Сообщения в глубине: удивительная история подводного Интернета
Интернет — неотъемлемая часть нашей жизни, невероятно сложная сеть, строившаяся на протяжении многих лет, фактически — это сеть кабелей опоясующих всю Землю, в том числе проходящая через моря и океаны. Человечество прошло долгий путь с момента прокладки первого трансатлантического подводного телеграфного кабеля в 1858 году межу Соединенными Штатами и Великобританией. В этой статье мы расскажем о том, как Интернет преодолел «водные барьеры», многокилометровые глубины и подводные катаклизмы, какие сложности были на пути и как невероятно сложно поддерживать эту систему в связанном состоянии в наше время, каких колоссальных затрат средств и энергии это требует.
В начале 1970-х годов правительство США получило сообщение о том, что в Охотском море СССР проложило подводный кабель связи, связав советскую военно-морскую базу в Петропавловске-Камчатском, что на полуострове Камчатка, со штабом Тихоокеанского флота СССР в г. Владивосток. В то время СССР считал Охотское море своим внутренним морем из-за чего иностранные суда не имели права плавать в нем. К тому же военно-морской флот СССР установил сеть сонаров вдоль границы моря, чтобы не дать иностранным подводным лодкам возможности проникнуть незамеченными в территориальные воды СССР. Несмотря на эти препятствия в октябре 1971 года правительством США было принято решение о проведении тайной разведывательной операции. Удачное проведение операции обещало получить очень важную информацию об обороноспособности СССР. Для выполнения этой задачи в Охотское море была направлена специальная подводная лодка USS Halibut (SSGN-587) во главе с капитаном Джеймсом Брэдли. Поиск кабеля проводился на площади более 600 000 км², но не смотря на это американским аквалангистам удалось найти советский кабель, он лежал на глубине около 120 метров. Над кабелем было установлено специальное устройство, «кокон», как его впоследствии назвали россияне, который предоставил возможность перехватывать сообщения и переговоры по кабелю без физического вмешательства в оболочку кабеля. Устройство было сконструировано таким образом, что оно должно было автоматически отделиться от кабеля, если бы советские специалисты начали поднимать кабель с морского дна, например, для проведения ремонта.Ежемесячно американские военные забирали пленки с записями телефонных переговоров советских моряков и устанавливали новые. Они передавались в АНБ США, где обрабатывались, и информация из них передавалась другим правительственным агентствам. Прослушивание первых пленок показало, что советские моряки так были уверены в том, что никто не мог подслушать их телефонные разговоры, что сам телефонный сигнал передавался в незакодированный виде. Содержание разговоров советских высокопоставленных моряков оказалось очень важным для понимания смысла действий военно-морского флота СССР в регионе.
Впоследствии удалось установить усовершенствованное разведывательное оборудование на линиях связи СССР в других уголках мира, например в Баренцевом море. Оборудование было изготовлено американской компанией AT&T. В нем использовалась ядерное энергетическое оборудование, позволяющее автономно работать в течение года.
Операция продолжалась до 1981 года, пока не стало известно о том, что в районе расположения разведывательного устройства появились советские корабли. США сразу отправили подводную лодку USS Parche с заданием забрать устройство, но американцам не удалось его найти.
Человеком, который погубил эту тайную операцию, был Рональд Уильям Пелтон, 44-летний ветеран АНБ США, хорошо владеющий русским языком и являющийся высококвалифицированным специалистом в области связи. Пелтон был азартным человеком и проиграл значительные средства в игровые автоматы, его долг составлял 65 000 долларов США. К тому же он был недоволен своим статусом в АНБ США, получая вознаграждение в 2000 долларов / месяц. За три месяца до увольнения с АНБ Пелтон обратился в суд о признании его банкротом. В январе 1980-го Пелтон обратился в посольство СССР в Вашингтоне и предложил свои профессиональные знания в обмен на деньги от КГБ.
Пелтон не передавал советским разведчикам никаких документов: он все рассказал по памяти. У него была феноменальная фотографическая память. От представителей КГБ Пелтон получил 35000 долларов США. В обмен он передавал все, что знал, в период с 1980-го по 1983-й год. Пелтон также рассказал об операции «Березка», за что получил от КГБ 5000 долларов США. Все это стало известно только с признания самого Пелтона. Советское руководство не отреагировало на эту информацию.
В июле 1985 года в США бежал полковник КГБ Виталий Юрченко, который был связным Пелтона в Вашингтоне. Юрченко рассказал американцам о Пелтоне, которого впоследствии арестовали. Только после этого советское руководство решило проверить информацию Пелтона об операции «Березка». СССР удалось найти устройство американцев. Впоследствии его выставили в одном из музеев в Москве.
После ареста Пелтон быстро признался в измене и шпионаже в пользу СССР. В 1986-м году он был осужден пожизненно судом присяжных, не смотря на то, что веских доказательств, кроме его признания, против него не было. Сейчас Пелтон отбывает три пожизненных заключения, однако его досрочное освобождение запланировано на ноябрь 2015 года.
Успех операции США в Охотском море стал причиной проведения многочисленных подобных операций в последующие годы. К примеру, экипаж подводной лодки USS Parche в 1985-м году установил еще одно следящее устройство на кабеле в Баранцевом море, которое осталось незамеченым и использовалось вплоть до 1992-го года, а в Средиземном море было установлено следящее оборудование в 1985-м году на подводных кабелях между Европой и Северной Африкой. Эксплуатация USS Parche была завершена лишь в 2004-м году, ей на смену была введена в эксплуатацию USS Jimmy Carter, модифицированная версия подлодки, со шлюзом на борту, который позволял дайверам выходить во внешнее пространство для проведения работ с кабелем.
C момента завершения «шпионской» Холодной войны подводные кабели связи получили широкое распространение в геометрической прогрессии по всему миру. По данным, опубликованным TeleGeography, компании, которая ведет учет и исследует рынок телекоммуникационных услуг, на данный момент существует 277 подводных волоконно-оптических кабелей в мире. Эти кабели доставляют 99% всего телекомуникационного трафика, а их протяженность составляет 986 543 км. Ежедневно по ним передается объем данных, эквивалентный нескольким сотням библиотек Конгресса США. Этот массовый рост комуникационных систем по всему миру заставляет развивать методы слежения и контроля соответствующим образом.
На изображении, представленном ниже, Вы можете наблюдать рост телекоммуникационных сетей с 1989-й по 2014-й годы.
Особая благодарность TeleGeography, сделавшей эти данные публичными.
Более подробную карту подводных каналов связи Вы можете найти на сайте TeleGeography http://submarinecablemap.com/.
Вернемся в 1970-е, операция «Березка» стала первой операцией подводного шпионажа в истории. В то время использовались медные кабели, где сигнал передавался при помощи электрических импульсов. Советы были настолько уверены в безопасности своей линии связи, что передавали сингнал без применения какого-либо шифрования, американцам оставалось лишь записывать его и раз в месяц извлекать записи для прослушки.Современные кабели — волоконно-оптические системы, где сигнал передается при помощи фотонов и шифрован. Современна задача прослушки может быть реализована одним из двух способов: либо путем сплайсинга (сращивания) кабеля и разделения потока фотнов призмой, либо путем изгиба кабеля до точки, когда начнется утечка данных. В документах, попавших в The Guardian в 2012-м году, Эдвард Сноуден показал, как британские и американские спецслужбы «прослушали» более 200 кабелей в рамках продолжающегося обширного шпионской проекта, инициированного в 2008 году, полностью подрывая конфиденциальность обычных граждан по всему миру. В тоже время The Guardian обнародовал как британское разведывательное агентство GCHQ перехватывает данные в масштабах эквивалентных 192-м Британским библиотекам ежесуточно.
Реакция общественности на эти «откровения» имела далеко идущие последствия. Reuters сообщил, что ЕС пригрозил приостановить соглашения об обмене данными с США до тех пор, пока Вашингтон не предоставит гарантии защиты частной жизни граждан ЕС. Французский поставщик телекоммуникационных услуг, Orange, намерен подать в суд на АНБ за незаконное использование их подводных кабелей. Он также сообщил, что Privacy International, международная организация-активист по защите приватности, базирующаяся в Британии, недавно подала иск против правительства Великобритании за шпионаж, нарушающий конституционные права граждан.
Более 80% международных волоконно-оптических комунникаций Латинской Америки в настоящее время проходят через США, а это означает, что законы, принятые в других странах, будут в значительной степени бессильны, против прослушки США. Президент Бразилии Дилма Руссефф объявила о планах инвестировать 185 млн. долларов в строительство трансатлантического волоконно-оптического кабеля, соединяющего ее страну в обход территории США непосредственно со странами ЕС, которые, как она утверждает, будут «гарантировать нейтралитет» бразильского Интернет-трафика, тем не менее остается неясным, как он будет защищен от американских или английских прослушек.
Сомнительная безопасность планируемого кабеля Бразилия-ЕС заставляет задуматься о гораздо более важном вопросе для сети волоконно-оптических кабелей — защите. Стоимость и материально-технические требования патрулирования таких обширных систем просто астрономические и в большинстве случаев невозможны без международной правительственной поддержки. Даже если частные компании имели бы ресурсы и мотивацию для защиты своих сетей, они по-прежнему могут быть принуждены правительством к «сотрудничеству». В самом деле, как сообщила Washington Post в 2013-м году, многие зарубежные и отечественные телекоммуникационные компании с каналами, ведущими в или из США, уже юридически вынуждены сотрудничать с ФБР, FCC и Департаментом внутренней безопасности, чтобы обеспечить полный доступ к их волоконно-оптическим кабелям.
Мы стараемся поддерживать устремленность в развитии технологий будущего, но иногда стоит оглянуться назад — на инновации прошлого. Мы с Вами живем в удивительном и волшебном мире, сейчас не составляет труда поговорить с собеседником через океан или даже устроить видеоконференцию, но большинство из нас до сих пор не осознает, какие невероятные сложности нужно было преодолеть, чтоб сделать такое общение возможным.С открытием телеграфной связи и прокладкой первых наземных телеграфных кабелей воображение человека неизменно развивало эту идею, ведь по сути королева Виктория, вступившая на трон в 1837-м году, располагала средствами общения с отдаленными частями своей империи не более быстрыми, чем те, которыми располагал Юлий Цезарь.
Мало кому известно, но первая попытка использовать подводный кабель для телеграфного общения принадлежит Соммерингу (Samuel T. von Soemmering), в 1811-м году он совершил прокладку через реку Изар, что возле Мюнхена, и провел испытания, которые показали всю важность и сложность изготовления хорошей изоляции. Годом позднее в России Павел Шиллинг успешно использовал еще не телеграфный, но подводный кабель, для подрыва с берега снабженных электрическим запалом морских мин. В 1839-м году доктор О«Шонесси, возглавляющий Восточно-Индийскую телеграфную компанию, завершил прокладку телеграфного кабеля по дну реки Хугли, расположенной неподалеку Калькутты. Успешным был проект или нет — к сожалению сейчас невозможно узнать, какие-либо записи не сохранились с того времени. Но уже тогда стремительно развивались идея телеграфной коннектиктивности между различными регионами, отделенных морями и даже океанами.
Так в 1840-м году английским профессором Уитсоном на рассмотрение Палаты Общин был представлен проект телеграфного кабеля между английским Дувром и Францией. Это был первый серьезный проект такого рода, заслуживающий внимания, Уитсон даже провел тесты между судном и маяком в заливе Суонси (Южный Уэльс), однако идея не получила законодательной поддержки и соответственно денежных средств, в парламенте к ней отнеслись как к несбыточной фантазии. Спустя два года Сэмюэл Морзе, изобревший наиболее распространенную версию телеграфа, связал подводным кабелем, защищенным резиной и свинцовой трубкой, берега гавани Нью-Йорка и передал сообщение.
Только почти через десятилетие после этого началась прокладка телеграфного кабеля под Ла-Маншем, новообразованная телеграфная компания братьев Джейкоба и Джона Бреттов (бывшего антиквара, накопившего солидное состояние в этом деле и далекого от телеграфии), получив поддержку французского правительства и деловых кругов, решила использовать одножильный медный кабель в гуттаперче для того, чтоб связать телеграфным сообщением Англию и Францию. Был подписан контракт с компанией «Гутта-Перча» на изготовление кабеля и, как это часто бывает с новыми проектами, был не учтен ряд вопросов и проблем, о существовании которых в то время даже не догадывались. Помимо прочего очень сильно поджимали сроки, нужно было завершить проект к 1-му сентября 1850-го года — менее, чем за 15 месяцев, иначе компанию ожидало бы банкротство из-за невыполнения соглашений с инвесторами.
Из-за примитивности кабеля многим в то время казалась его работа под водой маловероятной, что в принципе было недалеко от истины. Однако, его и не пытались сделать прочным, ведь кабель будет спокойно лежать на дне пролива, где с ним ничего не может случиться. Свинцовыми трубами, чтоб защитить кабель от случайных повреждений, решили защитить только выходящие на берег концы.
Скептики из-зо всех сил пытались омрачить радость предпринимателей, а наиболее активными были те, кто меньше всего разбирался в особенностях данного проекта. Увидев уже подготовленный к прокладке кабель один джентельмен сказал: «Эти люди не в своем уме: как можно подергивать такой длинный и толстый провод, если он к тому же лежит еще и на неровном морском дне», так как он был искренне убежден, что сигналы с одного берега на другой будут передаваться, как в домах вельмож (подергиванием провода, когда надо вызвать кого-нибудь из челяди).
За 3 дня до окончания сроков, 28-го августа 1850-го года, 40-километровый кабель был доставлен на борт парового буксировщика «Голиаф» в катушке диаметром 2 метра и длиной свыше 5 метров, занявшей практически всю палубу. Началась укладка кабеля. И сразу же проблема… Кабель, защищенный гуттаперчей, был слишком плавуч и никак не хотел тонуть, приходилось через каждые 100 метров делать остановки и вешать свинцовые грузила, что значительно замедляло продвижение. Тем не менее мыс Гри-Не на французской стороне был достигнут в тот же день и кабель сразу же подключили к приемному телеграфному аппарату. Все замерли в ожидании… Но вместо сообщения приветствия были получены лишь несвязные сигланы с английской стороны, казалось, что англичане слишком рано отпраздновали установление линии связи. Замена аппарата не принесла результата, но вдруг, сквозь хаос сигналов и помех, удалось расшифровать несколько слов из приветствия Джона Бретта императору Луи Бонапарту. Договорные условия выполнены, компания избежала банкротства.
К сожалению все последующие попытки принять сколь-нибудь связные сигналы оказались безуспешны, Бретты даже не подзревали, что столкнулись с явлением, которое долгие годы оставалось загадкой. Находясь в среде с высокой проводимостью кабель меняет свои токопроводящие свойства, говоря популярным языком, сигналы начинают двигаться по нему с неодинаковой скоростью, зависящей от продолжительности сигнала, «точки» начинают двигаться быстрее и настигают последующие «тире». Если бы операторы между посылкой сигналов различной продолжительности соблюдали паузы — вероятно им бы удалось передать сообщение, но истинная причина неудачи им не была известна и потому они не сумели применить столь простое решение на практике.
К тому же на следующий день какие-либо сигналы исчезли, как оказалось французский рыбак зацепил кабель якорем и за счет того, что он был легким — без труда поднял его на борт, необычный вид водоросли с блестящими прожилками его впечатлил настолько, что он решил отрезать часть на всякий случай и посоветоваться с друзьями, узнать не золото ли… Так началась война между владельцами кабелей и судовладельцами, наносящими значительный урон дрейфующими якорями и рыболовецкими тралами. Единственное, что в наше время этот ущерб обоюден, так как современные кабели достаточно массивны, чтоб оторвать рыболовецкий трал в случае зацепа.
Кабель 1850-го года продемонстрировал возможность телеграфной связи через пролив и Бретты, обратившись к Томмасу Кремптону, известному проектанту телеграфных кабелей, попросили его сконструировать новый кабель для этой задачи. Помимо прочего, им удалось от него получить около половины суммы на реализацию проекта — 15 000 фунтов стерлингов. Новый кабель существенно отличался от предидущего, это был уже 4-х жильный медный кабель с диаметром жилы 1,5 мм и 2,5 мм слоем гуттаперчи вокруг. Жилы скручивались и обматывались просмоленными волокнами из стеблей конопли, а снаружи кабель покрывался «стальной броней» из 10 проволок закрученных по спирали. Теперь кабель походил на стальной трос, его уже не могли извлечь рыбаки, имел диаметр 35 мм и весил в 30 раз больше первого кабеля Бреттов, примерно 4,5 кг на метр.
25-го сентября 1851-го года кабель был проложен, но не без сложностей, большой вес чуть не погубил проект, так как кабель стремительно устремлялся за борт, к тому же судно из-за ветра несколько отклонилось от курса и кабель закончился за пару километров до цели, ситуацию спасла запасная катушка. Еще пара недель потребовалась на различные испытания и ввод в эксплуатацию, до того, как телеграфная связь между Англией и континетом стала делом нескольких секунд.
Прокладка кабеля (1906).
В последующие годы обнаруживается чрезвычайно бурная деятельность в прокладке подводных линий связи, к людям приходит понимание того, что быстрая связь может оказаться полезной и в разрешении конфликтов, хорошим примером может стать кабель в Черном море, который был проложен по причине Крымской войны. Это был одножильный кабель, но он проработал уже порядка года. Только за 2 года компания «Гутта-Перча» поставила свыше 2500 км кабеля, Англия получила связь с Нидерландами и Ирландией, а Корсика с Сардинией и Италией. Была даже попытка построить подводную линию связи между Корсикой и Алжиром, но большие глубины не позволили осуществить этот проект. Англия, обладавшая обширными заморскими территориями, удерживала первенство в построении линий связи на протяжении 100 лет, однако прокладка первого трансатлантического кабеля была осуществлена Сайрусом Уестом Филдом, подданым Америки.
Телеграфная связь обрела популярность, но океан по-прежнему оставался непреодолимой преградой. Доставка сообщений из Старого Света в Новый по-прежнему занимала оромное время. Английский инженер Фредерик Ньютон Гизборн, проживающий в Новой Шотландии, в 1850-м году решил соединить подводным кабелем Новую Шотландию с Ньюфаундлендом, чтоб на 2 дня сократить время доставки сообщений между Англией и Америкой. К сожалению его проект не получил достаточного финансирования и в 1853-м году его компания обанкротилась. Но этот проект стал толчком к реализации новой идеи, намного более смелой, о которой никто ранее в серьез не задумывался. Хотя знаменитый Сэмюел Морзе и предсказывал более десятилетия назад, что когда-то станет возможным организовать телеграфную связь между Англией и Америкой, реальные попытки реализации предприняты не были, мало кто верил в возможность подобного, маловероятным представлялось получение средств под такой проект.
Но судьба свела Гизборна с бизнесменном Сайрусом Филдом в Нью-Йорке, Гизборн просил средств для завершения строительства, Филд вежливо выслушал и не дал никаких обещаний, но оставшись один осознал, что рассматривает глобус. То, что сказал Гизборн, произвело неизгладимое впечатление на него и оставило свой след, Ньюфаундленд был лишь одной точкой на пути к более грандиозному проекту! Ведь зачем месяцами ждать сообщений, доставляемых пароходами, чтоб узнать новости, если можно получать информацию значительно быстрее при помощи телеграфа? Преодолеть эту огромную пропасть, разделяющую два мира решил Филд, соединить американскую телеграфную систему с европейской.
Ужа на следующий день Филд написал письма Морзе и лейтенанту Мори, одному из основоположников океанографии, с вопросом о том, что требуется для реализации подобного проекта. К счастью для Филда Морзе как раз тестировал в Англии возможность передачи телеграфного сигнала на большие расстояния, для чего ему потребовалось заключить в единую цепь 10 отрезков телеграфной сети между Лондоном и Бирмингемом, получив участок протяженность 3200 км, что примерно соответствовало длине будущего трансатлантического кабеля. Морзе сумел передать до 200 сигналов в минуту по этой линиии связи, что было очень хорошим результатом. Затем Филд посетил Мори, который поведал ему об обнаруженном океаническом плато между Ньюфаундлендом и Ирландией, как будто специально созданным для того, чтоб по нему проложили кабель, ведь там не наблюдалось больших перепадов глубин и глубины не превышали 4500 метров.
Окрыленный хорошими новостями Филд начал искать поддержку в деловых и правительственных кругах, в 1854-м году он принял дела обанкротившейся Телеграфной компании и выплатил все долги, в обмен на монопольное право сроком 50 лет на эксплуатацию и постройку телеграфных линий через Лабрадор и Ньюфаундленд. По возвращению в Нью-Йорк, не смотря на ранее утро, в 6 утра Филд собрал всех инвесторов и поручителей для того, чтоб те подписали обязательства на сумму 1 250 000 долларов по этому проекту, так была основана «Нью-Йорско Ньюфаундлендская и Лондонская Телеграфная Компания».
1. Peter Cooper (President).2. David D. Field.3. Chandler White (Secretary).4. Marshall O. Roberts.5. Samuel F.B. Morse (Vice President).6. Daniel Huntington.7. Moses Taylor (Treasurer).8. Cyrus W. Field.9. Wilson G. Hunt.
Однако, прежде чем первая часть названия обрела реальное значение, потребовалось 2,5 года. Первая прокладка кабеля через залив Святого Лаврентия оказалась неудачной и кабель затонул, пришлось делать все заново и только в 1856-году линия был введена в эксплуатацию.
Теперь предстояло начать второй, более сложный этап, для которого уже требовалась поддержка и британского правительства. На удивление, доказательства, которые представили эксперты Сайруса, были насктолько убедительны, что проект Филда не только не встретил сопротивления, но даже вызвал неподдельный интерес. Тем не менее вопросы были: министр иностранных дел Лорд Кларендон поинтересовался у Филда «Если Ваша затея потерпит неудачу и Ваш кабель пропадет на дне океана, что Вы будете делать тогда? Ведь выделенные Вам средства и ожидаемая от проекта выгода будут безвозвратно утеряны!», на что Филд ответил пророческими в каком-то смысле словами «Мы вновь возьмемся за работу и начнем все сначала». В итоге Филд получил субсидию от британского правительства в размере £14000 в год, что эквивалентно в наше время сумме около £150000, а также корабль, который можно было бы использовать в процессе укладки.
12 ноября 1856-го года в Ливерпуле состоялось первое заседание Атлантической телеграфной компании, где Филд, талантливый инженер Брайт и уже известный Вам по прокладке телеграфного кабеля под Ла-Маншем Бретт определили коммерческую стоимость проекта — £350000. Четверть средств Филд решил инвестировать лично, в надежде на патриотические чувства своих сограждан, ведь он считал этот проект чрезвычайно важным для Америки.
На удивление Америка так не считала, инвесторы с родины выделили всего лишь £27000, а некоторые были во все скептично и отрицательно настроены, к примеру Торо за 2 года до описываемых событий сказал:
«Мы спешим объединить телеграфной связью Мэн с Техасом, но может случится так, что когда мы это сделаем — нечего будет друг другу сказать. Мы надрываемся, чтоб воплотить идею трансатлантической связи в жизнь, но я не удивлюсь, если первой вестью, которая будет передана новым способом связи, станет уведомление о том, что у принцессы Аделаиды коклюш».
С английским правительством, со слов Сайруса, было гораздо проще договориться, нежели с американским, некоторые конгрессмены выступали решительно против того, чтоб выделять из бюджета страны порядка 70 000 долларов ежегодно на поддержание связи с Англией, к тому же оба конца кабеля находились бы на подконтрольной Британии территории и в случае войны весь кабель бы оказался в руках врага:
«Я не хочу ничего иметь общего ни с Англией, ни с англичанами, все знают, что если англичане чем-то заинтересуются — жди подвоха, причем непременно прийдется страдать невинным американцам», — так высказывались некоторые из сенаторов.
Тем не менее проект получил одобрение, однако большая часть средств была предоставлена британскими компаниями и собрана Филдом лично.
В феврале 1857-го года, собрав все необходимые сведения по спецификации проекта, Сайрус приступил к изготовлению кабеля, поручив это английским компаниям Glass Elliot & Co из Гринвича и R.S. Newall & Co из Ливерпуля.
Было проведено множество расчетов, но многое было не учтено. Проектантам приходилось выслушивать множество идей и предложений от общественности, например предлагалось подвесить кабель посреди океанских глубин на специальных подводных шарах, наполненных воздухом, или протянуть по поверхности между плавучими станциями, чтоб корабли имели возможность подключится и передать сообщение. К тому же в то время люди не знали, что вода не сжимаема и многие полагали, что кабель может не достигнуть дна и зависнет на определенной глубине, где его вес будет уравновешен плотностью воды. Были и вовсе пессимистические суждения, так королевский астроном сэр Эйри полагал, что кабель погрузить на такую огромную глубину математически невозможно и сигналы к тому же на такой глубине попросту не смогут продвигаться. Увы мало кто имел представление об электричестве, даже в образованной среде. Тем не менее игнорировать подобные предложения было невозможно, ведь мог упасть интерес общественности к делу, а значит и финансовая поддержка. Приходилось отвечать на подобную чушь «Ваше замечание несомненно заслуживает внимания, но все же требует дальнейшей проверки».
Немаловажную роль в проекте сыграл лорд Кельвин (Вильям Томсон), он еще до Морзе проводил эксперименты с передачей телеграфных сигналов на большие расстояния, определил скорость передачи сигнала, которая оказалась значительно меньше скорости света и зависила от емкости проводника. Это не играло существенной роли, когда кабель находился на поверхности, его емкость очень мала, но вот погруженная в воду линия связи за счет проникновения воды через защитные слои значительно увеличивала свою емкость. В результате Кельвин открыл так называемый закон квадратов, согласно которому скорость распространения сигнала уменьшается обратнопропорционально расстоянию, то есть при увеличении длины линии связи в 10 раз скорость падает в 100 раз. Это открытие имело исключительно важное значение для подводного телеграфирования на большие расстояния, нужно было рассчитать оптимальный диаметр токопроводящей жилы, чтоб обеспечить передачу с нужной скоросью, но Филд, как и Морзе, не послушались Томсона, так как очень спешили.
Будучи лишь одним из директоров телеграфной компании Томсон не смог настоять на проведении необходимых испытаний и ему лишь осталось контролировать процесс изготовления кабеля, проектная документация по которому уже была сдана в работу. В процессе изготовления Томсон обнаружил, что не все секции кабеля сделаны с однородной меди, что меняло токопроводящие свойства более, чем в 2 раза, он сообщил об этой проблеме и хотя бы здесь смог внести «улучшения», так как последующее изготовление проводилось уже с однородного материала. Через 6 месяцев кабель был готов. Общий вес изготовленного 7-ми жильного медного кабеля, покрытыго просмоленными волокнами конопли и слоем гуттаперчи, а также защитной оболочкой из 18 шнуров, 7 проволок в каждом, при длине порядка 4000 км составил 3000 тонн, 620 кг на километр. На изготовление кабеля было затрачено свыше 30 000 км медной и 50 000 км стальной проволоки.
Большой вес кабеля поставил новую проблему. В то время не существовало кораблей, способных транспонировать такой вес, кабель пришлось распределить между 2-мя военными кораблями, парусно-паровым линкором «HMS Agamemnon» и пароходофрегатом «USS Niagara», которые были предоставлены для проведения работ по укладке американским и британским правительствами. Руководить укладкой должен был Эдвард Уайтхауз, который давно увлекся телеграфией и неплохо разбирался в ней, хотя и был хирургом по профессии, в будущем он сыграл отрицательную роль в проекте, так как не умел признавать своих ошибок. В последний момент перед отплытием он сослался на плохое самочувствие и в итоге руководить укладкой пришлось Томсону.
5 августа 1857-го года Агаммемнон и Ниагара начали свой путь через океан от бухты Валенсии из под замка Бэлликэрбери, что в графстве Керри на юго-западном побережье Ирландии. В начале кабель прокладывать должен был американский Ниагара, а на половине пути, спаяв концы, бронь которых оказалась выполненной в противоположных направлениях, что также породило сложности, к работе должен был приступить английски Агамемнон. В этом плане было преимущество, так как обеспечивалась непрерывная связь с землей. Но в первый же день экспедиции кабель оборвался всего в 10 км от берега, когда его заело в вытравляющим механизме и пришлось начинать все сначала, замедлив ход до 2-х узлов и проводя укладку более осторожно.
Вскоре Лондонская «Time» сообщала:
«С «Ниагарой» по кабелю, который она тянет в Америку, поддерживается непрерывная связь. За счет неровностей дна вытравливание кабеля за борт проходит со скоростью несколько большей, нежели скорость самого судна и на текущий момент удалось проложить порядка 370 км линии связи. На пути прокладки Лаг показал увеличение глубины с 1000 до 3200 метров на протяжении всего лишь 15 км, сейчас же судно находится в районе ужасающих глубин и прокладка проводится на 3600 м глубине».
Но счастье длилось не долго, на следующий день связь неожиданно прекратилась, а потом позднее таким же удивительным образом появилась, были ли неисправности в кабеле или приемо/передающих устройствах — сейчас сложно определить. В любом случае катастрофа случилась на следующий день. Из-за больших глубин скорость вытравливания кабеля составляла порядка 6 узлов, при скорости движения судна 4 узла. Было непонятно ложиться ли кабель ровно или скручивается в бухты, не слишком ли велико натяжение кабеля, что грозило либо нехваткой кабеля, либо его обрывом. В результате приняли решение снизить скорость вытравливания, тормозные колодки поджали, но сделали это слишком резко и кабель оборвался. 620 км дорогостоящего кабеля были потеряны и ничего не оставалось, как отложить операцию на год, так как имеющегося кабеля было недостаточно для завершения построения линии связи.
Тем не менее это был удачный опыт, так как он показал, что проект может быть осуществим, телеграф работал несмотря на то, что кабель был проложен почти на 4-х километровой глубине. Инженеры пересмотрели конструкцию вытравливающего механизма и сделали модификацию при которой тормоз ослабевал, если натяжение ставало слишком сильным. А Томсон продолжил опыты и обнаружил, что когда к одному концу прикладывается импульс («точка» или «тире») то на другом конце он наблюдается не в виде мгновенного повышения напряжения, а в виде плавно поднимающейся волны, что можно сравнить с прорывом дамбы, когда возможно догадаться о прорыве по подъему уровня воды в реке (небольшой предварительной волне, первоначальном импульсе) еще до прихода основной волны. Получается, что регистрируя первоначальный импульс и используя для этого более чувствительное оборудование можно не дожидаться прихода самого импульса, что позволит избежать лишних искажений и увеличит скорость передачи. Однако Уайтхауз решил пойти по другому пути — усилить импульс, чтоб его могло регистрировать даже менее совершенное оборудование, такое, как его собственная разработка, что имело в будущем серьезные последствия и еще раз подтверждало
