Проверив аппарат с искровым промежутком Герца, Тесла обнаружил, что это устройство, которое использовал Маркони, было подвержено статическому воздействию и вызывало слабые произвольные пульсации (затухание) на малых частотах. Пульсации передавались поперечно по воздуху без учета продольных свойств, усиливающихся при использовании высоких частот и заземления. Проделав вычисления с учетом скорости света и размеров планеты, Тесла создал непрерывные (незатухающие) электромагнитные волны, находящиеся в гармонии с собственными волнами Земли.
К 1897 году Тесла собрал все самые значимые патенты на производство, модуляцию, накопление, передачу и прием беспроволочных импульсов. В письме к своему адвокату Паркеру У. Пейджу Тесла отмечал: «Прилагаю к тексту патент мистера Маркони. Я заметил, что как источник сигналов указаны волны Герца. Это неверно. Другими словами, патент описывает совершенно не то, что происходит на самом деле. Насколько это влияет на значимость патента?» Ясно, Тесла уже тогда подозревал, что Маркони использует его оборудование.
В первом патенте Тесла на беспроводную передачу за № 649 621, который был выдан 2 сентября 1897 года, обсуждалась необходимость создания «терминала, предпочтительно занимающего большую поверхность… поддерживаемого воздушным шаром на высоте, пригодной для передачи, и другого, второстепенного терминала, напрямую связанного с землей. На принимающей станции будет работать трансформатор схожей конструкции». В спецификации описывалось, как образуется и видоизменяется длина волны и как настроить линию связи с учетом естественных свойств электромагнитной энергии.
Принимая во внимание размер и электрическую емкость Земли, Тесла подсчитал, что при использовании катушки длиной в пятьдесят миль, совершающей 925 колебаний в секунду, достигается частота света. Поскольку Тесла работал с «разреженными» лампами, он знал, что электричество проходит через них легче, чем сквозь воздух. Таким образом, он пришел к выводу, что если передающие башни разместить на возвышенных местах над препятствиями и дополнительно поднять передатчики при помощи баллонов с воздухом, верхние слои атмосферы (или ионосфер) будут служить средством передачи. Крупные электростанции, расположенные рядом с водопадами, смогут давать энергию, необходимую для беспроводной передачи в этот верхний слой атмосферы.
В отдельных случаях Земля также может служить проводником. В следующем отрывке из того же патентного заявления за 1897 год критиковалось использование Маркони примитивного аппарата Герца: «Надо отметить, что задействованное при передаче электрической энергии явление – не что иное, как проводимость, и его не следует путать с наблюдаемым в этом случае электрическим излучением, которое по своей сути и способу распространения делает передачу любого значительного количества энергии на достаточное расстояние практически невозможной».
Маркони, сотрудничавший с обществом страхования «Лондонский Ллойд» в экспериментах «корабль-берег», чаще пользовался методом научного тыка. В июле 1896 года во время экспериментов с Присом итальянец успешно передал сообщения сквозь стены на расстояние семи-восьми миль. В декабре он обратился за патентом, который Прис считал «очень обоснованным», хотя и знал, что у юноши были предшественники в лице Тесла и Лоджа. Патент не отличался оригинальностью и не предлагал никаких новых принципов, тем не менее Маркони по-настоящему преуспевал в мире практики, в то время как Тесла делал успехи только в своей лаборатории, усовершенствуя аппаратуру, или в царстве теории. Разница в знаниях точно подчеркнута одним из помощников Маркони, мистером Вивианом: «Тогда мы ничего не знали о длине передаваемой волны, влияющей на дальность передачи сообщений, – заявлял коллега ученого. – У нас даже не было средств или инструментов для измерения длины волны, и мы точно не знали, какую длину волны мы используем».
Первые работы Приса по исследованию земных токов и индукционных явлений на обычных телеграфных линиях в 1880-1890-х годах заставили его осознать силу системы Тесла. На этой стадии Маркони не понимал роли Земли в передаче электрической энергии. Он использовал принцип «излучения» в воздухе, при помощи аппарата Герца. Не понимая, зачем именно, он использовал воздушную и земную связь, – просто эти положения уже широко публиковались Тесла в 1893 году. Другие принципы были взяты у Оливера Лоджа, который вел с Маркони борьбу за патенты. Уильям Прис отлично знал, что у них были предшественники, но он не мог не заметить явного прогресса Маркони, в то время как его соперники топтались на месте.
После того как Маркони отверг предложение Приса и не захотел попросить у Тесла разрешения использовать его аппарат, британский джентльмен оказался в щекотливом положении. В августе 1897 года он отправил «скупое» сообщение: «К сожалению, должен сообщить, что вынужден прекратить все эксперименты и все действия, пока не изучу условий, определяющих отношения между вашей компанией и британским правительственным департаментом, который так вас поддерживал и так много 270 вам помогал». Но жребий был брошен, и Прис был не в силах остановить сложную форму пиратства. Он заболел и уехал в Египет, где пробыл год.
Маркони также помогал М. Хоузьер, директор «Ллойде», который, согласно слухам, «преуспел в передаче довольно отчетливых сообщений (при помощи аппарата Хоузьера) там, где Маркони потерпел фиаско». «Ллойде» также связалась с Тесла для «создания беспроводного устройства «корабль-берег» для передачи репортажа о международной гонке яхт 1896 года, но Тесла отклонил предложение, заявив, что любая публичная демонстрация его системы, кроме как на всемирной основе, может восприниматься как любительская попытка, проводимая посторонними экспериментаторами».
Вместо этого Тесла провел тайный эксперимент по передаче на большое расстояние, о котором никому не сказал, даже своим сотрудникам. Где-то в конце 1896 или в начале 1897 года изобретатель включил свой генератор в режим «производства непрерывных колебаний» и в экипаже направился на реку Гудзон. Там он сел на паром и переправился в Уэст-Пойнт вместе с работающим от батареи прибором, «удобным для транспортировки». «Я проделал это дважды или трижды, – рассказывал Тесла в суде в 1915 году. – Но я не получил никаких конкретных сигналов, кроме небольшого «тона», и этого было для меня достаточно». Другими словами, взяв с собой приемное устройство, ученый просто настроил его таким образом, что оно начинало реагировать на волны, исходящие из лаборатории на Восточной Хьюстонской улице. «Думаю, это примерно тридцать миль», – сказал Тесла.
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
