Артур Кларк - Голоc через океан

• Название: Голоc через океан
• Автор: Артур Кларк
• Издательство: Связь
• Жанр: Техническая литература
• Год: 1964

XIX век был богат на великие технические свершения, однако современники не зря именно трансатлантический телеграфный кабель назвали восьмым чудом света. Проводная связь в короткое время объединила людей в едином информационном пространстве. Следующего критического шага пришлось ждать столетие… Тот самый Артур Кларк, астроном и будущий писатель-фантаст, в победном 1945-м году выдвинул потрясающую идею о достаточности трех геостационарных спутников для обмена сигналами между любыми пунктами на планете.

Популярная книжка Кларка не переиздавалась в нашей стране уже более 40 лет и нынешней молодежи практически недоступна. Между тем, сегодня она актуальна как никогда, потому что – при всей своей устарелости, беглости и ляпах! – рассказывает о настоящей жизни, о борьбе с непокорной природой, о преодолении великих трудностей во имя человечества. На этом фоне карикатурно выглядят приманки, выставляемые современными ловцами душ.

Вот почему мы предприняли сетевое издание "Голоса…", постаравшись при этом заменить низкокачественные книжные рисунки на те же изображения, но выполненные с лучшим разрешением и без грубого растра. Большая часть этого графического материала была найдена в Интернете, и весьма вероятно, что не обошлось без невольных покушений на чью-то собственность. Да будет стыдно тем, кто подумает об этом дурно!

Отечественная литература бедна материалами, посвященными трансокеанским кабелям. Интересна в этой связи чисто профессиональная книга: "Подводные кабельные магистрали связи". Под. ред. И. С. Равича и Д. Л. Шарле, М., 1971 г.

---

А в это время учёные и инженеры, создавшие систему трансатлантической телефонной связи, уже планировали разработку нового, более совершенного подводного кабеля.

XXIV. БУДУЩЕЕ

Усовершенствование кабелей и разработка надёжной конструкции подводных ламповых усилителей обусловили значительный прогресс в области трансокеанской связи.

Успех, быстро завоёванный первым трансатлантическим телефонным кабелем 1956 года, способствовал прокладке буквально вслед за ним ряда трансатлантических и тихоокеанских телефонных кабельных линий, в частности, в 1957 году между Калифорнией и Гавайскими островами (линия "Пасифик Войсвей") и в 1959 году второй трансатлантической линии между Ньюфаундлендом и Францией.

Рано или поздно в подводной телефонной связи, безусловно, найдёт применение транзистор, функционирующий как электронная лампа. Имея в виду широкое распространение, которое получили транзисторы за последние годы, кажется удивительным, почему они не использованы ещё в подводной телефонной связи. Казалось бы, кристаллы не занимают много места, не требуют большого напряжения и мощности и применение их приведёт к сокращению размеров и веса усилителя в целом.

Вероятно, это объясняется некоторым консерватизмом, с которым подошли к проектированию первого трансатлантического телефонного кабеля. Электронные лампы испытывались в течение двадцати лет, а первые транзисторы выходили из строя, подвергшись малейшему влиянию влаги. Кто мог дать гарантию, что они будут надёжно работать в океане в течение пяти, десяти или, скажем, пятнадцати лет?…

В принципе вполне возможно, что транзистор, будучи усовершенствованным, окажется более долговечным, чем электронная лампа. Каждая лампа во время работы выделяет значительное количество тепла; полупроводниковый прибор, с тремя или четырьмя проводами, подсоединёнными к нему, остаётся совершенно холодным. Поэтому, если его тщательно изготовить и надёжно изолировать от внешней среды, маловероятно, что с ним что-нибудь может случиться. А с точки зрения износа он практически вечен.

В будущем срок службы усилителей, сконструированных на полупроводниковых приборах, будет, видимо, измеряться не двадцатилетиями, а веками.

Коль скоро подводная телефонная связь через Атлантику установлена, естественно предположить, что следующим шагом будет передача телевизионных программ. Но шаг этот настолько велик, что, видимо, пройдёт много лет, прежде чем он будет сделан.

Главным препятствием, как и в случае, когда телеграф сменился телефоном, является ширина полосы используемых частот. Изображение само по себе – явление более сложное, чем звук. Если сравнить частоту звуковых колебаний и частоту колебаний, необходимых для удовлетворительной передачи изображения, то можно написать следующее соотношение:

1 телевизионный канал = 1000 телефонных каналов.

Таким образом, потребовалось бы 20 или 30 трансатлантических телефонных систем, чтобы осуществить передачу одной телевизионной программы. Очевидно, что это повлекло бы за собой большие неоправданные затраты. Видимо, проблему телевизионной связи через Атлантику следует решать другим путём и, в частности, с помощью радио, несмотря на то, что ионосфера иногда является причиной помех при радиосвязи.

Интересно, что, когда началось проектирование трансатлантического телефонного кабеля, радиоинженеры приступили к серии опытов по передаче волн на значительные расстояния без отражения от ионосферы. Новый способ получил применение и стал известен как способ "рассеивающего распространения"[66]. Он будет более понятен, если объяснить его на примере из области оптики или, вернее, провести аналогию с ней.

Предположим, что в небо, на облака, направлен луч мощного прожектора. Тогда с помощью этого прожектора сигналы азбуки Морзе могут быть переданы на большое расстояние, по существу, в пределах видимости облаков. Ну а если представить себе, что облака не отразили луч и он ушёл в бесконечность? Тогда он будет невидим, и использовать его для передачи сигналов нельзя. Но так кажется только на первый взгляд. С помощью чувствительных приборов можно уловить след этого луча.

Данный принцип используется при радиосвязи способом "рассеивающего распространения". Антенная система передающей станции излучает в небо мощные радиосигналы. И только незначительная часть сигналов достигает приёмной станции.

Через несколько лет мы, видимо, окончательно сможем судить об этом способе передачи. Тем не менее, решение проблемы передачи сигналов телевидения надо искать в другом направлении; оно заключается в применении искусственных спутников Земли. Когда высоко в небе установят рефлектор, изготовленный человеческими руками, мы не будем зависеть от влияний ионосферы и сможем обеспечить надёжную связь между двумя любыми точками земного шара.

Такие спутники, играющие роль рефлекторов радиоволн, представляются в виде баллонов диаметром в несколько десятков метров, окрашенных для лучшего отражения металлической краской. Их можно будет вывести на орбиту с помощью обычных ракет. Днём спутники были бы видны невооружённым глазом, так как высота их сравнительно невелика, а ночью наблюдались бы в виде ярких звёзд.

Идея запуска спутников-радиорефлекторов привлекательна своей простотой, и её можно было бы осуществить сегодня же, если бы не один её серьёзный недостаток. Дело в том, что на небольшой высоте, порядка 800 – 1500 километров, спутники двигались бы с колоссальной скоростью и делали бы оборот вокруг Земли менее чем за два часа. Использовать их как рефлекторы радиоволн было бы просто невозможно. Этого можно избежать, если сделать вокруг Земли кольцо из радиоспутников, но такое кольцо будет серьёзной помехой для запуска ракет и других летательных аппаратов в космос. По этим причинам изложенная идея неосуществима.

Проблема решается просто, если спутники-радиорефлекторы поднять на орбиту, проходящую на высоте 36 000 километров от экватора. Оборот спутника вокруг Земли на этой орбите займёт 24 часа, т. е. практически спутник будет неподвижен относительно определённой точки Земли. Три спутника, расположенных по орбите на равном расстоянии один от другого, вполне обеспечат радио- и телевизионную связь на всём земном шаре. На Земле не будет такой точки, из которой не был бы виден хотя бы один спутник.

Рисунок из публикации А. Кларка, в которой он изложил идею о комбинации 3-х геостационарных спутников

Такие спутники уже не играли бы роли пассивных рефлекторов. Их следует оборудовать различной аппаратурой и, в первую очередь, усилительной, для обеспечения качественной ретрансляции на Землю. К сожалению, человечество пока ещё не в состоянии обеспечить работу постоянно действующих станций на столь далёкой орбите. Но нет сомнения, что это будет сделано до того, как трансатлантический телефонный кабель отпразднует своё двадцатилетие.

Для дальней связи будут использованы волны всех частот, которые смогут проникнуть через ионосферу[67]. Диапазон частот настолько увеличится, что станет возможно вести передачу по тысячам телевизионных каналов. В будущем это приведёт к единой системе радио и связи на всей Земле.

Лорды Адмиралтейства, которые были в общем-то неглупыми людьми, в 1820 году не смогли увидеть преимуществ электрического телеграфа как средства связи, по сравнению с устаревшей системой семафоров между Портсмутом и Уайтхоллом. В те времена не смогли понять, что телеграф основан на совершенно ином принципе.

Распространение радио и телевидения есть не что иное, как продолжение этого прогресса. Человеческое общество совершенствует свою "нервную систему", стараясь "чувствовать" каждую часть своего организма. Связь и есть та нервная система, которая позволяет знать, что делается в данный момент в любой части мира.

Мы ещё далеки от создания единой системы связи на земле, но рано или поздно придём к этому. И может быть, подводный трансатлантический кабель, о котором мы говорили в настоящей книге как о большом техническом достижении, будет вытеснен другим, более совершенным средством связи. Но нет сомнения, что ещё много десятилетий он будет верно служить человечеству.

Нередко учёные, совершая то или иное открытие, не знают, к каким практическим результатам оно приведёт. В настоящей книге дано достаточно примеров этого. Заканчивая её, хотелось бы привести слова английского электротехника профессора Уильяма Эйртона, который отчётливо представлял себе будущее средств связи.

15 февраля 1897 года в лондонском Королевском обществе на лекции по основам подводной телеграфной связи Эйртон сказал следующее:

"Нет сомнения, что придёт день, когда мы все будем забыты, а медную проволоку, гуттаперчевую изоляцию и стальную броню поместят в музей антикварных вещей. В будущем, если кто-нибудь захочет поговорить со своим другом, он свяжется с ним посредством совершенных аппаратов, работающих с помощью электромагнитных колебаний, и тут же получит ответ. «Где Вы находитесь?» – спросит он. «Я на дне угольной шахты», — последует ответ; или «Я пересекаю Анды», или «Я посреди Тихого океана». А может быть, ответа не будет, и тогда станет ясно, что друг в беде".