Никола Тесла. Прометей ХХ века - Олег Фейгин

Однако, если следовать самому точному значению термина, это резонансный трансформатор, который помимо данных свойств точно соответствует земному шару и его электрическим константам и свойствам, и благодаря такой конструкции он становится высокоэффективным при беспроводной передаче энергии. При этом расстояние полностью несущественно, и совсем не происходит снижения интенсивности передаваемых импульсов. Можно даже увеличить активность с ростом расстояния от электростанции в соответствии с точным математическим законом.

Н. Тесла. «Статьи и речи»

Это резонансный трансформатор со вторичной обмоткой, в которой части, заряженные до высокого потенциала, занимают большую область и расположены в пространстве вдоль идеальных обертывающих поверхностей, очень большого радиуса кривизны и на должном расстоянии друг от друга, таким образом повсеместно обеспечивая малую плотность поверхностного заряда, так, чтобы не могла произойти утечка, даже если проводник неизолированный. Это подходит для любой частоты от нескольких герц до тысяч герц и может использоваться для производства тока огромных объемов и небольшого напряжения или малой силы тока и огромной электродвижущей силы. Максимальное напряжение просто зависит от кривизны поверхности, на которой расположены заряженные элементы, и от ее площади.

Н. Тесла. «Статьи и речи»

Интерьер лаборатории в Колорадо-Спрингс. Фотомонтаж

На третий год работы в лаборатории на Хаустон-стрит Тесле стало совершенно ясно, что в условиях большого города никогда не удастся развернуть полномасштабные исследования систем дистанционной передачи энергии. Для запланированных натурных опытов требовалась малонаселенная пустынная местность с достаточно мощным источником электрической энергии. Тут изобретатель получил приглашение от своего давнего знакомого – инженера-электрика Леонарда Кертиса, работавшего на электростанции курорта Колорадо-Спрингс в Скалистых горах. Воспользовавшись финансовой помощью нескольких своих хороших знакомых, осведомленных о бедственном положении Теслы, он за три весенних месяца 1899 года на высокогорном плато Пайк вблизи местечка Теллурайд, штата Колорадо, организовал единственную в своем роде лабораторию для исследования высоковольтных систем передачи энергии. Она размещалась в небольшом деревянном здании барачного типа, над крышей которого возвышалась открытая снизу решетчатая башня, сквозь которую была пропущена шестидесятиметровая мачта-антенна, заканчивающаяся массивным медным шаром диаметром около восьмидесяти сантиметров. Этот шар играл роль антенны-разрядника и заземлялся через обмотку высокого напряжения резонансного трансформатора, имеющего в поперечнике три метра при той же высоте. Диаметр первичной обмотки трансформатора удалось расширить до полутора десятков метров. Кроме этого основного оборудования, испытательная станция была оснащена вращающимся высокочастотным генератором, преобразователем переменного тока в постоянный, конденсаторами и индуктивными катушками самых разных характеристик, регистрирующими приборами, распределительным щитом. Электроснабжение обеспечивалось от специально выделенного трехфазного генератора близлежащей электростанции Колорадской электрической компании.

Свою колорадскую установку Тесла назвал «Усилительный передатчик», и работала она на максимальной частоте полутора сотен колебаний в секунду, что соответствовало двухкилометровой длине электромагнитных волн при мощности где-то в две сотни киловатт. Уже первые опыты показали правильность расчетов изобретателя, и на вторичной обмотке резонансного трансформатора напряжение достигло дюжины миллионов вольт. Это позволило Тесле получить молниеобразные разряды длиной в десятки метров, а самый рекордный из них протянулся на три десятка метров, имея весьма устрашающий вид. В ходе подобных экспериментов выяснилось, что на величину рукотворных молний в значительной степени влияет влажность воздуха, температура, сила ветра и атмосферное давление на плато.

На протяжении всей работы Колорадской лаборатории Тесла вел постоянные наблюдения над грозами и сопровождавшими их изменениями потенциала Земли. Для этого он сконструировал специальную установку, состоящую из резонансного трансформатора собственной конструкции, один конец первичной обмотки которого был заземлен, а второй заканчивался уже описанным медным шаром-разрядником. Так как относительный электропотенциал шара зависел от высоты его подъема над землей, сама мачта имела телескопическую конструкцию, позволяющую изменять электроемкость всей системы в ходе подъема или спуска разрядника. При этом во вторичную обмотку этого трансформатора были включены несколько различных детекторов разного уровня чувствительности, данные с которых поступали на сконструированное изобретателем специальное записывающее устройство, которое назвали «самописцем».

Всякое изменение потенциала Земли вызывало в витках первичной обмотки импульсы тока, создававшие во вторичной обмотке вторичные токи, регистрируемые прибором-самописцем. Дальнейшие кропотливые наблюдения и анализ полученных суточных диаграмм убедительно показали, что потенциал Земли непрерывно колеблется. Тесла с большим интересом занялся изучением этих явлений, пытаясь найти им приемлемое физическое объяснение. Первое, что бросалось тут в глаза, – это то, что колебания земного потенциала были наиболее значительны в период формирования грозовых облаков и последующих разрядов молний. Причем от изобретателя не ускользнул довольно странный, на первый взгляд, факт, постоянно отмечаемый приборами – самописец фиксировал наиболее существенные колебания земного потенциала при отдаленных грозовых сполохах, а не при молниевых разрядах, сверкающих прямо над крышей лаборатории.

Как объяснить этот совершенно непонятный геофизический парадокс? Казалось бы, далекие грозовые разряды должны были вызвать меньшие колебания электрического потенциала Земли в месте установки аппаратуры, чем более близкие. Однако Тесла со своими ассистентами наблюдал нечто полностью обратное, когда отдаленные разряды в определенный момент вызывали более сильные колебания потенциала.

Изобретатель очень долго и напряженно размышлял над этим явлением, и вот однажды его охватило настоящее озарения, и Тесла понял, как можно было бы передавать Ниагары электроэнергии в планетарном масштабе. Для этого фантастического процесса надо было лишь создать на земной поверхности стоячие волны, вызывая их появление изменением потенциала Земли. Если его умозаключения были верны, то именно это явление и наблюдалось в детекторах исследовательской станции при прохождении далеких гроз!

Инстинктивно Тесла чувствовал, что напал на правильный след и окончательная разгадка странных наблюдений находится где-то совсем близко. И вот наступил долгожданный момент истины! 3 июля 1899 года изобретатель получил первое неопровержимое экспериментальное доказательство истины, имеющей, по его мнению, огромное значение для прогресса человечества.

Плотная масса сильно заряженных облаков скопилась на западе, и к вечеру разразилась страшная гроза. Растратив большую часть своей ярости в горах, она понеслась с невероятной скоростью над равнинами. Через почти регулярные интервалы времени возникали длительные грозовые разряды. Тесла приготовился к наблюдениям, которые теперь значительно облегчились и стали более точными за счет приобретенного опыта в оперировании измерительными приборами.

Итак, регистрирующие приборы были соответствующим образом отрегулированы, и их показания становились все слабее по мере возрастания расстояния до грозы, пока совсем не исчезли. Тесла наблюдал, полный страстного ожидания, и, как он и думал, немного погодя показания прибора появились вновь, становясь все сильнее, и, пройдя через максимум, постепенно спадали и снова прекращались. То же самое повторялось много раз через регулярные интервалы времени, до тех пор пока гроза, которая, как следовало из простых подсчетов, двигалась с почти неизменной скоростью, не удалилась на расстояние примерно трех сотен километров. Однако и тогда эти странные явления не прекратились, а продолжались с неубывающей интенсивностью. Впоследствии аналогичные наблюдения были выполнены изобретателем со своим ассистентом Фрицем Левенштейном, и вскоре собранные сведения позволили неопровержимо установить истинную природу этого необычного явления. Не оставалось никаких сомнений – команда Теслы наблюдала стоячие волны. Тут надо заметить, что одной из важнейших задач, которую изобретатель так стремился разрешить в Колорадской лаборатории, являлось получение четкого ответа на вопрос: обладает ли наша планета электрическим зарядом, и если это так, то как можно оценить это количество электричества?