Nikola Tesla był jednym z najwybitniejszych i
zagadkowych jednocześnie wynalazców żyjących na Ziemi. Urodził się 10
lipca 1856 roku w Smiljan (Chorwacja). Przypisuje mu się setki
rozmaitych wynalazków, które miały bezpośredni wpływ na postęp
ówczesnego przemysłu, jak i mniej znanych bądź nawet utajnionych przez rząd USA.
Przekaz bez kabla...
Wiele spośród marzeń Tesli doczekało
się realizacji, ale najambitniejsze wizje nie urzeczywistniły się za życia ich
autora. Można domyślać się, dlaczego Tesli, mimo wielu wspaniałych osiągnięć,
nie udało się wprowadzić w życie niektórych zamierzeń. Choć otaczano go
powszechnym szacunkiem jako wielkiego inżyniera i wynalazcę, wciąż znajdowali
się ludzie, którzy – jak niegdyś jego profesor – nie wierzyli, by te wszystkie
pomysły miały większy sens. Inni z kolei finansowo i technologicznie współzawodniczyli
z Tesla i Edisonem, więc starali się na przykład wyśmiewać i deprecjonować
odkrycia przeciwników. Wreszcie sponsorzy i finansiści wspierali Teslę lub nie,
by osiągnąć pożądany skutek. Zasoby pieniężne samego Tesli nigdy nie pozwoliły
mu na pełne sfinansowanie projektów, a że zazwyczaj wymagały one większych
pieniędzy, niż się spodziewał, zdawał się na łaskę i niełaskę różnego pokroju
inwestorów i dobroczyńców. Przez całe życie Tesla każdą otrzymaną pokaźną sumę
natychmiast przeznaczał na nowe urządzenia i wynalazki – by wkrótce popaść w
gigantyczne długi. Na początku 1899 roku Tesla uzyskał pieniądze od wielu
bogatych osób, w tym od pułkownika Johna Jacoba Astora, właściciela
nowojorskiego hotelu Waldorf Astoria. Dzięki tym sumom udało mu się stworzyć w
Colorado Springs dobrze wyposażone laboratorium, w którym emitował sztuczne błyskawice
wyładowań o napięciu kilku milionów woltów (czym spowodował wybuch w lokalnej
stacji prądotwórczej). Był przekonany, że sygnały radiowe można przesyłać na
odległość setek', a nawet tysięcy kilometrów po całej ziemi. W ostatniej
dekadzie XIX wieku opatentował wiele urządzeń do transmisji radiowej. W
pierwszych latach następnego stulecia potrzebował dużych sum do realizacji
projektu ogólnoświatowego bezprzewodowego przekaźnika telefonicznego. Po
nieudanych próbach współpracy z wieloma inwestorami Tesla trafił do J.
Pierponta Morgana, sponsora Edisona w czasach, gdy ten rozwijał technologię prądu
stałego. Zwyczajem Morgana było przejmowanie 51 % interesu, w który wchodził,
więc gdy zgłosił się do niego Tesla i przedstawił plany radia o zasięgu ogólnoświatowym,
z radością wypłacił mu 150 000 dolarów w zamian za prawa do 51 % udziałów w
patentach radiowych. Tesla nie zdradził Morganowi swych planów, którymi kiedyś
podzielił się z obecnie mało znaczącym Westinghouse'em: Wiesz oczywiście, że
rozważam ten rodzaj komunikacji głównie jako pierwszy krok na drodze do pracy
bardziej zaawansowanej i ważniejszej, to znaczy do przekazywania mocy. Ale
ponieważ będzie to przedsięwzięcie na znacznie większą skalę, a zatem dużo droższe,
zmuszony jestem najpierw przedstawić obecne osiągnięcia, by mieć pewność
uzyskania kapitałów. W licznych eksperymentach Tesla przekonał się, że możliwy
jest przekaz nieograniczonych ilości energii elektrycznej do dowolnego miejsca
na ziemi bez wykorzystania konwencjonalnych nośników w rodzaju kabla
miedzianego. W liście z 1900 roku opisał, w jaki sposób wpadł na ten pomysł:
Przez długi czas byłem pewien, że ten rodzaj przekaźnictwa nie jest możliwy na
skalę przemysłową, lecz pewne odkrycie odwiodło mnie od tego przekonania. Zauważyłem,
że w pewnych warunkach atmosfera – zazwyczaj bardzo dobry izolator-wykazuje właściwości
przewodnika i nadaje się do przenoszenia dowolnych porcji energii
elektrycznej''. Jednak żeby przeprowadzić wszystkie eksperymenty, należało
najpierw zbudować stację radiową o ogólnoświatowym zasięgu. Ku własnej
satysfakcji Tesli udało się dowieść, że możliwa jest emisja sygnałów i odbiór z
odległości ponad 1100 kilometrów. Zwrócił się więc do Morgana z propozycją
ustanowienia transoceanicznej komunikacji radiowej. Tesla kupił dwustuakrowy
obszar ziemi na Long Island, który ochrzcił mianem Wardenclyffe – Klifu
Wartownika. Wkrótce pojawiły się pierwsze wydatki związane z budową wieży
transmisyjnej – symbolu projektu życia Tesli. Wieża w Wardenclyffe była wysoka
na 57 metrów i zakończona przypominającą grzyb kopułą o masie 55 ton. Tam właśnie
mieścił się najistotniejszy element – przekaźnik wzmacniający, zdolny do generowania
sygnałów oscylacyjnych o napięciu dochodzącym do setek milionów woltów. W ciągu
mniej więcej dwóch lat, które Tesli pochłonęła budowa przekaźnika, pojawiły się
dwa zasadnicze problemy. Pierwszym była fatalna sytuacja finansowa wywołana
rosnącymi kosztami i opóźnieniem. Drugim był Marconi, któremu 12 grudnia 1901
roku udało się przesłać pierwszy sygnał radiowy z Kornwalii w Anglii do Nowej
Fundlandii w Kanadzie. Marconi wykorzystał patenty Tesli, o czym nie wiedział
ani Morgan, ani wielu innych ludzi, a co stało się przedmiotem sporu, zakończonego
w 1943 roku uznaniem pierwszeństwa Tesli. Morgan nie wiedział, jak Marconiemu
udało się znacząco obniżyć koszty i posłużyć się prostszym sprzętem. Nie odgadł
też, choć był tego bliski, prawdziwego celu, do którego zmierzał
Tesla-bezprzewodowej transmisji energii. Tesla uzyskał już jeden ze związanych
z tym patentów (Patent Stanów Zjednoczonych nr 787412 "Sztuka transmisji
energii elektrycznej przez nośniki naturalne"), a wkrótce miał rozpocząć
starania o drugi, ważniejszy – Patent Stanów Zjednoczonych nr 1119732
"Aparat do transmisji energii elektrycznej", którego pomysł powstał w
czasie pracy w Wardenclyffe. Wyobrażał sobie, że wszyscy mieszkańcy planety
otrzymają odbiorniki, przez które –jak przez radio – będą mogli odbierać
nieograniczoną ilość energii. Wreszcie 3 lipca 1903 roku Tesla zwrócił się z
prośbą o pieniądze, całkowicie zdając się na miłosierdzie Morgana – miłosierdzie,
którego ten nie okazywał w żadnej sytuacji: "Gdybym wcześniej poinformował
cię o tym, wylałbyś mnie z miejsca. (...) Pomożesz mi, czy też moja wielka
praca – niemal ukończona – pójdzie na marne?"
Odpowiedź nadeszła 14 lipca:
"Otrzymałem twój list (...) powiedziałbym, że nie czuję się obecnie zobowiązany
do dalszych dotacji". Niby wyraz gniewu bogów, w nocy niebo nad wieżą
Wardenclyffe rozjaśniły strumienie i kule sztucznych błyskawic zasilanych z
przekaźnika wzmacniającego. Był to jednak ostatni taki popis. Ani Morgan, ani
Westinghouse, ani żaden inny zamożny człowiek nie chciał rozpocząć kolejnej
rewolucji w elektryfikacji, ponieważ wciąż płynęły zyski z poprzedniej, w
której i Tesla miał swój udział. Wieża Wardenclyffe uległa w końcu doszczętnemu
zniszczeniu, a jej konstruktor zajął się bardziej akceptowalnymi projektami.
Nie opuściło go jednak marzenie o wyprodukowaniu energii dostępnej za darmo.
Generatory darmowej energii Tesli Bezprzewodowa transmisja energii to w gruncie
rzeczy technika jej dystrybucji. Jej założenia oparte były na konwencjonalnych
metodach produkcji energii – z wykorzystaniem węgla lub turbiny parowej – w ilości
zaspokajającej niezwykle duże zapotrzebowanie. Lecz wiele lat wcześniej Teslę
fascynował pomysł nowych, nieograniczonych źródeł energii. W trakcie jednego ze
słynnych odczytów w 1892 roku mówił zdumionej publiczności: Nim miną pokolenia,
maszyny zaopatrywane będą w moc, którą da się uzyskać z dowolnego miejsca
wszechświata (...). Przestrzeń wypełnia energia. Czy będzie to energia
statyczna, czy kinetyczna? Jeśli statyczna, na próżno żywimy nadzieję. Jeśli
kinetyczna – a wiemy z pewnością, że właśnie taka – kwestią czasu pozostaje, by
człowiek podłączył urządzenia do koła zamachowego przyrody. W czerwcu 1900
roku w "Century Illustrated Monthly Magazine" Tesla opublikował
artykuł Problem rosnącej energii ludzi, który sam oceniał jako bardzo ważny.
Zawierał on opis radykalnych, wręcz sensacyjnych pomysłów i wywołał spory
zarówno wśród naukowców, jak i laików. Jakkolwiek obfite miałyby być źródła
energii potrzebnej w przyszłości, jeśli chcemy kierować się rozsądkiem, musimy
umieć uzyskać ją, nie zużywając żadnych materiałów – już dawno doszedłem do
tego wniosku. Możliwe są dwie drogi (...) wykorzystanie energii słonecznej
zgromadzonej w atmosferze lub spożytkowanie energii słonecznej i przekazywanie
jej z miejsc, w których się ją zgromadzi, do miejsc, w których jest potrzebna,
w taki sposób, by nie zużywać żadnych materiałów. Jeden z pomysłów na źródła
energii dla przyszłych pokoleń Tesla wyraził przez odważny eksperyment myślowy:
Jest możliwe, a nawet prawdopodobne, że za jakiś czas odkryjemy nieznane dziś źródła
energii. Być może uda nam się nawet posłużyć siłami w rodzaju oddziaływań
magnetycznych i grawitacyjnych jako jedynym napędem. Choć podobne rozwiązanie
wydaje się niewiarygodne, jest możliwe. Dla przykładu rozważmy, na jakie osiągnięcia
możemy mieć nadzieję, a czego nigdy uzyskać nam się nie uda. Wyobraźmy sobie
dysk z jednorodnego materiału, idealnie wytoczony i wprawiony w ruch na
poziomym wale, do którego umocowany jest za pomocą łożysk o pomijalnym tarciu.
Dysk ów, który w tych warunkach znajduje się w stanie doskonałej równowagi, mógłby
być umieszczony w dowolnej pozycji. Możliwe jest odkrycie sposobu na wprawienie
tego dysku w ciągły ruch i wykorzystanie siły grawitacji jako jedynego źródła
energii. Natomiast jest zupełnie niemożliwe, by dysk wirował i wykonywał pracę
bez istnienia siły zewnętrznej. Gdyby tak było, mielibyśmy do czynienia z czymś,
co nauka zwie perpetuum mobile, czyli z maszyną, która sama wytwarza potrzebną
energię napędową. By dysk wirował dzięki grawitacji, potrzeba ekranu zdolnego
przesłonić tę siłę. Ekran zasłaniałby połową dysku przed oddziaływaniem
grawitacyjnym, a to spowodowałoby ruch. Nie jesteśmy w stanie zaprzeczyć takiej
możliwości, dopóki w pełni nie poznamy natury siły grawitacyjnej. Załóżmy, że
sile tej właściwy jest ruch podobny do ruchu strumienia powietrza płynącego z
góry ku ziemi. Oddziaływanie takiego strumienia byłoby równe dla obu połówek
dysku – gdyby jednak przysłonić jego część, zacząłby on wirować. Ekran dla
grawitacji? Do dziś podobna idea zachwyca i kusi – tak jak inne spostrzeżenie
Tesli, zgodnie z którym wszystko, czego trzeba, by uzyskać darmową energię, to
magnes o jednym biegunie, czyli inaczej – sposób na zatrzymanie oddziaływań
magnetycznych. Stwierdzenie to stało się podstawą badań nad "wiecznymi
silnikami magnetycznymi" – silnikami, które nie miałyby innego napędu niż
ich własny magnetyzm. W latach 20. XX wieku Werner Heisenberg, jeden z ojców
mechaniki kwantowej i autor zasady nieoznaczoności, poparł myśl, że moglibyśmy
użyć magnesów jako źródła energii, wbrew konwencjonalnej teorii, że magnes nie
może wykonać pracy w znaczeniu fizycznym. Jeden z wielu patentów Tesli (nr
685957 zgłoszony 21 marca 1901 roku i przyjęty 5 listopada 1901 roku) zawierał
opis "Aparatu do wykorzystywania energii promienistej", maszyny wyłapującej
promienie słoneczne i zmieniającej je w prąd elektryczny. Zasada działania była
względnie prosta – wysoko w powietrzu należy umieścić izolowany metalowy
talerz, a drugi wetknąć w ziemię. Od obu biegły przewody do kondensatora. Słońce,
tak jak inne źródła energii promienistej, wysyła cząstki dodatnio naładowanej
materii, które padają na [górny] talerz i przekazują mu tym samym ładunek.
Druga końcówka kondensatora biegnie do ziemi, czyli wielkiego zbiornika ładunku
ujemnego. Słabe napięcie płynie nieprzerwanie do kondensatora, w zależności od ładunku
cząstek (...) aż zostanie on naładowany tak bardzo, że – co zdarzyło mi się
obserwować – przepali się materiał izolacyjny". Prosty przepis na
gromadzenie dużego ładunku elektrycznego, a więc wzbudzanie prądu, mógł być
punktem wyjścia dla pracy T. Henry'ego Moraya i jego
następców, którzy próbowali zmienić energię promienistą w prąd elektryczny (w
rozdziale dziewiątym przyjrzymy się, jak idee energii promienistej czy eteru odżywają
we współczesnej fizyce). Inne bezpaliwowe źródło energii, jakie przedstawił
Tesla w zamieszczonym w piśmie "Century Illustrated" artykule Problem
rosnącej energii ludzi, to oscylator mechaniczny, którego prototyp
zaprezentowano na Wystawie Światowej w Chicago w 1893 roku. "Przedstawiłem
wówczas zasady działania oscylatora, ale po raz pierwszy wyjaśniam właściwe
zastosowanie tej maszyny". Tesla wyliczył ilość ciepła, jaką można by
uzyskać z atmosfery dzięki oscylatorowi wysokoobrotowemu, maszynie napędzanej
parą i wytwarzającej prąd o wielkiej częstotliwości. Wnioski, do jakich doszedłem,
wskazują, że bardzo staranna konstrukcja maszyny określonego typu pozwoliłaby
na realizację mego planu, zdecydowałem więc kontynuować pracę nad takim jej
udoskonaleniem, by uzyskać optymalne wskaźniki oszczędności ciepła przy
przemianach termicznych. Tesla przewidywał, że oscylator mechaniczny stanie
się częścią techniki odzyskiwania dyferencjałów energetycznych – formą pompy
energetycznej, wycofał się jednak nie tyle z powodu złożoności wymaganych
elementów, ile ze względu na finansową stronę projektu: Długo pracowałem w
przekonaniu, że praktyczna metoda uzyskiwania energii z promieniowania słonecznego
miałaby niezmierzoną wartość przemysłową. Po dalszych badaniach stało się
jednak jasne, że choć potwierdzenie moich przypuszczeń wiązałoby się z dużymi
zyskami, to w przeciwnym wypadku straty byłyby niewyobrażalne. Tym, co między
innymi zachęciło Teslę do pracy nad "pompami energii", było
stwierdzenie lorda Kelvina, że nie da się zbudować maszyny, która czerpałaby
energię z otoczenia i używała jej jako własnego napędu. W jednym z licznych
eksperymentów myślowych Tesla wyobraził sobie bardzo długą wiązkę metalowych prętów,
prowadzącą od Ziemi w przestrzeń kosmiczną. Skoro Ziemia jest cieplejsza niż
przestrzeń kosmiczna, ciepło powinno wędrować w górę po prętach, a wraz z nim ładunki
elektryczne. Jedyne, czego potrzeba by do przejęcia energii elektrycznej, to
kabel wystarczająco długi, by łączył oba końce wiązki z urządzeniem odbiorczym
w rodzaju baterii albo silnika. Tesla twierdził, że silnik pracowałby do
momentu, gdy Ziemia ochłodziłaby się do temperatury przestrzeni kosmicznej, co –
przy odpowiednim rozmiarze urządzenia –zapewne nigdy by nie nastąpiło. "Byłaby
to nieruchoma maszyna, która stopniowo obniżałaby temperaturę nośnika poniżej
temperatury otoczenia i działała wyłącznie dzięki przemianom termicznym". W ten sposób, podsumowywał Tesla, urządzenie mogłoby być źródłem energii,
choć nie zachodziłoby zużycie żadnych materiałów – a o to wynalazcy chodziło.
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz