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.

---

С 1961 г. осуществляется рассчитанный на десятилетие проект создания так называемой Глобальной телефонной линии общей протяжённостью свыше 50 000 км, которая опояшет весь земной шар. Её первым подводным звеном явился трансатлантический кабель "Кантат", вторым – тихоокеанский кабель "Компак" (название "Компак" образовано из букв, входящих в английские слова "Коммонуэллс", что означает "содружество", и "Пасифик", т. е. тихоокеанский).

Действующие участки глобальной системы телефонно-телеграфной связи

Из Лондона телефонный разговор передаётся по подземному кабелю в Обан, затем по кабелю "Кантат" к восточному побережью Канады, далее по радиорелейной 5000-километровой линии, пересекающей Канаду, к западному её побережью и, наконец, по кабелю "Компак" в Сидней. Общее расстояние, проходимое телефонными токами при таком разговоре, составляет 25 000 км. Таким образом, половина Глобальной линии связи уже действует. Австралию предстоит связать через Новую Гвинею и Борнео с Сингапуром и Гонконгом. Далее трасса пойдёт к Цейлону, Индии и Пакистану, затем вдоль восточного побережья Африки на юг к Кейптауну и повернёт вдоль западной Африки на север. Закончится кругосветная телефонная трасса снова в Англии.

Сейчас в различных морях и океанах проложено свыше 80 000 км подводных телефонных кабелей. Около 2000 ламповых усилителей безотказно несут круглосуточное дежурство на глубинах от нескольких сот метров до пяти с лишним километров. Старейший из них – единственный подводный усилитель 366-километровой линии Англия-остров Боркум (Северное море) –  надёжно работает с 1946 г., т. е. без малого 20 лет.

Так возрастали предельные протяжённости подводных телефонных кабельных линий и количество встроенных в них промежуточных усилителей

Кабель без брони

В истории подводных кабелей связи немало примеров совпадения знаменательных дат. Первая морская телеграфная линия (через пролив Па-де-Кале) начала работать в 1851 г., а первый морской телефонный кабель был проложен там же спустя 40 лет, в 1891 г. Год 1866 знаменует начало телеграфной связи через Атлантику, а в 1956 г. вступила в строй первая подводная трансатлантическая телефонная кабельная линия. Ожидается, что к столетию трансокеанской связи по проводам будет создан подводный межконтинентальный телевизионный кабель.

Стальная проволочная броня для защиты морских подводных кабелей была впервые применена в 1851 г. на кабеле Дувр-Кале. С той поры броня считалась неотъемлемой частью абсолютно всех морских и океанских кабелей. Ровно век длилось незыблемое господство прочных стальных проволок, обвивающих любой подводный кабель и придающих приличествующие его роли солидность и вес. Кабель без брони казался немыслимым. Но вот в 1951 г., сто лет спустя, английский инженер Р. А. Брокбэнд предложил ликвидировать броню и сконструировал принципиально новый тип глубоководного кабеля. А ещё через 10 лет, в 1961 г., этот кабель лёг на трассе четвёртой трансатлантической телефонной линии "Кантат". Эра бронированных подводных кабелей кончилась. Будущее принадлежит кабелям без брони.

"В чём же дело? — недоуменно спросит читатель. — Неужели сто лет человечество заблуждалось относительно роли брони?"

Чтобы оценить эту веху в истории подводных кабелей, задумаемся над тем, для чего собственно нужна броня в кабелях, прокладываемых по дну океана. Вспомним, как родилась броня. Первый морской телеграфный кабель, пересекший в 1850 г. Ла-Манш, был через несколько часов зацеплен рыбачьим неводом и оборван. На следующий год кабель защитили бронёй из массивных стальных проволок. Теперь ему не страшны были ни сети рыбаков, ни случайные удары корабельных якорей, ни трение о камни во время приливов и отливов. Но ведь все эти опасности угрожают прибрежным кабелям и кабелям, проложенным на мелководье. Они и по сей день нуждаются в надёжной защите и обязательно покрываются слоем, а иногда даже двумя слоями толстых, диаметром в 5-7 мм, стальных бронепроволок.

По мере удаления от берегов дно океана опускается. На глубине нескольких тысяч метров кабель не достанут ни якоря, ни тралы, он спокойно лежит на мягкой илистой подушке; постепенно слой ила заносит его сверху. Жизнь такого кабеля лишена каких-либо треволнений. Для чего же глубоководному кабелю броня?

Как ни парадоксально, но броня нужна всего лишь на несколько часов, только на время прокладки линии, да иногда на случай подъёма кабеля с целью его ремонта. Броня служит как бы пропуском кабелю, опускающемуся на океанское дно. Без стальных проволок невозможен ни "вход" кабеля в морские пучины, ни "выход" из тысячеметровых глубин. Только благодаря прочным стальным проволокам не разрывается от собственного веса отрезок кабеля длиной в несколько километров, висящий между судном и дном океана.

Убедимся в этом сами, пользуясь простейшими соотношениями. Удельный вес меди, из которой изготовляются проводники кабеля, почти 9 г на кубический сантиметр, следовательно, 1 км медной проволоки сечением в 1 мм² весит почти 9 кг в воздухе и около 8 кг в воде. Предел прочности на разрыв составляет для мягкой медной, так называемой "электротехнической" проволоки 27 кг на 1 мм² её сечения.

Свободно висящая медная проволока не разорвётся под влиянием собственного веса до тех пор, пока ее вес будет меньше её разрывной прочности. Для проволоки сечением в 1 мм² предельным значением собственного веса будет 27 кг, что соответствует её длине в воде, равной 3,5 км. При большей длине медная проволока не выдержит. Это в спокойных условиях. А ведь океанский кабель прокладывается с движущегося судна, притом иногда в штормовую погоду. Висящий за кормой судна кабель испытывает порой рывки, сила которых значительно превосходит силу натяжения от собственного веса. Вспомним, сколько роковых обрывов претерпел кабель в период десятилетних попыток прокладки первой трансатлантической телеграфной линии.

Изоляция не только не упрочняет, но даже несколько ослабляет кабель. Полиэтилен в 10 раз легче меди, но его разрывная прочность в 15-20 раз меньше прочности медной проволоки. Следовательно, полиэтиленовая изоляция ложится на медную проволоку дополнительным грузом.

Как же при этих условиях опустить без обрыва кабель на глубину в несколько километров? Тут и приходит на помощь спасительная стальная броня. Удельный вес стали около 8, а разрывная прочность стальной проволоки достигает 150-175 и даже 200 кг на 1 мм². Следовательно, стальная проволока выдержит в воде, не разрываясь, вес собственной 20-30-километровой линии. А это уже не только превосходит самые большие океанские глубины, но и обеспечивает приличный запас прочности. Проволочная броня не даёт глубоководному кабелю разорваться в процессе его прокладки. Именно она в течение столетия являлась той единственной опорой, тем несущим элементом, который удерживал многотонный вес опускающегося с судна кабеля.

И всё же очень досадно покрывать бронёй кабель только ради того, чтобы благополучно доставить его на дно. Ведь сразу же после того, как кабель улёгся на своём глубинном естественном ложе, броня на долгие годы, а большей частью навсегда становится совершенно ненужной. Вот уж поистине мёртвый капитал! И какой огромный капитал! Стальная броня весит столько же, если не больше, чем все остальные элементы конструкции кабеля. На её долю приходится от одной до двух третей веса всего кабеля. Лишь на 50 % броня "работает" на сердцевину кабеля, половина её мощи расходуется на удержание самой себя. Поистине заколдованный круг!

Вес стальной брони на 1 км глубоководного кабеля составляет около 1000 кг. Значит, на сооружение каждой трансатлантической кабельной линии расходовалось по 4000 т стальной проволоки. Таких (преимущественно телеграфных) линий около тридцати только в одной Атлантике. А в Тихом и Индийских океанах? За сто с лишним лет в океанах и морях проложено более миллиона километров подводных кабелей. Следовательно, в морских глубинах бесполезно погребено свыше миллиона тонн высококачественной стальной проволоки.

Но и это ещё не всё. Наличие брони в конструкции подводного кабеля усложняет процессы его производства и особенно прокладки. Стальные бронепроволоки накладываются на кабель по спирали в каком-либо одном направлении – правом или левом. Когда с кормы судна свободно свисает длинный конец кабеля, броня, наложенная, предположим, вправо, стремится раскрутиться влево и тем самым закручивает кабель вокруг его оси. В процессе прокладки бронированный кабель делает сотни и тысячи оборотов и вследствие этого может быть свёрнут кольцами, запутан и даже повреждён. Особенно опасно это явление для кабеля со встроенными усилителями. Именно поэтому укладка на большие глубины усилителей в жёстких корпусах была в течение ряда лет невозможной. Устранить явление закручивания кабеля можно было, наложив второй повив бронепроволок в направлении, противоположном направлению первого слоя, однако это чересчур удорожило бы кабель.