"ГЕНИЙ, БЬЮЩИЙ ЧЕРЕЗ КРАЙ Жизнь Николы Теслы" - читать интересную книгу автора (ОНил Джон Дж.)

ОДИННАДЦАТЬ

Теперь Тесла был готов к завоеванию новых миров. Представив публике свои открытия из области беспроводной передачи сигналов, или передачи информации, как он называл это, Тесла страстно желал перейти к энергетической фазе и заняться беспроводной передачей электроэнергии во всемирном масштабе.

Но тут он снова столкнулся с финансовой проблемой или, проще говоря, остался без гроша. 40000 $, выплаченные Адамсом из основного капитала «Никола Тесла компани», были потрачены. Компания не располагала наличностью, однако держала патенты, которые - если практично распорядиться ими -принесли бы многие миллионы долларов. Дар в 10000 $ от Джона Хейса Хаммонда, известного горного инженера, пошел на финансирование работы, закончившейся демонстрацией возможностей беспроводной связи и робототехники в Мэдисон-сквер-гарден.

В лаборатории на Хьюстон-стрит он собирал все более мощные осцилляторы, размеры которых постоянно росли. Сконструировав осциллятор, дававший 4000000 вольт, он вышел за пределы, допустимые для работы с высоким напряжением в городском здании. На стены, пол и потолок градом отскакивали искры. Ему нужно было более просторное помещение, и он хотел делать катушки намного больших размеров. Тесла мечтал об огромном здании где-нибудь на загородных просторах. Он был уверен, что патенты на беспроводную связь будут очень скоро стоить весьма дорого, и он получит все деньги, необходимые на строительство лаборатории. Однако в своих исследованиях он уже продвинулся настолько, что дальнейшее продвижение требовало такого здания… но не было денег. 10000 $, данных взаймы его другом Крауфордом, совладельцем фирмы «Симпсон и Крауфорд» по производству галантерейных товаров, пошли на оплату неотложных потребностей.

Большой почитатель Теслы Леонард Э. Куртис из «Колорадо Спрингс электрик», узнав о его плане по проведению экспериментов в гигантских масштабах, предложил ему основать лабораторию в Колорадо Спрингс, обещая в полной мере обеспечить его необходимыми для работы землей и электроэнергией.

Полковник Джон Джейкоб Астор, владелец «Вальдорф-Астории», относился к знаменитому посетителю свого ресторана с величайшим уважением как к своему личному другу и внимательно следил заходом его исследований. Узнав, что они прерваны из-за нехватки денег, он дал в распоряжение Теслы 30000 $, в которых тот нуждался, чтобы воспользоваться предложением Куртиса и построить временное помещение в Колорадо Спрингс. Тесла приехал в Колорадо в мае 1899 года вместе с несколькими сотрудниками своей лаборатории и со своим помощником инженером Фрицем Ловенштайном.

Страница 192 из «Colorado Springs Notes», 1899-1900

Текст на иллюстрации:

Конструкция, предлагаемая для подъема оконечного устройства на высоту 140 футов (~ 43 м) от земли.

На очень прочном телеграфном столбе, достающем почти до крыши здания, планируется установить насадку из трубы диаметром приблизительно в 10 дюймов (25,5 см) и длиной примерно в 2 фута (61 см) с муфтой для телескопической мачты с нижним сочленением в 6 дюймов (= 15 см) диаметром. Снизу насадка будет расширена, чтобы уберечь дерево от действия стримеров".

Общая длина 20-футовых (= 6 м) сочленений мачты составит приблизительно 120 футов (= 37 м) плюс насадка с деревянным столбом - еще по меньшей мере 20 футов - всего 140 футов («43 м).

Приблизительная площадь трубы над крышей будет равна Лх20х12х(6+5+4+3+3+2) = 17332 кв. дюймов, или 120 кв. футов (= 11 м²). Площадь шара приблизительно равна 20 кв. футам. Таким образом получается 140 кв. футов + насадка. Со всеми сочленениями это будет около 150 кв. футов (=14 м²). Благодаря электростатической емкости на катушке остается, вероятно, менее половины витков.

Давление ветра на конструкцию будет значительным, но, если не будет необычно сильных ветров, она устоит.

Стримеры - узкие светящиеся каналы, образующиеся в газах в электрическом поле при давлениях, близких к атмосферному, на стадии, предшествующей электрическому пробою искровых и коронных разрядов, например молнии (прим. перев).

Пока в своей горной лаборатории он проводил эксперименты с природными молниями и занимался другими исследованиями, быстрыми темпами шла сборка его мощной передающей аппаратуры. Он лично следил за ходом работ и вникал во все мельчайшие детали каждого аппарата. Он работал в девственной сфере, где никто еще не прокладывал дорог и не собрал опыта, который мог бы пригодиться ему при постановке экспериментов и разработке машин. Тесла исследовал область знаний, лежавшую далеко за пределами того, что было известно к тому времени, и мог полагаться только на самого себя без возможности обратиться к кому-либо за советом. Однажды он уже удивил мир, создав систему передачи энергии с напряжениями в десятки тысяч вольт, а теперь работал с миллионами вольт, и никто не знал, что может случиться при достижении столь огромных потенциалов. Он, однако, верил, что сделает свою же чудесную многофазную систему устаревшей, создав более совершенную систему.

Спустя примерно три месяца после его приезда в Колорадо Спринте здание с его фантастическими формами, башнями и мачтами было закончено, и был готов к работе гигантский осциллятор, на котором планировалось проведение главного эксперимента.

Дикая, неровная, горная местность Колорадо, где Тесла основал свою лабораторию, это естественный центр чудовищной электрической активности, где грозовые разряды порождают столь огромные и мощные молнии, каких, пожалуй, больше нигде на Земле и не бывает. Ошеломляющие молнии как с неба, так и с земли сверкали с пугающей частотой во время почти ежедневных гроз. Тесла очень глубоко изучил природные молнии, пока шла сборка его аппаратуры, которая должна была имитировать их, и очень много узнал об особенностях различных видов разрядов.

Наверно, боги природных молний даже позавидовали этому человеку, который, подобно похитившему огонь Прометею, покусился на их достояние, и решили наказать его разрушением его фантастического строения. Оно было сильно повреждено и едва не рухнуло от удара молнии, причем молнии, которая не угодила прямо в здание, а блеснула в шестнадцати километрах от него.

Воздушная волна, поднятая одним из видов грозового разряда, обрушилась на лабораторию в предсказанное Теслой время, с точностью до доли секунды. Вот как в неопубликованной записи рассказывает об этом сам Тесла:

У меня было много возможностей проверить это значение по наблюдениям за взрывами и грозовыми разрядами. Идеальным примером такого рода стал случай в Колорадо Спрингс в июле 1899 года, когда я проводил испытания своей радиостанции, которая была единственной станцией беспроводной связи в то время.

Тяжелые тучи собрались над хребтом Пайке Пик, и вдруг в точке, удаленной от нас ровно на шестнадцать километров, сверкнула молния. Я тут же засек время вспышки и, сделав быстрый расчет, сказал своему ассистенту, что воздушная волна достигнет нас через 48,5 секунды. Точно по истечении этого времени ужасный удар потряс здание, которое, не будь оно специально укреплено, рухнуло бы до самого основания. Этот удар выбил все окна и дверь с одной стороны и нанес большие повреждения внутри помещений.

Сопоставив энергию и длительность электрического разряда с энергией и длительностью взрыва, я вычислил, что подобное сотрясение можно получить при взрыве на таком же расстоянии двенадцати тонн динамита.

Возведенная Теслой экспериментальная станция напоминала почти квадратный амбар со стенами длиной приблизительно в тридцать с половиной метров и высотой чуть больше семи с половиной метров. От стен отлого поднималась к центру крыша, а из самого ее центра тянулся вверх деревянный каркас пирамидальной башни, вершина которой возвышалась над землей на двадцать четыре метра. Наклонные брусья крыши продолжались до самой земли как укрепляющие башню арочные контрфорсы. Через центр башни уходила вверх мачта высотой в шестьдесят один метр, увенчанная медным шаром, диаметром около 90 см, который тяжелым проводом соединялся с аппаратом в лаборатории. Мачта состояла из отдельных секций, которые могли разъединяться для уменьшения ее высоты.

В здании находилось много разных аппаратов, а также катушек Теслы, или трансформаторов высокочастотных токов, самых различных форм и размеров. Главным устройством был его «усилительный передатчик», представлявший собой всего-навсего очень большой трансформатор Теслы. В большом центральном зале стоял круглый каркас диаметром в 23 м с витками гигантской первичной обмотки усилительного передатчика. Вторичная обмотка имела диаметр около 3 м и примерно такую же высоту и состояла приблизительно из 75 витков провода, намотанного на деревянный цилиндрический каркас. Установлена она была в центре зала в нескольких футах над полом. А через центр самой обмотки проходила нижняя часть мачты. Крыша над этой частью зала была раздвижной, поэтому вокруг длинной мачты вдоль всей ее высоты и вокруг провода, идущего вдоль ее нижней трети над землей, не было никаких предметов.

Одна из первых проблем, которую хотел разрешить Тесла, начиная свои исследования в горах Колорадо, это установить, обладает ли Земля электрическим зарядом. Природа обычно дает щедрые ответы, когда ученые в своих экспериментах задают ей вопросы первостепенной важности. И Тесла получил не только самый удовлетворительный ответ на свой вопрос, но и крайне важное откровение, раскрывшее ему тайну о том, как действует Природа, - тайну, позволяющую человеку управлять электрическими силами в масштабах всей планеты.

Знать о наличии электрического заряда у Земли Тесле нужно было по той же причине, по какой скрипачу нужно знать, достаточно ли туго натянуты струны на подставке его инструмента, то есть будут ли они правильно звучать при игре, или футболисту - знать, хорошо ли накачан мяч.

Если никакого заряда у Земли нет, то она подобна колоссальному резервуару, куда в огромных объемах придется вливать электричество, чтобы возбудить в ней электрические колебания. Земля без заряда несколько осложняла планы Теслы. Однако он быстро установил, что заряд у Земли есть, причем крайне высокого потенциала, и, кроме того, есть также некий механизм для поддержания его величины. Именно при установке этого факта он и сделал свое второе важное открытие.

Впервые Тесла объявил о своем открытии вскоре после возвращения в Нью-Йорк в удивительной статье в «Сенчури» за июнь 1900 года, но лучше всего он рассказывает об этом в статье в «Электрикал ворлд энд инджиниэр» от 5 мая 1904 года:

В середине июня во время подготовки к другой работе я настроил один из своих приемных трансформаторов для экспериментального определения по новой методике электрического потенциала планеты и для изучения его периодических и случайных отклонений. Это было элементом заранее составленного и тщательно продуманного плана.

Во вторичную обмотку подключалось высокочувствительное самонастраивающееся устройство, управлявшее регистрирующим прибором. У первичной же обмотки один вывод заземлялся, а другой поднимался на большую высоту и имел регулируемую емкость. Изменения электрического потенциала вызывали пульсации в первичной обмотке, которые возбуждали токи во вторичной, а они, в свою очередь, соразмерно своей силе действовали на чувствительное устройство и регистрирующий прибор.

Земля, как выяснилось, буквально кишит электрическими колебаниями, и уже скоро я углубился в это интересное исследование. Лучшего места для тех наблюдений, которые я собирался провести, найти невозможно.

Колорадо - это местность, известная проявлениями природного электричества. В его сухой и разреженной атмосфере солнце светит на объекты с неистовой силой. В емкостях с концентрированным соляным раствором пар поднимался до опасного давления, а покрытие из оловянной фольги на некоторых из моих поднятых на высоту выводов сморщивалось от ужасной жары. Большая часть изолирующего состава на экспериментальном высоковольтном трансформаторе, оставленном по неосторожности в свете заходящего солнца, расплавилась и пришла в негодность.

Из-за сухости и разреженности воздуха вода испаряется, как в паровом котле, и обильно вырабатывается статическое электричество. Соответственно и грозовые разряды происходят здесь очень часто и достигают иногда невероятной мощи. Однажды всего за два аса произошло около 12000 разрядов, и все в радиусе никак не превышавшем 50 км от лаборатории. Многие из них напоминали гигантские огненные деревья с нормальной или перевернутой кроной. Но я ни разу не видел шаровых молний, однако в награду за разочарование мне удалось понять, как они образуются, и научиться создавать их искусственно.

Во второй половине того же месяца я несколько раз замечал, что мои приборы лучше реагируют на отдаленные разряды, чем на близкие, и это очень озадачило меня. Какова причина этого явления? Ряд наблюдений показал, что это нельзя объяснить разницей в силе отдельных разрядов, и я быстро установил, что это не результат различий между собственными частотами моих приемных контуров и частотами земных возмущений.

Как-то ночью, когда я шел домой со своим ассистентом, размышляя над всем этим, я неожиданно вспомнил о том, как еще давно, когда я готовил лекцию для Института Франклина и Национальной ассоциации электрического освещения, мне в голову пришла мысль, которую я тогда отбросил как абсурдную и невероятную. И вновь я отогнал ее. Тем не менее интуитивно я ощущал, что приближаюсь к великому открытию.

3 июля [1899 года] - я никогда не забуду этой даты - я получил первое убедительное экспериментальное доказательство истины, имеющей огромное значение для прогресса человечества.

На западе скопилась плотная масса сильно заряженных облаков, и к вечеру разразилась страшная гроза. Растратив большую часть своей ярости в горах, она с высокой скоростью понеслась над равнинами, выбрасывая через почти равные промежутки времени мощные, огромные молнии. Благодаря накопленному опыту наблюдения мои теперь упростились и стали точнее. Я научился быстро оперировать своими приборами и был в полной готовности. Регистрирующий аппарат был соответствующим образом настроен, и по мере удаления грозы его показания становились все слабее и слабее, пока не прекратились совсем.

Я с нетерпением наблюдал. Как я и думал, немного погодя прибор вновь начал выдавать показания, значение которых становилось все выше, достигало максимума и постепенно сни-жалось до полного их прекращения. Это повторялось много раз через равные интервалы, пока гроза, двигавшаяся - как следовало из простых расчетов - с почти неизменной скоростью, не удалилась на расстояние примерно 300 километров. Но и тогда эти странные явления не прекратились, а продолжались с неубывающей силой.

Впоследствии аналогичные наблюдения провел и мой ассистент Фриц Ловенштайн, а вскоре еще несколько удачных возможностей позволили убедительно и безошибочно установить истинную природу этого удивительного явления. Не оставалось никаких сомнений -я наблюдал стоячие волны.

По мере удаления источника возмущений приемный контур последовательно регистрирует узлы и пучности этих возмущений. Как бы невероятно это ни казалось, но наша планета, несмотря на свою значительную величину, ведет себя как проводник ограниченных размеров. Для меня уже стала совершенно очевидной огромная важность этого обстоятельства для передачи энергии по моей системе.

Это не только позволяет слать телеграфные сообщения на любые расстояния без проводов, как я уже давно понял, но и передавать на всю планету слабые модуляции человеческого голоса, гораздо более тихие, и как угодно далеко переносить в неограниченных количествах и почти без потерь энергию.

Чтобы лучше понять проблему, с которой столкнулся Тесла в попытках установить, обладает ли Земля электрическим зарядом и можно ли возбудить в ней электрические колебания, представим себе разницу между пустой и наполненной ваннами. Незаряженная Земля подобна пустой ванне, а заряженная -наполненной. В наполненной ванне нетрудно создать волны. Для этого достаточно опустить в ванну руку и двигать ею вперед-назад с небольшой амплитудой вдоль ванны в равномерном ритме. Волны будут ходить сообразно движению руки, а их высота будет быстро расти, и, если не прекратить двигать рукой, они могут подняться до потолка.

Землю можно представить и как огромный сосуд с жидкостью и плунжерным устройством в центре, поршень которого равномерно ходит вверх-вниз с небольшой амплитудой. При этом образуются волны, которые движутся до стенок сосуда и возвращаются к его центру, откуда - усиленные движением поршня -вновь направляются к стенкам сосуда.

Взаимодействие волн, идущих во взаимно противоположных направлениях и резонирующих со средой их распространения, порождает стоячие волны, которые на поверхности воды выглядят как бы застывшими на месте.

В экспериментах Теслы грозовые разряды, игравшие роль образующего волны поршня, быстро перемещались на восток и несли с собой целую серию стоячих волн. Поскольку эта серия волн со своими узлами и пучностями проходила через остававшийся на месте измерительный прибор, то последний и отмечал подъемы и спады ее потенциала.

Эксперимент показал, что Земля не только наполнена электричеством, но возмущением этого электричества можно еще возбудить колебания и вызвать очень сильный резонанс.

В качестве примера можно привести разрушение моста солдатами, марширующими по нему в ногу.

Тесла получал эффектные результаты с чрезвычайно высокими потенциалами и высокой частотой, вызывая в своих цепях резонанс с помощью электрической настройки.

А теперь он обнаружил, что сможет легко получать тот же результат и в Земле, как если бы она представляла собой сочетание из одного конденсатора и катушки индуктивности, то есть цепь для получения электрического резонанса. Для этого нужно ритмично заряжать и разряжать ее высокочастотными колебаниями высокого напряжения.

В этом грандиозном эксперименте сверхчеловек Тесла оказался на высоте. Смелость его предприятия будоражила воображение, а достигнутый им успех должен был принести ему немеркнущую славу.