Артур Кларк - Голоc через океан
Малейшее изменение характеристик может привести к увеличению шумов в каналах, так как помехи по всей длине линии усиливаются вместе с полезным сигналом; поэтому характеристики необходимо корректировать уже на проложенной линии. Проще всего это можно было бы сделать, отрегулировав последующий усилитель в соответствии с предыдущим, но дело в том, что готовый усилитель герметизирован, покрыт бронёй и его схема недоступна каким-либо воздействиям; изменить в ней что-либо невозможно.
Для решения задачи в систему введён дополнительный элемент цепи – выравниватель. В его схеме – сопротивления, конденсаторы и катушки индуктивности. Они заключены примерно в такую же оболочку, как и усилители. Всего в обоих кабелях трансатлантической линии установлено четырнадцать таких выравнивателей.
Английские усилители двустороннего действия заключены в массивный корпус длиной в 2,75 метра и диаметром 250 миллиметров. В каждый из них вмонтированы три электродные лампы – пентоды, спроектированные исследовательской станцией Британского ведомства связи в Доллис Хилл. Их внутреннее сопротивление в шесть раз меньше, чем у американских пентодов, что получено за счёт более тесного расположения электродов; это повышает вероятность повреждения ламп. Для увеличения надёжной работы в усилителях предусмотрено резервирование ламп и других элементов схемы.
В секции кабеля Ньюфаундленд-Новая Шотландия применён остроумный способ обнаружения дефектных усилителей. Метод основан на принципе работы радиолокационной установки. По линии посылается импульс, и каждый усилитель отвечает на него своим собственным "эхо". В трансатлантической секции кабеля этот принцип неприменим, так как каждый из двух кабелей передаёт сигналы только в одном направлении.
Вот в основных чертах и все, чего следовало бы коснуться в этой главе. Остаются ещё два момента, которые мы лишь слегка затронули. Каждый из них заслуживает отдельной главы. Первый касается методов производства, второй – перенесёт нас на борт кабельного судна "Монарх", идущего из Шотландии в Америку и опускающего за борт свой бесценный груз.
XXII. ИЗГОТОВЛЕНИЕ УСИЛИТЕЛЕЙ
Сам я никогда особенно не интересовался, как изготовляются те или иные предметы и механизмы. Меня больше интересует, как они работают. Однако речь идёт о трансатлантической телефонной линии, и тут я вынужден изменить своё мнение: процесс производства подводных усилителей настолько интересен, что его нельзя обойти.
В современном мире найдётся немного изделий, которые вручаются потребителю с гарантией их совершенства в работе и абсолютной надёжности, хотя бесспорно, что одно изделие должно быть надёжнее, чем другое, — нельзя, например, предъявлять одинаковые требования к парашюту и к приспособлению для открывания консервных банок.
Большинство фирм выработало свои методы контроля, которые определяются характером товара. Так, при массовом производстве несложных изделий нет необходимости тщательно проверять каждое из них, ибо это может привести к тому, что испытание изделий обойдётся дороже их изготовления. Стоимость обыкновенного сопротивления ценой в шиллинг возрастёт в десять раз, если каждый экземпляр подвергнуть испытанию. Гораздо проще допустить незначительный процент брака с последующей заменой покупателю бракованного экземпляра.
Американские гибкие усилители изготовлялись на специальном заводе, построенном компанией "Вестерн Электрик" в Хиллсайде, штат Нью-Джерси. Ни на одном предприятии, исключая, пожалуй, предприятия, занятые в области атомной энергии, ракетостроения, фармакологии, не предъявляются такие строгие требования к чистоте рабочих мест. Завод имеет систему кондиционирования воздуха, при постоянном контроле его температуры и влажности. Давление внутри рабочих помещений несколько выше, чем снаружи, дабы предотвратить попадание в них пыли.
Рабочие и служащие завода "фильтруются" так же основательно, как и воздух, попадающий в помещения. Они проходят тщательную проверку, а потом специальную подготовку в той области, в которой им предстоит трудиться. Все рабочие завода одеты в белую форму из орлона и напоминают врачей, занятых в клинике.
На этом заводе изготовляются почти все детали глубоководных усилителей. На стороне делаются только стальные кольца и медные трубы. На первый взгляд трёхметровая медная труба с диаметром 45 миллиметров и толщиной стенки не более 0,8 миллиметра в изготовлении не представляет ничего сложного. Но лишь одна фирма согласилась поставлять их, обеспечивая нужную степень точности. И то первая партия труб была забракована заказчиком на 99 процентов из-за нарушения допусков. Только после замены части оборудования брак сократился до 50 процентов. Этот пример, конечно, исключение, но и к другим деталям усилителей предъявлялись столь же высокие требования.
К сборке обычно допускалось не более 80 процентоп изготовленных катушек индуктивности, 65 процентов сопротивлений, ещё меньший процент конденсаторов, хотя все они были сделаны по высокому классу точности. В течение полутора дней вручную наматывались некоторые типы катушек – машины не могли выполнить эту работу с достаточной точностью.
Соединённые между собой электрические детали укладывались в определённом порядке в семнадцать сочленённых цилиндриков из прозрачной пластмассы; цилиндрики, в свою очередь, заключаются в надёжный кожух. Окончательно собранный усилитель подвергался тщательным испытаниям на водонепроницаемость, так как ему предстояло выдерживать давление воды в сотни килограмм на квадратный сантиметр в продолжение по меньшей мере двадцати лет.
Испытания на герметичность проводились с применением газа гелия под давлением, которое на 25 процентов выше давления на морском дне. Атомы гелия, обладающие большой проникающей способностью, улавливались специальным детектором, известным под названием "масс-спектрометр". На тот случай, если незначительное количество влаги всё же просочится через оболочку усилителя, внутри него устанавливался поглотитель – эксикатор. Но эксикатор не должен открываться для приёма влаги до тех пор, пока "нутро" усилителя не будет просушено и надлежащим образом изолировано от окружающей среды. Для того чтобы убедиться в том, что эксикатор открылся, к стенке усилителя прикладывают чувствительный микрофон, с помощью которого улавливают звук открывания эксикатора в момент испытания усилителя на герметичность.
После того как наложен последний герметизирующий слой, усилитель вновь подвергается испытаниям на непроницаемость. Сложность их в том, что усилитель уже нельзя вскрыть, а значит, и посмотреть на результаты испытаний.
На помощь приходит раствор соли радиоактивного изотопа цезия-134. Под давлением в несколько сот атмосфер в течение шестидесяти часов он нагнетается в усилитель. Проникание раствора внутрь усилителя фиксируется счётчиком Гейгера. Радиоактивные испытания включали множество мелких точно рассчитанных по времени операций. Порядок этих испытаний наговорен на магнитную плёнку. Всякий раз, когда шли испытания, воспроизводилась запись на плёнке и техники следовали указаниям диктора. Это был прекрасный способ обеспечить точную последовательность операций, но группе, проводившей испытания, по-видимому, было несколько утомительно слушать запись в сотый раз.
Английские жёсткие усилители изготовляются с неменьшей тщательностью, чем американские. Многие детали в них покрыты золотом во избежание преждевременного износа. Таким образом, два ценнейших элемента – золото и радиоцезий – используются в трансатлантическом подводном кабеле.
Однако, несмотря на тщательность исполнения и строгий контроль, усилители, как, впрочем, и всё, что сделано руками человека, не могут быть абсолютно совершенными. Кроме того, сама трансатлантическая телефонная связь и особенно поведение кабеля глубоко на морском дне таят много неизвестного. Кто знает, как долго прослужат электронные лампы, хотя они рассчитаны на пять тысяч часов работы? Возможно, в один прекрасный день выйдет из строя сопротивление или катушка индуктивности. Когда это случится – сейчас сказать трудно.
XXIII. ГОЛОС ИЗ-ЗА ОКЕАНА
Много времени прошло с тех пор, как главный инженер Британского ведомства связи решил, что изобретение Грэхема Белла получит весьма ограниченное применение. В лабораториях этого ведомства в конце тридцатых годов были созданы подводные усилители. Впервые подводный усилитель был встроен в телефонный кабель, проложенный в Ирландском море между островами Англси и Мэн, в 1943 году. В последующие годы немало усилителей было уложено между Англией и континентом, в том числе семь – на линии Англия-Норвегия в 1954 году. Эта 600-километровая линия явилась как бы последним этапом пути к прокладке трансатлантического телефонного кабеля.
