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科学・技術

最初の横断大西洋電信ケーブルは大胆で美しい失敗だった

The First Transatlantic Telegraph Cable Was a Bold, Beautiful Failure (spectrum.ieee.org)

38 pointsby sparsesignal14 コメント

要約

1858年に敷設された最初の横断大西洋電信ケーブルは、女王と大統領間の通信を可能にしたものの、技術的な問題と設計上の意見の相違により、わずか数週間で断線し失敗に終わりました。この失敗は、その後の成功への道筋をつける貴重な教訓となりました。

全文翻訳

ヒップヒップホレイ!最初の横断大西洋ケーブルの開通は、キーホルダー、イヤリング、ペンダント、チャーム、レターオープナー、燭台、ステッキのトップ、卓上ディスプレイなど、幅広い記念品で祝われました。 写真:Work & Industry部門/アメリカ国立歴史博物館/スミソニアン博物館 1858年8月16日、ヴィクトリア女王とアメリカ大統領ジェームズ・ブキャナンが電信で挨拶を交わし、イギリス領北アメリカとアイルランドを結ぶ最初の横断大西洋ケーブルが開通しました。それはまさにインスタントメッセージではありませんでした。女王の98語の親善の挨拶は、3,200キロメートルのケーブルを通して送信するのにほぼ16時間かかりました。それでも、大西洋を横断するのに10日かかる蒸気船と比較すると、ケーブルは緊急通信の速度において劇的な改善を約束するものでした。 電信におけるこの偉業は、長い道のりを経て達成されました。サミュエル・モースは1840年に両大陸を結ぶことを初めて提案し、その後数年間、さまざまな試みが行われました。プロジェクトの進展は、アメリカの実業家サイラス・W・フィールドが電信に多額の投資を始めた1850年代半ばに加速しました。 フィールドは34歳までに製紙業で財を成しました。彼が投資した最初の電信プロジェクトは、カナダの技術者フレデリック・ニュートン・ギズボーンが構想した、セントジョンズ(ニューファンドランド)からニューヨーク市への接続でした。この事業は十分な資金を確保できませんでしたが、フィールドの電信への熱意は衰えませんでした。その後10年間、彼は自身の資金を投資し、他の発明家や投資家を募っていくつかの電信会社を設立しました。 その中でも最も大胆なものが、アトランティック・テレグラフ・カンパニー(ATC)でした。フィールドと、海底電信の専門家であるイギリスの技術者ジョン・ワトキンス・ブレットとチャールズ・ティルストン・ブライトは、1856年に横断大西洋ケーブル敷設を目標にこの会社を設立しました。イギリスとアメリカ両政府はこのプロジェクトへの補助金支給に同意しました。 陸上電信は当時すでに確立されており、ヨーロッパとアメリカではいくつかの短い海底ケーブルが敷設されていました。それでも、横断大西洋ケーブルの長大な距離は、特に伝送理論とケーブル設計がまだ議論の的であったため、独自の課題を突きつけました。 モースとイギリスの物理学者マイケル・ファラデーは、海底ケーブルの導線は信号の遅延を制限するために可能な限り細くすべきだと信じていました。そして、導線が太いほど、それを充電するために多くの電力が必要になると考えました。アトランティック・テレグラフ・カンパニーの電気技師であるエドワード・オレンジ・ワイルドハウスもこの見解に賛同していました。 もう一方の考え方は、ウィリアム・トムソン(後のケルビン卿)によって代表されていました。彼は、遅延量はケーブルの長さの二乗に反比例すると主張しました。トムソンは、抵抗を減らすために入手可能な最も純粋な銅で作られた大口径コアの使用を提案しました。プロジェクトの主任技術者であるブライトもトムソンの見解を共有していました。この設計は、モース・ファラデー派が提案したものよりも大幅に重く、コストもかかったため、ATCはそれを採用しませんでした。 Gutta Percha Co.はケーブルのコアと絶縁体を製造しました。コアは7本の銅線 strands を撚り合わせたもので、直径0.083インチのワイヤーになっていました。完成したコアは1海里あたり107ポンドでしたが、トムソンとブライトが提案した1海里あたり392ポンドよりも大幅に軽量でした。銅コアは、同じ名前の木から採取されるラテックスであるグッタペルカを3層に巻き付けていました。絶縁されたコアは、タールを塗った麻で覆われ、鉄線で巻かれていました。完成したケーブルの直径は約5/8インチでした。 この世のものとは思えないコイル:1858年に運用を開始した最初の横断大西洋電信線の敷設に使用されたHMSアガメムノン号のケーブル。 写真:Hulton Archive/Getty Images 当時、海底ケーブルの全量を運べる船はありませんでした。そのため、貨物は2隻の軍艦、HMSアガメムノン号とUSSFナイアガラ号に分割され、どちらも積載のために改造されました。ケーブルの積み込みには3週間かかりました。多くの観衆が集まり、地元の役人や招待された要人は海軍士官に数え切れないほどの夕食や祝賀会を催しましたが、その多くは報道によって記録され、増幅されました。 もちろん、2隻の船ということは、ケーブルはどこかで接続(splice)する必要があることを意味しました。ここでも、どのように進めるかについて意見の不一致がありました。 ブライトは、ケーブルを洋上で接続し、その後、各船が反対方向に進み、ケーブルを送り出しながら進むことを主張しました。ワイルドハウスと他の電気技師たちは、アイルランドでケーブルの敷設を開始し、最初の半分が敷設されたら2番目の半分を接続することを好みました。この計画により、陸上との継続的な通信とケーブル信号の継続的なテストが可能になりました。ブライトの計画は、ケーブル敷設時間を半分に短縮し、悪天候に遭遇する可能性を減らすという利点がありました。 取締役会は当初、ワイルドハウスの計画を選択しました。ナイアガラ号とアガメムノン号は、一時的な接続でケーブルをテストするためにアイルランドのクイーンズタウンで合流しました。送信が成功した後、両船は任務を開始するためにバレンティア湾に向かい、USSサスケハナ号とHMSレオパルド号に護衛されました。また、支援船であるHMSアドバイス号、HMSウィリング・マインド号、HMSサイクロプス号も艦隊に加わりました。 1857年8月5日、遠征隊が出発しました。最初に敷設されたケーブル部分は、波、潮流、岩、アンカーの応力から保護するための、厚く補強されたラインであるショアケーブルとして知られていました。しかし、5マイル(約8キロメートル)も進まないうちに、ショアケーブルが機械に絡まり、断線しました。艦隊は港に戻りました。 ウィリング・マインド号は太いロープを使い、断線したショアケーブルを回収しました。乗組員はそれをナイアガラ号のショアケーブルに接続しました。艦隊は再び出港しました。ショアケーブルの端に到達すると、乗組員はそれをオーシャンケーブルに接続し、ゆっくりと海底に降ろしました。 その後数日間、ケーブル敷設は進みました。ワイルドハウス(陸上)とフィールド、モース、トムソン(船上)の間でほぼ継続的な通信がありましたが、モースは船酔いでほとんどの間、動けませんでした。 送り出し機構は操作が煩雑でした。ケーブルが時々ホイールから外れ、ケーブルからのタールが溝に溜まり、清掃する必要がありました。ケーブルを制御された速度で送り出すには、機械のブレーキの継続的な調整が必要でした。ブレーキ担当者は、船の速度と海流のバランスを取る必要がありました。完璧な天候と平穏な海では、これは判断が容易でした。しかし、天候は気まぐれであり、人間は過ちを犯しやすいものです。 航路図:横断大西洋ケーブルは、ニューファンドランドのハート・セントからアイルランドのバレンティア島のテレグラフ・フィールドまでを結んでいました。ケーブルの最大の推進者であるサイラス・W・フィールドが洋上で示されています。 写真:PhotoQuest/Getty Images 8月11日の午前3時45分頃、ナイアガラ号の後部が波の谷に入りました。船が持ち上がると、ケーブルにかかる圧力が増加しました。ブレーキは解放されるべきでしたが、解放されませんでした。ケーブルは断線し、回収不可能な深さに沈みました。 フィールドは直ちにレオパルド号でイギリスに向かい、ATCの取締役会と会談しました。ナイアガラ号とアガメムノン号は、2隻の船からのケーブルの接続を練習するために数日間現場に留まりました。前年にルートの初期調査を行ったサイクロプス号は、現場の水深測量を実施しました。岸に戻ると、乗組員はプロジェクトがその年は中止されたことを知りました。 冬の間、ウィル