Но используем ли мы коаксиальную кабельную или ультракоротковолновую радиорелейную линию - в том и в другом случаях для обеспечения качественной связи станции усиления устанавливают на расстоянии не более 60-70 километров друг от друга. На поверхности земли это не составляет особого труда, но как быть в случае, если на пути линии связи возникает водная преграда протяжённостью значительно больше, чем несколько десятков километров?
Некоторые улучшения, внесённые в конструкцию подводного кабеля, позволили увеличить этот предел. Так, в 1947 году между Англией и Голландией был проложен 150-километровый подводный кабель, который позволял одновременно вести 84 телефонных разговора. Сегодня несложно изготовить кабель, допускающий передачу несколько меньшего количества разговоров, но на расстояние уже, скажем, в 350-400 километров без какого-либо промежуточного усиления [55].
Но четыреста километров - это только одна десятая часть расстояния через Атлантику. Ну и что же, - могут спросить, - разве нельзя в десять раз усилить сигнал, подаваемый в линию, или сигнал, поступающий в приёмное устройство? И проблема подводной телефонной связи через Атлантику будет решена!
К сожалению, простая арифметика здесь неприменима. Ток в подводном кабеле ослабевает не пропорционально расстоянию, а гораздо быстрее (более подробно это изложено в главе XX). Уменьшение тока по мере его прохождения по подводному кабелю происходит в масштабах, которые измеряются астрономическими цифрами. Нет, простым увеличением в 10 раз здесь ничего не добьёшься.
Примерный расчёт показывает, что если бы для передачи по первому трансатлантическому телефонному кабелю использовали энергию всех существующих на земле электростанций, то всё равно уже через 370 километров по длине кабеля, т.е. на расстоянии всего лишь одной десятой пути через Атлантику, переданную энергию трудно было бы обнаружить даже с помощью самых чувствительных приборов. На первый взгляд, это кажется парадоксальным, ибо в то же время батарея размером с напёрсток посылает по подводному кабелю телеграфный сигнал, легко преодолевающий Атлантический океан. Объяснение следует искать в используемой частоте передачи. При работе на частотах в сотни тысяч герц потери несоизмеримо больше, чем в случае, когда передача ведётся на постоянном токе.
Но при всех условиях существует предел количества энергии, которое можно передать по кабелю без повреждения его изоляции и расплавления проводников. Повреждение кабеля прокладки 1858 года, происшедшее из-за избытка энергии, обусловленного наличием в схеме огромных катушек доктора Уайтхауза, может служить подтверждением этого положения.
С другой стороны, усиливать сигналы до бесконечности тоже нельзя. После какой-то определённой степени усиления результатом дальнейших попыток становится шум. Если, скажем, указатель диапазона при настройке радиоприёмника установить в положение между станциями, то будет слышен устойчивый свист, производимый бесчисленными передатчиками. Но отличить одну станцию от другой нельзя, пока не настроишься на определённую волну - сигналы как бы тонут в общем шуме.
В радиоприёмнике или в другом виде усилителя большинство шумов и помех является следствием того, что ток обычно не течёт плавно. Образно говоря, распространение тока по проводнику подобно песчаной лавине. Каждый электрон, непрерывно колеблясь, производит свой шум, шумы накапливаются и в результате усиления перекрывают слабый полезный сигнал.
Теперь нам более или менее ясно, насколько трудно было разрешить проблему трансатлантической телефонной передачи по подводному кабелю. Единственный способ, так же как и при наземной дальней связи, - это установка усилителей на таком расстоянии один от другого, при котором посланный сигнал может быть усилен до того, как он будет поглощён шумами, возникающими в проводнике. Это легко сказать, но куда труднее сделать. На практике возникали трудности, долгое время казавшиеся непреодолимыми.
Обычная усилительная станция на междугородной телефонной магистрали занимает помещение в несколько комнат; для её питания требуется энергия абсолютно надёжной и достаточно мощной силовой установки. Усилительная станция длительно работает при минимальном уходе, но всё же нуждается время от времени в некоторой регулировке и замене изношенных деталей. Особенно это касается усилительных ламп. Владельцы радиоприёмников и телевизоров хорошо знают, что лампы медленно, а иногда и не очень медленно, теряют свои качества и постепенно выходят из строя. Было бы ещё полбеды, если бы мы точно знали срок их службы. Но ведь радиолампа может выйти из строя завтра или простоять ещё пятьдесят лет. Никто не может сказать заранее, насколько её хватит.
Проектирование подводных телефонных усилительных станций, которые бы исправно в течение десятилетий функционировали на морском дне под давлением в несколько сот килограмм на квадратный сантиметр, естественно, стало основной проблемой трансатлантической телефонной связи. Её пытались решить тремя различными путями, и на них стоит остановиться хотя бы для того, чтобы понять, почему они были отвергнуты.
Справедливости ради следует сказать, что один путь вообще всерьёз не рассматривался. Телефонная связь Америки с Европой могла быть осуществлена по линии, почти полностью проходящей по суше через территорию Советского Союза. Единственную подводную секцию длиной около 150 километров, не требующую установки подводных усилительных станций, пришлось бы проложить в Беринговом проливе (как мы уже видели в главе XI, подобную безуспешную попытку предприняли после неудачной прокладки первого трансатлантического телеграфного кабеля). Однако вряд ли такое решение было бы целесообразным как по политическим, так и по экономическим соображениям. Потребовалось бы пересечь линией связи огромную территорию, установить сотни усилительных станций, обеспечить постоянное наблюдение за ними и за всей линией в целом.
Итак, задача установления телефонной связи между Европой и Америкой всё же сводилась к сооружению линии в Атлантике.
А что, если использовать ультракоротковолновую связь, оборудовав ретрансляционные вышки на судах, поставленных на якоря через каждые шестьдесят-семьдесят километров по всей трассе? Но тогда потребовалось бы минимум пятьдесят судов с экипажами и соответствующим оборудованием. Капиталовложения оказались бы огромными, а расходы на содержание флотилии - ещё больше. При решении этой проблемы возник бы, кроме того, ряд чисто практических трудностей, а именно: как быть в случае шторма, аварии, каким образом судам поддерживать нужную дистанцию и определённое положение друг относительно друга, как при постоянной качке посылать строго направленные пучки волн от одной вышки к другой.
На первый взгляд, вполне приемлемым был третий путь. Самолёт, поднятый на высоту около 12 километров, может поддерживать прямую радиосвязь в пределах "видимости", с учётом кривизны поверхности Земли, с другим летательным аппаоатом, поднятым на такую же высоту, на расстоянии 800-900 километров от первого. (Кстати, Соединённые Штаты сравнительно недавно изготовили радиолокационные установки, которые для увеличения радиуса действия подняты в воздух). Таким образом, на всю Атлантику потребуется только четыре самолёта, снарядить и обслуживать которые, казалось бы, значительно проще, чем пятьдесят судов. Но это опять приведёт к большим затратам на эксплуатацию установок и содержание экипажа. Хотя, возможно, проблема межконтинентальной связи решится в будущем именно таким путём; в этом случае роль летательного аппарата будет играть искусственный спутник Земли.
Сегодня же единственным практическим решением проблемы трансатлантической и вообще трансокеанской телефонии являются подводные усилители, вмонтированные в уложенный на океанское дно кабель. В первой трансатлантической телефонной линии 102 таких усилителя исправно работают с 1956 года. Половина их участвует в передаче сообщений с востока на запад, половина - в обратном направлении.
