Голос через океан

В первой трансатлантической телефонной кабельной линии насчитывается всего сто два глубоководных усилителя, причём пятьдесят один усилитель транслирует сигналы с востока на запад и столько же - в обратном направлении. Усилители расположены на расстоянии около 70 километров один от другого. Вся система представляет собой одно из наиболее совершенных устройств, когда-либо созданных человеком.

Электрическая схема усилителя довольно проста - она примерно такая же, как в радиоприёмнике средней сложности. Каждый усилитель состоит из трёх электронных ламп очень надёжной конструкции и из шестидесяти сопротивлений, конденсаторов и других деталей электрической цепи. Не составило бы большого труда сделать усилитель, устойчиво работающий в обычных условиях на протяжении нескольких лет. Однако для подводных усилителей требования значительно повышаются. Каждый из них является звеном одной цепи. Если он выйдет из строя, система в целом придёт в негодность. В обоих кабелях глубоководного участка линии всего триста шесть электронных приборов и около шести тысяч других деталей. Для того чтобы система надёжно работала в течение двадцати лет, необходимо предъявлять к качеству изготовления каждой детали максимально высокие требования. К счастью, большинство электродеталей почти не поддаётся износу. Сопротивление или катушка индуктивности, выполненные надлежащим образом, практически вечны.

Каждый усилитель должен обеспечить передачу достаточно широкой полосы частот с тем, чтобы по кабелю можно было вести одновременно тридцать шесть телефонных разговоров. Усилитель работает на относительно низких, сравнительно с радиоспектром, частотах (длинные волны) в диапазоне от 12 до 174 килогерц. Человеческое ухо легко могло бы улавливать колебания на нижнем пределе этой полосы - они воспринимались бы в виде тонкого писка [59].

Тридцать шесть каналов, по которым идёт передача, расположены в телефонном усилителе гораздо плотнее, чем в обычном приёмнике, так как для передачи человеческой речи требуется меньший диапазон частот, чем, скажем, для музыки. Но если возникает необходимость, два или три разговорных канала объединяют и используют для передачи музыки.

Чтобы сигнал, затухая, не исчез совсем на протяжении 70 километров кабеля, каждый усилитель должен усилить его по меньшей мере в миллион раз. А так как всего в одном направлении действует пятьдесят один усилитель, то, значит, усиление по всей линии достигает фантастической цифры - миллион, умноженный сам на себя пятьдесят один раз, что означает число, выраженное единицей с 306 нулями!

Попробуем представить себе это число. Назвать его астрономическим нельзя. В астрономии нет такой величины. Количество песчинок на земле? Это слишком малое число, с ним не стоит сравнивать. Даже если бы вся земля была сделана из песчинок, их количество выразилось числом примерно с тридцатью нулями. Количество электронов в космосе? Да, это число несколько больше, но и для его написания достаточно восьмидесяти нулей.

Такая, действительно фантастическая цифра появляется дважды в расчётах, связанных с трансатлантическим кабелем. Это не только общее усиление, которое должны обеспечить усилители по всей длине кабеля по мере прохождения сигнала, но и общие потери энергии на этой дистанции, которые и восполняются усилителями. Вот каким балансом энергии оперировали инженеры, проектируя подводный телефонный кабель. Ещё один яркий пример. Если энергию всех видимых звёзд собрать воедино и направить на Землю, уменьшив в 10³⁰⁶ раз, то сигнал станет настолько слабым, что его невозможно будет уловить.

Для питания цепей накала и анода электронных ламп в схему подаётся постоянный ток, который проходит по внутреннему проводнику кабеля. К каждому концу линии прикладывается напряжение в 2000 вольт. При этом полярность напряжения на концах кабеля различна, так что суммарная разность потенциалов составляет 4000 вольт.

Более подробно об электронике системы сказано в главе XXI, написанной для тех, кто захочет ознакомиться с этим вопросом детальнее. В равной степени, а возможно и в большей, представляет интерес механическая часть усилителей. Каким образом три электронные лампы и шестьдесят других деталей смонтированы в узкой трубке, которая к тому же обладает способностью выгибаться по шкиву диаметром около двух метров и выдерживает давление почти в полтонны на квадратный сантиметр?