamian, wstę-

pnie Marconi zapewnił, że ceny

depesz będą znacznie niższe niż

przesyłanych kablem. Po tych krót-

kich, ale ważnych ustaleniach roz-

poczęła się triumfalna podróż Mar-

coniego po Ameryce.

Trzynastego stycznia 1902

roku, czyli w miesiąc po udanej

próbie na Nowej Funlandii,

w Nowym Jorku American Institu-

te of Electrical Engineers wydał na

cześć wynalazcy uroczysty obiad.

Zaproszono ponad trzystu gości.

Zaaranżowano za pomocą żarówek

napisy MARCONI, POLDHU, ST.

JOHN’S i literę „S” w alfabecie

Morse’a. Ozdobne menu z podo-

bizną Marconiego opatrywał au-

tografami sam gość honorowy.

Odczytano depesze gratulacyjne

między innymi od Edisona i Tesli.

Marconi zachowywał się skromnie,

zabierając głos, zaznaczył, że syg-

nał odebrał za pomocą słuchawki

telefonicznej aparatu Aleksandra

Grahama Bella, który zresztą oso-

biście przybył na uroczystość. Da-

lej w swym wystąpieniu wspom-

niał, że wtedy w aparaturę radio-

telegraficzną było wyposażonych

70 statków i istniało 20 stacji ko-

munikacji radiowej na wybrze-

żach. Wyraził nadzieję, że z usług

telegrafu bez drutu będą mogli

Zamocowanie latawca w czasie prób na Nowej Fun-

landii.

nowicie odległość, na którą sygna-

ły dochodziły w dzień, była po-

naddwukrotnie mniejsza niż w

nocy. Po oddaleniu się od Poldhu

o około 1130 km sygnał radiowy

stał się nieczytelny w dzień, dalej

odbierano go jeszcze po zmroku.

Nawet najtęższe głowy nie mogły

tego zrozumieć. Nie wszystkie,

Oliver Heaviside (1850–1925)

od razu napisał tekst z wywodem,

że w wyższych partiach atmosfery

może znajdować się warstwa

przewodząca elektryczność, która

odbija fale elektromagnetyczne.

Był to błysk genialnej intuicji tego

głębokiego znawcy teorii elektro-

magnetyzmu. Podobny wywód

przedstawił Arthur Kennelly po

drugiej stronie Atlantyku. Ale

wśród wielu innych, zwykle pseu-

donaukowych, pomysłów próbują-

cych znaleźć przyczynę tej właści-

wości prawidłowe wytłumaczenie

przeszło na razie bez echa. Potwier-

dzone później istnienie jonosfery

wyjaśniło również inne zjawiska,

między nimi dlaczego udało się

Marconiemu usłyszeć sygnał z Pol-

dhu na jachcie u samego podnóża

skał Gibraltaru albo że czasem

można się połączyć z daleką sta-

cją, a równocześnie nie można

z bliższą.

Od tej pory Marconi prowa-

dził swoje nieustanne ekspery-

menty głównie w nocy. Na objawy

przemęczenia nie trzeba było dłu-

go czekać.

SPĘDZAJĄCA SEN Z OCZU

WŁAŚ CIWOŚĆ ATMOSFERY

W czasie tego rejsu zaobser-

wowano pewną zadziwiającą

i niepokojącą prawidłowość, mia-

hit numeru

Mapka rejsu dziewiczego RMS „Titanic”, krzyżyk wskazuje przybliżone miej-

sce katastrofy, linią przerywaną oznaczono resztę drogi w kierunku portu

przeznaczenia.

RMS „Titanic”.

z USA do Europy, do króla Edwar-

da VII.

Regularną łączność telegrafu

bezprzewodowego przez Atlantyk

udało się Marconiemu ustanowić

jednak dopiero 5 lat później, po-

między radiostacjami w Glace Bay

na wyspie Cape Breton a Clifden

w Irlandii. Działalność komercyjna

tego połączenia nigdy nie stała się

źródłem większego zysku. Pomimo

tego Marconi był bajecznie bogaty.

Dzięki zadziwiającym sukcesom

telegrafu iskrowego oraz mis-

trzowskiemu zarządzaniu firmami,

w którym istotnym elementem by-

ło konsekwentne i skutecznie zwal-

czanie konkurencji, jego przedsię-

biorstwa produkujące sprzęt radio-

wy prosperowały świetnie do po-

łowy lat 20. XX wieku.

sach, w wyniku katastrofy i zato-

nięcia statku na pełnym morzu,

ginęli wszyscy pasażerowie i zało-

ga. Ludziom czekającym na statek

w porcie myśl o możliwej tragedii

kiełkowała i rosła wraz z mijający-

mi dniami i tygodniami opóźnie-

nia. Gdyby łączność radiowa mię-

dzy statkami istniała, marynarze

będący w niebezpieczeństwie

mogliby wołać o ratunek i w taki

sposób pojawiłyby się szanse na

ocalenie wielu istnień ludzkich.

Pod sam koniec XIX wieku rozpo-

częto wyposażanie statków w zes-

tawy telegrafu iskrowego. Około

1910 roku urządzenia nadawczo-

-odbiorcze zwykle miały zasięg

zaledwie do 320 km. W praktyce,

przy całkiem sporym zagęszczeniu

liniowców i jednostek towarowych

na uczęszczanych szlakach komu-

nikacyjnych na Atlantyku, okazało

się to zupełnie wystarczające.

Standardowo jako detektor fal

radiowych zamontowany był wów-

czas odbiornik magnetyczny.

REGULARNA RADIOWA

ŁĄCZ NOŚĆ TRANSATLANTYCKA

W ciągu pozostałych miesię-

cy 1902 roku zbudowano radiosta-

cję w Glace Bay na wyspie Cape

Breton, skąd pierwsze depesze

przesłane za pomocą fal radiowych

pomknęły do Europy jeszcze

w tym samym roku. Uroczyście

zainaugurowano działalność, gdy

gubernator Kanady wysłał pozdro-

wienia do angielskiego króla

Edwarda VII, a Marconi również

do króla Włoch Wiktora Emanuela.

Już wkrótce rozpoczęła pracę pier-

wsza stacja w Stanach Zjednoczo-

nych, na Cape Cod. Osiemnastego

stycznia 1903 roku prezydent Theo-

dore Roosevelt (nie mylić z Frankli-

nem D. Rooseveltem) wysłał pier-

wszy bezpośredni radiogram

KILKA TYSIĘCY URATOWA−

NYCH ISTNIEŃ LUDZKICH

W KA TASTROFACH MORSKICH

Marconi, prowadząc prace

nad powiększeniem odległości

możliwego kontaktu radio-

wego, miał między

innymi na uwadze

poprawę bezpie-

czeństwa żeg-

lugi transoce-

anicznej.

W tam-

tych cza-

III

JONOSFERA

Przyczyną powstawania jonosfery jest promie-

niowanie ultrafioletowe, rentgenowskie oraz kor-

puskularne pochodzące ze Słońca, jak również

promieniowanie kosmiczne, choć w znacznie

mniejszym stopniu. Wszystkie te rodzaje pro-

mieniowania, oddziałując z atomami, wybijają elektrony. W wyniku tego pro-

cesu powstają jony i swobodne elektrony, tworzące jonosferę. Ze względu

na ten mechanizm ulega ona znacznym zmianom w ciągu doby.

Fale elektromagnetyczne oddziałują z jonosferą. Odbijanie się krótkich i śred-

nich fal radiowych od warstw jonosfery pozwala na łączność radiową daleko

poza linię horyzontu. Nie można jednak wyobrażać sobie jonosfery jako „gład-

kiego zwierciadła” dla fal radiowych, gdyż rozpraszają się one tam w różnych

kierunkach, mogą stracić przy tym niebagatelną część swojej energii .

Ziemia

jonosfera

70 km

1000 km

Szkic poglądowy, jak mogą biec fa-

le radiowe w jonosferze, λ – dłu-

gość fali radiowej, λ I > λ II > λ III . Pro-

mieniowanie elektromagnetyczne

o odpowiednio krótkiej długości

fali (czyli odpowiednio dużej częs-

totliwości) może wydostać się po-

za jonosferę.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: