Visokonaponski predajnik
Kada razmatram događaje iz prošlosti, shvatam koliko su tanani uticaji koji formiraju naše sudbine. Jedan događaj iz moje mladosti može da posluži kao ilustracija za to. Jednog zimskog dana sam uspeo da se popnem na vrlo strmu planinu u društvu drugih dečaka. Sneg je bio dosta dubok i topao južni vetar nam je išao na ruku. Zabavljali smo se bacajući grudve, koje su se same kotrljale neko vreme, sakupljajući manje ili više snega, i pokušavali da nadmašimo jedan drugog u ovom uzbudljivom sportu. Odjednom, jedna lopta je premašila sve granice, narastajući do ogromne veličine, sve dok nije porasla velika kao kuća i sjurila se u dolinu, uz veliku grmljavinu od koje je zemlja podrhtavala. Gledao sam omađijan, I nisam mogao da shvatim šta se dogodilo. Nedeljama posle toga slika lavine mi je bila pred očima i pitao sam se kako je moguće da nešto tako malo tako silno naraste.
Od toga vremena uvećanje slabih dejstava me je fasciniralo i kada sam nekoliko godina kasnije počeo eksperimentalno da proučavam elektro i mehaničke rezonancije bio sam za to veoma zainteresovan od samog početka. Moguće je da se nije desio taj događaj u mladosti, koji je na mene ostavio snažan utisak, da ja možda i ne bih sledio malu varnicu koju je dao moj kalem i da nikada ne bih usavršio svoj najbolji izum, čiji ću vam istorijat sada ispričati prvi put.
Lovci na znamenite stvari su me često pitali koji ja od svojih izuma najviše cenim. Ovo zavisi od toga kako gledate na stvari. Ne mali broj tehnički obrazovanih ljudi, vrlo sposobnih u svojim specijalizovanim oblastima, ljudi kojima je ovladala pedanterija i uskogrudost, rekli su da sam ja dao čovečanstvu malo toga za praktičnu upotrebu, ukoliko se izuzme indukcioni motor. To je ozbiljna greška. O novoj ideji se ne sme suditi po neposrednim rezultatima. Moj sistem prenosa energije pomoću naizmeničnih struja došao je u psihološkom trenutku, kao dugo traženi odgovor na mnoga hitna industrijska pitanja i mada je trebalo da se prevaziđe određeni otpor i da se kao i uvek pomire oprečni interesi, komercijalni nastup nije mogao još dugo da se odlaže. Uporedite sada ovu situaciju sa onom sa kojom se suočila moja turbina.
Čovek bi mogao da pomisli da bi tako jednostavan i lep izum, koji ima mnoge karakteristike idealnog motora, trebalo odmah da bude prihvaćen, što bi se nesumnjivo i dogodilo pod sličnim okolnostima. Ali budućnost obrtnog polja nije bila u obezvređivanju mašina, naprotiv, trebalo je da im uveća vrednost. Moj sistem je ujedno potpomogao nove poduhvate i poboljšao stare. Moja turbina je dostignuće sasvim različitih karakteristika. To je radikalno odstupanje u smislu da bi njen uspeh značio napuštanje starijih tipova prvobitnih pokretača na koje su potrošene milijarde dolara. Pod ovakvim uslovima, napredak bi bio spor i možda bi najveća prepreka bile predrasude koje je u glavama stručnjaka stvorila organizovana opozicija. Tek pre neki dan sam se obeshrabrio kada sam sreo prijatelja, bivšeg asistenta Čarlsa F. Skota (Charles F. Scott), sada profesora elektrotehnike na Jelu.
Nisam ga dugo video i radovao sam se da sa njim malo porazgovaram u svojoj kancelariji. Naš razgovor je normalno skrenuo na moju turbinu, a ja sam postao prilično vatren. “Skot“, uzviknuo sam ponesen slikom slavne budućnosti, “moja turbina će oterati u staro gvožđe sve toplotne mašine na svetu.” Skot je nežno pogladio svoju bradu i zamišljenog pogleda, kao da nešto u glavi računa “ biće to velika gomila starog gvožđa“, rekao je i izašao bez reči.
Ovaj i drugi moji izumi, međutim, nisu bili ništa više do koraci napred u određenim pravcima. Razvijajući ih ja sam jednostavno sledio urođeni instinkt da usavršavam postojeće naprave, bez nekog razmišljanja o našim mnogo prečim potrebama. “Visokonaponski predajnik“ je proizvod višegodišnjeg rada, čiji je glavni cilj bilo rešenje problema, koji su neuporedivo važniji za čovečanstvo od pukog razvoja industrije.
Novembra 1890. godine, ukoliko me sećanje ne vara, izveo sam u laboratoriji eksperiment koji je bio jedan od najređih i najspektakularnijih eksperimenata ikada zabeleženih u analima nauke. Istražujući ponašanje visokofrekventnih struja, bio sam zadovoljan saznanjem da se električno polje dovoljne jačine može proizvesti u sobi tako da pali vakuumsku cev bez elektroda. Shodno tome je napravljen transformator da bi proverio teoriju i prvi test je dao izvanredne rezultate. Teško je oceniti šta su te čudne pojave značile u ono vreme. Žudimo za novim senzacijama, ali ubrzo postajemo ravnodušni prema njima. Ono što je juče bilo čudo, danas je običan događaj. Kada su moje cevi bile prvi put javno izložene, posmatrane su sa čuđenjem koje je nemoguće opisati. Iz svih krajeva sveta primio sam hitne pozive, mnogobrojne počasti i ostale laskave ponude, koje sam odbio.
Kada su 1892. godine pozivi postali neizdrživi, otputovao sam u London gde sam u Institutu za elektroinženjere održao predavanje. Nameravao sam da zbog jedne slične obaveze odmah produžim u Pariz, međutim ser Džejms Divar (James Dewar) zahtevao je od mene da se pojavim i pred članovima Kraljevskog instituta. Bio sam odlučan čovek, ali sam lako popustio pred jakim argumentima ovog velikog Škotlanđanina. Gurnuo me je u stolicu i nalio mi pola čaše divne braon tečnosti koja se presijavala u svim drugim bojama i imala ukus nektara. “ Sada”, reče on, “Vi sedite u Faradejovoj (Faraday) stolici i uživate u viskiju koji je on obično pio.“ I na jednoj i na drugoj stvari moglo mi se zavideti. Sledeće večeri izvodio sam svoj eksperiment pred članovima Kraljevskog instituta, posle čega se lord Rejli (Lord Rayleigh) obratio prisutnima i njegove ljubazne reči su bile prvi podstrek za sve moje poduhvate. Pobegao sam iz Londona, a kasnije i iz Pariza da bih izbegao blagonaklonosti kojima su me ljudi obasipali i otputovao sam kući, gde sam prošao kroz mnoga bolna iskustva i bolest. Pošto sam se oporavio, počeo sam da kujem planove za nastavak rada u Americi. Do tada nisam ni shvatao da imam poseban izumiteljski dar, ali lord Rejli koga sam uvek smatrao idealnim naučnikom je to rekao, i ako je to zaista bilo tačno, osetio sam da treba da se usredsredim na neku veliku ideju.
Jednog dana dok sam lutao po planini potražio sam sklonište od oluje koja je nailazila. Nebo je bilo prekriveno tamnim oblacima, ali kiša nikako da padne, dok iznenada nije sevnula munja, a nekoliko trenutaka kasnije nastao potop. Ovaj prizor me je podstakao na razmišljanje. Bilo je očigledno da su ove dve pojave tesno povezane kao uzrok i posledica. Posle malo razmišljanja, zaključio sam da je električna energija koja je izazvala toliko prolivanje vode, bila neznatna, dok je munja odigrala ulogu neke vrste osetljivog okidača. To je bila divna mogućnost za podvig. Kad bismo mogli da proizvedemo električne efekte potrebnog kvaliteta, čitava planeta i uslovi života na njoj mogli bi da se promene. Sunce podiže vodu iz Okeana, a vetrovi je nose do dalekih krajeva gde ostaje u stanju izuzetno delikatne ravnoteže. Da je u našoj moći da je poremetimo kad god i gde god poželimo, ovu snažnu bujicu, neophodnu za život mogli bismo da kontrolišemo svojom voljom.
Mogli bismo da navodnjavamo pustinje, da stvaramo jezera i reke i da dobijamo pokretačku snagu vode u neograničenim količinama. Ovo bi bio najdelotvorniji način da se Sunce iskoristi za potrebe čoveka. Ostvarenje ovoga zavisi od naše mogućnosti da razvijemo električne sile iste kao i u prirodi. Takav poduhvat se činio beznadežnim, ali ja sam se odlučio da pokušam i odmah po povratku u Sjedinjene Države u leto 1892. godine otpočeo sam rad koji se činio još privlačnijim, pošto su uređaji istog tipa bili potrebni za uspešan bežični prenos energije.
Prve zadovoljavajuće rezultate dobio sam u proleće naredne godine kada sam pomoću svog kalema ostvario napon od oko milion volti. To nije bilo mnogo u poređenju sa današnjim mogućnostima ali se tada smatralo podvigom. Stalno sam napredovao u ovom poslu, sve dok 1895. godine vatra nije uništila moju laboratoriju, što može da se zaključi iz članka Martina (T. S. Martin), objavljenog u aprilskom broju časopisa ”Century Magazine”. Ova velika nevolja unazadila me je u mnogočemu i gotovo cele te godine morao sam da se posvetim planiranju i rekonstrukciji. Ipak sam se vratio zadatku čim su okolnosti to dopustile. Mada sam znao da bi se veća elektromotorna sila postigla aparatom većih dimenzija, intuitivno sam osećao da se to može postići odgovarajućim projektovanjem relativno malog i kompaktnog transformatora. Dok sam vršio ispitivanja sa sekundarom u obliku ravne spirale, kao što je prikazano u mojim patentima, iznenadilo me je odsustvo strimera i nedugo potom otkrio sam da je to zbog oblika i međusobnog položaja namotaja spirale.
Koristeći se ovim zapažanjem, odlučio sam da upotrebim visokonaponske provodnike sa kalemom velikog prečnika a dovoljno razdvojenim da bi raspodeljena kapacitivnost bila mala, čime se u isti mah sprečava velika koncentracija naboja u bilo kojoj tački. Primenom ovog principa uspeo sam da ostvarim napone od četiri miliona volti, a to je bilo blizu gornje granice koju sam mogao da ostvarim u svojoj novoj laboratoriji u ulici Hjuston, gde sam ostvario varnice dužine 16 stopa.
Fotografija ovog predajnika pojavila se u časopisu ”Elektrical Review” novembra 1898. godine. Da bih mogao dalje da napredujem u ovom pravcu, morao sam da izađem iz laboratorije i pošto sam okončao pripreme za podizanje stanice za bežično emitovanje, otputovao sam u proleće 1899. godine u Kolorado, gde sam se zadržao duže od godinu dana. Tu sam postigao druga poboljšanja i usavršavanja što mi je omogućilo dobijanje struja bilo kog napona. Oni koje to zanima mogu naći neke podatke o eksperimentima koje sam tamo izvodio u mom članku Problem povećanja ljudske energije objavljenom 1900. godine u junskom broju časopisa ”Century Magazine”, na koji sam se već ranije pozivao.
Urednik časopisa ”Elektrical Experimenter” me je zamolio da budem sasvim jasan u objašnjavanju, tako da i moji mladi prijatelji među čitaocima časopisa mogu jasno da shvate i konstrukciju i rad ”visokonaponskog predajnika”, kao i njegovu namenu. Prema tome, kao prvo, to je rezonatni transformator sa sekundarom čiji je svaki deo pod visokim naponom, ima veliku površinu i namotaje raspoređene u prostoru duž idealne cilindrične površine velikog poluprečnika krivine, i na odgovarajućem međusobnom rastojanju što obezbeđuje svuda malu površinsku gustinu struje, tako da ne dolazi do proboja čak i kada je provodnik bez izolacije. On može da radi na bilo kojoj frekvenciji od nekoliko do mnogo hiljada ciklusa u sekundi i može se koristiti za generisanje jakih struja i umerenih napona. Maksimalni napon zavisi prvenstveno od krivine površina na kojima su raspoređena električna opterećenja i dimenzije ovih površina.
Oslanjajući se na svoje prethodno iskustvo smatram da je savršeno mogućno proizvesti čak i sto miliona volti. S druge strane, u anteni se mogu dobiti struje od više hiljada ampera. Za ostvarivanje takvog cilja potreban je uređaj doista skromnih dimenzija. Teorijski, dovoljno je imati kalem od 90 stopa u prečniku da bi se razvila elektromotorna sila te veličine, dok za proizvodnju antenskih struja između 2000 i 4000 ampera na uobičajenim frekvencijama uređaj ne treba da bude veći od 30 stopa u prečniku.
Preciznije rečeno, energija radijacije u vidu Hercovih (Gustav Hertz) talasa u tom bežičnom predajniku predstavlja sasvim zanemarljivu komponentu u odnosu na ukupnu energiju, zbog čega je faktor prigušenja vrlo mali i velika količina elektriciteta se akumulira u izdignutom kapacitivnom terminalu.
Takvo kolo može se pobuđivati impulsima bilo koje vrste, čak i niske frekvencije, i ono će proizvoditi sinusoidalne neprigušene oscilacije slično kao i alternatori.
U najširem smislu reči, to je rezonantni transformator, koji je osim toga što raspolaže pomenutim svojstvima, tačno odmeren kako bi se prilagodio Zemljinoj kugli i njenim konstantama i specifičnostima. Zahvaljujući takvom oblikovanju, on vrši bežični prenos energije izvanredno efikasno i delotvorno. Uz to rastojanje nema značaja jer se intenzitet prenetog impulsa ne smanjuje. Čak je moguće povećanje delovanja sa udaljenjem od emisione stanice, što je u skladu sa egzaktnim matematičkim zakonom.
Ovaj izum je bio jedan od mnogih izuma obuhvaćenih mojim “Svetskim sistemom“ bežičnog prenosa koji sam, po povratku u Njujork 1900. godine počeo da komercijalizujem. Neposredna svrha ovog mog poduhvata jasno je u kratkim crtama data u tehničkom opisu toga vremena iz koga navodim sledeće:
“Svetski sistem” je kombinacija izumiteljevih originalnih otkrića u toku dugotrajnog perioda istraživanja i eksperimentisanja. Ne samo što putem bežičnog prenosa ovaj sistem omogućava da se trenutno i precizno prenese bilo koji signal, poruka ili znak u sve krajeve sveta već isto tako uspostavlja vezu između postojećih telegrafskih, telefonskih i drugih signalnih stanica, a da pri tom niukoliko ne mora da se menja njihova sadašnja oprema. To znači da telefonski pretplatnik može odavde da pozove bilo kog pretplatnika pa Zemljinoj kugli i da razgovara sa njim. Jedan prijemnik, ne veći od ručnog sata, omogućiće mu da čuje bilo da se nalazi na kopnu ili moru govor, odnosno muziku iz nekog drugog mesta bez obzira na njegovu udaljenost. Ovi primeri su navedeni isključivo da bi se stekla izvesna predstava o mogućnostima tog velikog naučnog napretka, koji poništava razdaljinu i zahvaljujući kome nam taj savršeni prirodni provodnik – Zemlja, stoji na raspolaganju za korišćenje u svakojake svrhe i koju je ljudska genijalnost upotrebila umesto žičanog provodnika. Iz ovoga proizlazi jedan dalekosežan rezultat, a to je da bilo koja naprava koja može da radi pomoću jedne ili više žica (očigledno na ograničenoj razdaljini) može isto tako da se stavi u pogon bez fizičkih provodnika i sa istom jednostavnošću i preciznošću do razdaljina koje nemaju drugih ograničenja do onih koje svojim fizičkim dimenzijama nameće sama Zemljina kugla.
Prema tome, ne samo što ovaj idealan metod prenosa otvara nove oblasti za komercijalnu eksploataciju, nego i stare isto tako proširuje. “Svetski sistem” se zasniva na Primeni sledećih važnih izuma i otkrića:
- Teslin transformator. Ovaj aparat je za generisanje električnih oscilacija podjednako revolucionaran kao što je bio barut u ratovanju. Služeći se instrumentom takve vrste izumitelj je pored varnica dužih od sto stopa proizveo struju nebrojeno puta jaču od one koja je ikad dosad proizvedena na uobičajene načine.
- Visokonaponski predajnik. To je Teslin najveći izum – neobičan transformator naročito podešen da pobudi Zemlju, koji za prenos električne energije znači isto što i teleskop za astronomsko posmatranje. Upotrebom ove sjajne naprave on je već ostvario električna kolebanja jačeg intenziteta no što stvara munja i pustio struju dovoljnu da upali više od dve stotine sijalica oko Zemljine kugle.
- Teslin bežični sistem. Ovaj sistem obuhvata brojna poboljšanja i jedini je poznat način za ekonomičan prenos energije na daljinu i bez žica. Izumitelj je brižljivo vršenim ogledima i merenjima u eksperimentalnoj stanici velikih mogućnosti koju je sam izgradio u Koloradu, dokazao da se svaka željena količina energije može preneti ako treba tačno na drugi kraj Zemlje sa gubitkom koji nije veći od nekoliko procenata.
- Veština individualizacije. Ovaj Teslin izum je u odnosu na ‘primitivno podešavanje’ isto što i savršeni jezik u odnosu na neartikulisano izražavanje. On omogućava prenošenje signala ili poruka potpuno tajno i ekskluzivno kako u aktivnom tako i u pasivnom smislu, a to znači ne izazivajući i ne primajući smetnje. Svaki signal liči na osobu jasnog identiteta i praktično broj stanica I instrumenata koji mogu da rade bez i najmanjeg međusobnog ometanja nije ograničen.
- Stojeći talasi na Zemlji. Popularno tumačeno ovo izvanredno otkriće znači da Zemlja reaguje na električne vibracije određene frekvencije isto kao što zvučna viljuška reaguje na određene zvučne talase. Ove posebne električne vibracije, koje su u stanju da snažno pobude Zemlju, mogu se koristiti na bezbroj načina i imaju ogroman značaj na komercijalnom polju, kao i u mnogim drugim poljima.
Prva stanica “Svetskog sistema“ može se pustiti u rad za devet meseci. Sa ovakvom stanicom bilo bi izvodljivo dostići električne aktivnosti do oko deset miliona konjskih snaga i ona je tako projektovana da bez posebnih troškova može obavljati ogroman broj tehničkih radnji. Među njima se mogu navesti i sledeće:
(1) međusobno povezivanje postojećih telegrafskih centrala ili ustanova širom sveta;
(2) uspostavljanje tajne državne telegrafske službe čiji rad nije moguće ometati;
(Z) međusobno povezivanje postojećih telefonskih centrala, ili ustanova na Zemljinoj kugli;
(4) univerzalna distribucija opštih vesti putem telegrafa ili telefona u službi štampe;
(5) uspostavljanje službe na principima “Svetskog sistema” za dostavljanje obaveštenja isključivo u privatne svrhe;
(6) međusobno povezivanje rada svih berzi na svetu;
(7) uspostavljanje ” Svetskog sistema “ za distribuciju muzike itd;
(8) univerzalno registrovanje vremena jeftinim časovnicima koji sa astronomskom preciznošću označavaju vreme i ne traže nadzor;
(9) prenošenje širom sveta znakova, brojeva itd., bilo da su kucani na mašini, bilo rukom ispisivani;
(10) uspostavljanje svetske službe za potrebe trgovačke mornarice koja navigatorima svih brodova omogućava da besprekorno kormilare bez kompasa, da tačno određuju lokaciju, čas i brzinu, da sprečavaju sudare i nesreće itd.;
(11) uvođenje svetskog sistema štampanja na kopnu i moru;
(12) svetski sistem za reprodukovanje fotografija i svih vrsta crteža ili zapisa koji bi se otpremali širom sveta“ .«
Takođe sam predložio da demonstriram bežični prenos električne energije u malim, ali dovoljnim razmerama da bi to bilo uverljivo. Pored ovih naveo sam i ostale neuporedivo značajnije primene mojih otkrića koja ću obelodaniti u budućnosti.
Na ostrvu Long Ajlend (Long Island) izrađeno je postrojenje sa tornjem visokim 187 stopa sa sfernom kupolom prečnika oko 68 stopa. Ove dimenzije su bile odgovarajuće za prenos praktično bilo kog iznosa energije. U početku se dobijalo samo 200-300 kW ali nameravao sam da kasnije radim sa više hiljada konjskih snaga.
Trebalo je da ovaj predajnik emituje talasni kompleks posebnih karakteristika za šta sam izumeo jedinstven metod mikrofonskog upravljanja bilo kojim iznosom energije.
Ovaj toranj je uništen pre dve godine ali sam projekte razradio i drugi će biti izgrađen sa nekim poboljšanim karakteristikama. Ovom prilikom ću demantovati široko rasprostranjenu glasinu da je građevinu o kojoj je reč srušila Vlada, što je zbog ratnog stanja moglo da stvori predubeđenje u svesti onih koji možda ne znaju da se dokumenti kojima mi je pre trideset godina ukazana čast da dobijem američko državljanstvo stalno čuvaju u jednom sefu, dok su moje ordenje, diplome, doktorati, zlatne medalje i ostala priznanja odloženi u starim sanducima. Da je ta glasina imala osnova, dobio bih u naknadu veliku svotu novca koji sam potrošio na izgradnju tog tornja. Naprotiv, u interesu Vlade je bilo da ga sačuva, naročito zbog toga što bi on omogućio, pomenuću samo jedan dragoceni rezultat, lociranje podmornica u bilo kom delu sveta. Moje postrojenje, usluge i sva moja dostignuća uvek su bili na raspolaganju zvaničnim licima, a od izbijanja evropskog sukoba radio sam sa gubitkom na nekoliko svojih izuma u vezi s vazdušnom navigacijom, pokretanjem brodova i bežičnim prenosom, što je sve od najvećeg značaja za zemlju. Oni koji su dobro obavešteni znaju da su moje ideje izvršile revoluciju u industriji Sjedinjenih Država i ne znam da li je još neki izumitelj imao toliko sreće kao i ja u tome, naročito što se tiče korišćenja vlastitih usavršenih naprava u ratu. Dosad sam se uzdržavao da javno izrazim svoje mišljenje o ovom pitanju jer mi se činilo neprikladnim da se bavim ličnim stvarima, dok je ostali svet u velikoj nevolji. Još bih dodao, povodom glasina koje su stigle do mene, da se gospodin Morgan (J. Pierpont Morgan) nije interesovao za mene iz poslovnih razloga, već iz onih istih širokogrudih pobuda iz kojih je pružao pomoć i mnogim drugim pionirima. On je ispunio svoje velikodušno obećanje u potpunosti i bilo bi veoma nerazumno očekivati od njega nešto više. On se sa najvećim poštovanjem odnosio prema mojim dostignućima i pružao mi je sve dokaze o svojoj potpunoj veri u moju sposobnost da na kraju postignem ono što sam sebi stavio u zadatak. Nisam voljan da izvesnim uskogrudim i surevnjivim pojedincima pružim to zadovoljstvo da misle da su moje napore osujetili. Ti ljudi za mene nisu ništa više od mikroba neke naprasne bolesti. Moj projekat je usporen zbog zakona prirode. Svet nije bio spreman za njega. Bio je isuviše ispred svoga vremena ali će na kraju ti isti zakoni preovladati i pretvoriti ga u trijumfalni uspeh.
Nikola Tesla
Nastaviće se
