Home / THINKDROPS / ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ / Νίκολα Τέσλα: Η ιδιοφυΐα που φώτισε τον κόσμο (μέρος Β’)

Νίκολα Τέσλα: Η ιδιοφυΐα που φώτισε τον κόσμο (μέρος Β’)

Η συνέχεια του αφιερώματος του scienceandtechnology.gr στο σπουδαίο φυσικό και εφευρέτη Νίκολα Τέσλα.

Υψηλή συχνότητα

Nicola Tesla

Μετά την επιτυχία του έργου στον Νιαγάρα, ο Τέσλα επέστρεψε στην αγαπημένη του ασχολία – τους πειραματισμούς. Πίσω στο εργαστήριό του στην Grand Street στη Νέα Υόρκη, απορροφήθηκε στην εξερεύνηση του ηλεκτρισμού υψηλής συχνότητας.

Μια σειρά από επιστημονικές ανακαλύψεις είχαν ήδη ρίξει φως στο φαινόμενο των ρευμάτων υψηλής συχνότητας. Το 1873, ο James Clerk Maxwell είχε αποδείξει μαθηματικά, ότι το φως ήταν ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία – ηλεκτρισμός που δονούταν σε εξαιρετικά υψηλή συχνότητα. Το 1888, ο Heinrich Hertz απέδειξε ότι ένας ηλεκτρικός σπινθήρας διέδιδε ηλεκτρομαγνητικά κύματα στον χώρο. Αυτές οι ανακαλύψεις οδήγησαν στον εντοπισμό των ραδιοκυμάτων και προκάλεσαν έντονο ενδιαφέρον για τις νέες δυνατότητες του ηλεκτρισμού.

Ο Τέσλα είχε αρχίσει να ψάχνει για μία συσκευή που θα τον βοηθούσε να ασχοληθεί με αυτό το ανεξερεύνητο πεδίο. Γνώριζε ότι οι υψηλότερες συχνότητες, θα είχαν πολλά τεχνικά πλεονεκτήματα: οι λαμπτήρες θα μπορούσαν να είναι πιο φωτεινοί και η ενέργεια θα μπορούσε να μεταδοθεί πιο αποτελεσματικά.

Ο αρχικός στόχος του Τέσλα ήταν να προσεγγίσει τη συχνότητα του ηλιακού φωτός και να δημιουργήσει λαμπτήρες επαναστατικής φωτεινότητας. Αυτό, ήλπιζε ότι θα εξάλειφε τους λαμπτήρες πυρακτώσεως του Edison, οι οποίοι χρησιμοποιούσαν μόνο το 5% της διαθέσιμης ενέργειας.

Ο Τέσλα άρχισε την έρευνα κατασκευάζοντας περιστροφικές ηλεκτρογεννήτριες εναλλασσόμενου ρεύματος, οι οποίες μπορούσαν να λειτουργήσουν σε μεγαλύτερη ταχύτητα. Καθώς όμως πλησίαζαν τις είκοσι χιλιάδες στροφές το δευτερόλεπτο, οι μηχανές καταστρέφονταν, αφήνοντάς τον έτσι εκτός του στόχου του. Η απάντηση ήρθε με μια αξιόλογη εφεύρεση, η οποία εξακολουθεί να είναι γνωστή ακόμα και σήμερα ως πηνίο Τέσλα. Κατοχυρωμένη με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας το 1891, η συσκευή αυτή έπαιρνε το ρεύμα μιας οικιακής εγκατάστασης και το εκτόξευε από τα 60 Hz σε εξαιρετικά υψηλές συχνότητες, της τάξης των εκατοντάδων χιλιάδων Hz. Εκτός από τις υψηλές συχνότητες, το πηνίο μπορούσε να δημιουργήσει και εξαιρετικά υψηλές τάσεις.

Με υψηλές συχνότητες, ο Τέσλα ανέπτυξε τον φωτισμό φθορίου και νέον. Επίσης πήρε και τις πρώτες ακτινογραφίες. Αλλά αυτές οι εφευρέσεις πέρασαν σε δεύτερη μοίρα όταν, το Νοέμβριο του 1890, κατάφερε να φωτίσει ένα σωλήνα κενού ασύρματα – έχοντας εκπέμψει ενέργεια μέσω του αέρα.

Αυτή ήταν η αρχή της δια βίου εμμονής του Τέσλα, για ασύρματη μετάδοση ενέργειας.

Ποιος εφηύρε το ραδιόφωνο;

Με τα νεοσύστατα πηνία Τέσλα, ο εφευρέτης σύντομα ανακάλυψε ότι θα μπορούσε να μεταδώσει και να λάβει ισχυρά ραδιοκύματα, όταν αυτά ήταν συντονισμένα να αντηχούν στην ίδια συχνότητα. Όταν ένα πηνίο ήταν συντονισμένο σε ένα σήμα συγκεκριμένης συχνότητας, αύξανε την εισερχόμενη ηλεκτρική ενέργεια. Από τις αρχές του 1895, ο Τέσλα ήταν έτοιμος να μεταδώσει ένα μήνυμα σε απόσταση 50 μιλίων. Αλλά το ίδιο έτος χτύπησε η καταστροφή. Μια πυρκαγιά σε ένα κτίριο κατέστρεψε το εργαστήριο του Τέσλα και το έργο του.

Guglielmo Marconi

Guglielmo Marconi

Η χρονική στιγμή δεν θα μπορούσε να είναι χειρότερη. Στην Αγγλία, ένας νεαρός Iταλός ερευνητής με το όνομα Guglielmo Marconi εργαζόταν σκληρά για την κατασκευή ενός ασύρματου τηλέγραφου. Ο νεαρός Marconi είχε πάρει το πρώτο δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για τον ασύρματο τηλέγραφο το 1896. Η συσκευή του είχε μόνο δύο κυκλώματα και αρκετοί αμφισβητούσαν την εμβέλειά της. Αργότερα ο Marconi έκανε επιδείξεις μεγάλων αποστάσεων, χρησιμοποιώντας ένα ταλαντωτή Τέσλα για τη μετάδοση των σημάτων σε όλη τη Μάγχη.

Ο Τέσλα υπέβαλε τις δικές του αιτήσεις για διπλώματα ευρεσιτεχνίας, σχετικά με το ραδιόφωνο το 1897. Τα διπλώματα του χορηγήθηκαν το 1900. Οι πρώτες αιτήσεις του Marconi είχαν απορριφθεί λόγω της προτεραιότητας του Τέσλα και άλλων εφευρετών.

Το Γραφείο Διπλωμάτων Ευρεσιτεχνίας έκανε το ακόλουθο σχόλιο το 1903:

Πολλά από τα αιτήματα δεν είναι κατοχυρώσιμα, λόγω των διπλωμάτων ευρεσιτεχνίας 645.576 και 649.621 του Τέσλα και της προσποιητής άγνοιας του Marconi για τη φύση ενός ταλαντωτή Τέσλα.

Αλλά δεν υπάρχει δίπλωμα ευρεσιτεχνίας που να είναι ασφαλές, όπως φαίνεται και από τη σταδιοδρομία του Τέσλα. Το 1900, η Marconi Wireless Telegraph Comphany, Ltd, άρχισε να ανθεί και να μεγαλουργεί στις χρηματιστηριακές αγορές, λόγω των συνδέσεων της οικογένειας του Marconi με την αγγλική αριστοκρατία. Τόσο ο Edison όσο και ο Andrew Carnegie επένδυσαν στην Marconi. Στις 12 Δεκεμβρίου του 1901, ο Marconi μετέδωσε και έλαβε σήματα πέρα από τον Ατλαντικό Ωκεανό.

Ο Otis Pond, ένας μηχανικός, ο οποίος εργαζόταν για τον Τέσλα, είπε: «Μοιάζει σαν να σας ξεπέρασε ο Marconi». Ο Τέσλα απάντησε: «Ο Marconi είναι ένας καλός συνεργάτης. Άφησε τον να συνεχίσει. Χρησιμοποιεί 17 διπλώματα ευρεσιτεχνίας μου».

Αλλά η ήρεμη εμπιστοσύνη του Τέσλα συντρίφθηκε το 1904, όταν το αμερικάνικο Γραφείο Διπλωμάτων Ευρεσιτεχνίας αντέστρεψε ξαφνικά τις προηγούμενες αποφάσεις του και έδωσε στον Marconi δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για την εφεύρεση του ραδιοφώνου. Οι λόγοι γι’ αυτό δεν έχουν εξηγηθεί πλήρως, αλλά η ισχυρή οικονομική υποστήριξη για τον Marconi στις Ηνωμένες Πολιτείες δίνει μια πιθανή εξήγηση.

Ο Τέσλα είχε εμπλακεί και σε άλλα προβλήματα εκείνη τη εποχή, αλλά όταν ο Marconi κέρδισε το βραβείο Νόμπελ το 1911, ο Τέσλα έγινε έξω φρενών. Μήνυσε για παράβαση την εταιρεία Marconi το 1915, αλλά δεν ήταν σε καλή οικονομική κατάσταση για να επιλύσει τις διαφορές του με μία μεγάλη εταιρεία. Μόνο το 1943 –λίγους μήνες μετά το θάνατο του Τέσλα– το Ανώτατο Δικαστήριο των ΗΠΑ, επικύρωσε το δίπλωμα ευρεσιτεχνίας του Τέσλα με αριθμό 645.576 για το ραδιόφωνο.

Ο αγώνας των ρομπότ

Ο Τέσλα έψαχνε να βρει τον κατάλληλο τρόπο, για να επιδείξει τις δυνατότητες του συστήματος ασύρματης μετάδοσης ενέργειας (ραδιόφωνο). Το 1893, σε μια έκθεση ηλεκτρολογίας στην πρόσφατα τότε, ολοκληρωμένη Madison Square Garden, έκανε μια επίδειξη του πρώτου τηλεκατευθυνόμενου σκάφους στον κόσμο. Όλοι περίμεναν εκπλήξεις από τον Τέσλα, αλλά λίγοι ήταν προετοιμασμένοι για το θέαμα μιας μικρής σιδερένιας βάρκας ή οποία έπλεε με ταχύτητα σε μια ειδικά κατασκευασμένη λίμνη.

«Όταν παρουσιάστηκε για πρώτη φορά… προκάλεσε τόση αίσθηση, όση δεν έχει προκαλέσει καμία άλλη εφεύρεση μου», έγραψε ο Τέσλα. Όπως συνέβαινε αρκετά συχνά με τις εφευρέσεις του, πολλοί από τους παρόντες δεν ήταν σίγουροι για το πώς να αντιδράσουν. Είχε σχεδιάσει έναν τρόπο να καθησυχάζει το κοινό, ενθαρρύνοντας τους θεατές να κάνουν ερωτήσεις. Για παράδειγμα ως απάντηση στην ερώτηση «Ποια είναι η κυβική ρίζα του 64;», τα φώτα του πλοιαρίου έλαμψαν τέσσερις φορές. Σε μία εποχή που μόνο μια χούφτα ανθρώπων γνώριζαν τα ραδιοκύματα, αρκετοί πίστεψαν ότι ο Τέσλα έλεγχε το μικρό πλοίο με το μυαλό του. Στην πραγματικότητα, έστελνε σήματα με ένα μικρό κουτί που είχε μοχλούς ελέγχου στο πλάι του.

Το δίπλωμα ευρεσιτεχνίας του Τέσλα με αριθμό 613.809 περιγράφει την πρώτη συσκευή ασύρματου τηλεχειριστήριου παγκοσμίως. Το μοντέλο λειτουργίας ή «τηλεαυτόματο» απάντησε με ραδιοσήματα και τροφοδοτήθηκε με εσωτερική μπαταρία.

Ο Τέσλα δεν περιόρισε τη μέθοδο του μόνο σε σκάφη, αλλά επεκτάθηκε και σε οχήματα όπως και σε διάφορα είδη μηχανισμών που μπορούσαν να ενεργοποιηθούν για οποιοδήποτε σκοπό. Οραματίστηκε έναν ή περισσότερους χειριστές να κατευθύνουν πενήντα ή εκατό σκάφη ή μηχανήματα με διαφορετικά συντονισμένους ραδιοφωνικούς πομπούς και δέκτες.

Όταν ένας συντάκτης των New York Times έγραψε ότι ο Τέσλα μπορούσε να κάνει ένα πλοίο να βυθιστεί και να μεταφέρει δυναμίτη ως όπλο πολέμου, ο ίδιος ο εφευρέτης εξερράγη. «Δε θα έπρεπε να βλέπετε μια ασύρματη τορπίλη, αλλά τον πρώτο μιας φυλής μηχανικών ανδρών, που θα κάνουν τις επίπονες εργασίες των ανθρώπων».

Η εφεύρεση του Τέσλα ήταν κυριολεκτικά η γέννηση της ρομποτικής, αν και σπανίως του αναγνωρίζεται αυτό το επίτευγμα. Ο εφευρέτης είχε εκπαιδευτεί στην ηλεκτρολογία και στην μηχανολογία και αυτές οι δεξιότητες συγχωνεύονταν όμορφα σε αυτό το τηλεκατευθυνόμενο σκάφος. Δυστυχώς η εφεύρεσή του αυτή ήταν τόσο μπροστά από την εποχή της, που όσοι την παρατήρησαν δεν μπορούσαν να φανταστούν τις πρακτικές εφαρμογές της.

Οι πηγές του Κολοράντο

Μέχρι το τέλος της δεκαετίας του 1890, ο Τέσλα είχε καταλήξει στο συμπέρασμα ότι θα είναι δυνατό να μεταδοθεί ηλεκτρική ενέργεια, χωρίς καλώδια, σε μεγάλα υψόμετρα. Εκεί ο αέρας ήταν λεπτότερος και, ως εκ τούτου, περισσότερο αγώγιμος.

Ένας δικηγόρος διπλωμάτων ευρεσιτεχνίας, ο Leonard E. Curtis, αφού ενημερώθηκε για την εργασία του Τέσλα, προσφέρθηκε να του βρει υποστηρικτές από την εταιρεία ηλεκτρισμού El Paso. Ο επόμενος υποστηρικτής ήταν ο συνταγματάρχης Jogn Jacob Astor. Με 30.000 δολάρια από τον Astor, ο εφευρέτης πήγε στο Κολοράντο, προκειμένου να χτίσει έναν νέο πειραματικό ηλεκτρικό σταθμό κοντά στο Pikes Peak. Τον Τέσλα ακολουθούσαν και αρκετοί βοηθοί, οι οποίοι δεν ήταν πλήρως ενημερωμένοι για τα σχέδια του εφευρέτη.

Φτάνοντας στο Κολοράντο τον Μάιο του 1899, ο Τέσλα πήγε να επιθεωρήσει την έκταση. Ήταν μερικά μίλια έξω στο λιβάδι. Είπε στους δημοσιογράφους ότι είχε την πρόθεση να στείλει ένα ραδιοφωνικό σήμα από το Pikes Peak στο Παρίσι, αλλά χωρίς να δώσει περαιτέρω στοιχεία.

Ο Τέσλα ξεκίνησε να παίρνει μετρήσεις και σύντομα βρήκε ότι η γη ήταν «κυριολεκτικά ζωντανή, με ηλεκτρικές δονήσεις». Σκέφτηκε ότι όταν ένας κεραυνός χτυπούσε το έδαφος δημιουργούσε ισχυρά κύματα που μετακινούνταν από τη μία πλευρά της γης στην άλλη. Αν η γη ήταν πράγματι ένας μεγάλος μαέστρος, υπέθεσε ότι θα μπορούσε να μεταδώσει απεριόριστα ποσά ενέργειας σε οποιοδήποτε μέρος στον κόσμο, με σχεδόν καμία απώλεια. Αλλά για να δοκιμάσει αυτή τη θεωρία, θα έπρεπε να γίνει ο πρώτος άνθρωπος που θα δημιουργούσε ηλεκτρικά τόξα στην κλίμακα των κεραυνών.

Ο πύργος του Τέσλα

Ο πύργος του Τέσλα

Το εργαστήριο που χτίστηκε είχε έναν ξύλινο πύργο ύψους 80 ποδιών. Πάνω σε αυτόν υπήρχε ένας μεταλλικός ιστός ο οποίος στήριζε μια μεγάλη μπάλα χαλκού. Μέσα στην περίεργη κατασκευή, οι τεχνικοί άρχισαν να συναρμολογούν ένα τεράστιο πηνίο Τέσλα, ειδικά σχεδιασμένο για να στείλει ισχυρά ηλεκτρικά ρεύματα στην γη.

Το βράδυ του πειράματος, ο Τέσλα ειδοποίησε τον μηχανικό του να ανοίξει το διακόπτη για ένα μόνο δευτερόλεπτο. Το δευτερεύον πηνίο άρχισε να αστράφτει και ένα μυστηριώδες μπλε φως σχηματίστηκε γύρω από αυτό. Ικανοποιημένος με το αποτέλεσμα ο Τέσλα κράτησε τον διακόπτη ανοιχτό. Τεράστια τόξα ηλεκτρικής ενέργειας ταξίδευαν από το κέντρο του πηνίου εκατοντάδες μέτρα μακριά από το εργαστήριο.

Υπάρχουν μερικές αναφορές ότι κατάφερε να μεταδώσει ένα μήνυμα αρκετά μίλια μακριά και αρκετά ισχυρό για να φωτίσει λυχνίες κενού που ήταν τοποθετημένες στο έδαφος. Μια άλλη προσέγγιση όμως που ακολούθησε ήταν να μεταδώσει σήματα χαμηλής συχνότητας στο διάστημα μεταξύ της γης και της ιονόσφαιρας. Ο Τέσλα υπολόγισε ότι η συχνότητα συντονισμού του εν λόγω τομέα ήταν περίπου 8 Hz. Η ιδέα του αυτή λήφθηκε σοβαρά υπόψη τη δεκαετία του 1950 και οι πιο σύγχρονοι ερευνητές, έκπληκτοι, επιβεβαίωσαν αυτές τις μετρήσεις.

Μια νύχτα στο εργαστήριο του, ο Τέσλα παρατήρησε ένα επαναλαμβανόμενο σήμα στον πομπό του. Προς δική του έκπληξη, πίστευε ότι είχε λάβει σήμα από το διάστημα. Παρόλο που γελοιοποιήθηκε όταν ανακοίνωσε αυτή του την ανακάλυψη, ήταν ο πρώτος άνθρωπος ο οποίος εντόπισε ραδιοκύματα από το διάστημα.

Η εργασία του Τέσλα στο Κολοράντο περιβάλλεται απο ένα πέπλο μυστηρίου. Δεν είναι σαφές από τις σημειώσεις του ή τις παρατηρήσεις του, το πώς ακριβώς σκόπευε να μεταδώσει ασύρματα ενέργεια. Αυτό που είναι όμως σαφές, είναι το ότι επέστρεψε στη Νέα Υόρκη πλήρως πεπεισμένος ότι θα μπορούσε να το πετύχει.

[συνεχίζεται]

 via Επιστήμη και Τεχνολογία

 

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

*

x

Check Also

GameAthlon 2015

Το Hellenic American College (HAEC) και το CowboyTV διοργανώνουν για τρίτη συνεχόμενη χρονιά στις 17, 18 & 19 Ιουλίου 2015 ...