De atlantische telegraafkabel

Samenvatting

Dit is het verhaal van een gigantische krachttoer in een tijd waarin alle gereedschappen en meetinstrumenten die wij nu kunnen gebruiken, nog uitgevonden moesten worden.
 

De atlantische telegraafkabel

(10 jul 2010)    Dit is het verhaal van een gigantische krachttoer in een tijd waarin alle gereedschappen en meetinstrumenten die wij nu kunnen gebruiken, nog uitgevonden moesten worden. Opgetschreven naar aanleiding van een lezing door Ot de Soete, PA0DSO.

In het begin van de 19-e eeuw was er een grote behoefte aan goede en snellere communicatiemiddelen. In die dagen werd er reeds hevig ge-experimenteerd met telegrafie en werden er overal landverbindingen aangelegd. Samuel Morse was in 1830 uitgebreid aan het experimenteren met kabel telegrafie. Ook anderen waren op dit gebied toen actief.
Een bericht van Londen naar Washington over brengen ging toen per schip en dat duurde twee weken. Door de ontwikkeling van de batterij, o.a. door Volta en Leclanche, kwam er een goede bron van electrisch vermogen beschikbaar, want de door wrijving opgewekte statische electriciteit bleek niet goed toepasbaar voor deze toepassing.

In 1854 was er reeds een onderzeese kabel van Dover naar Calais en een in de Zwarte zee van de Krim naar Bulgarije. Er was dus reeds enige ervaring met het leggen van onderwater kabels aanwezig.
Dat bracht de rijke Amerikaanse zakenman Cyrus West Fields op het idee om een kabel tussen Amerika en Engeland te gaan leggen. Maar om de Atlantische oceaan over te steken was een kabel bijna 10.000 km nodig. Hij schreef daartoe koningin Victoria aan om samenwerking met de Britse marine. Men moest immers weten hoe de zeebodem er op die diepte uitzag. Zo kon een tracee worden vast gesteld dat van New Foundland door de oceaan naar de zuidwestkust van Ierland liep (toen een deel van Engeland).

Het leggen van de eerste 90 kilometer duurde bijna een jaar. Er werden vele proeven gedaan met onderwater kabels. De vele tegenslagen - lees kabelbreuken en kostte veel geld. De Engelse regering kwam met uiteindelijk met nieuwe middelen over de brug en een nieuwe kabel werd gefabriceerd.

In 1857 vertrokken 4 schepen waarvan 2 schepen - de Agamemnon en de Niagara - elk een halve kabellengte aan boord had. In het midden zouden de twee kabelhelften met elkaar verbonden worden. De expeditie eindigde in een ramp - de kabel liep uit zijn rem en 3600 km kabel verdween in de diepte.

De tweede poging slaagde en op 21 augustus 1858 werd het eerste telegram van Londen naar Washington gestuurd. Dat 98 woorden tellende bericht had daarvoor 16 uur nodig. Het antwoord ging sneller, 150 woorden in 10 uur. De grote vertraging werd veroorzaakt door de eigenschappen van de kabel, daarover later meer.
Helaas werden de ontvangen signalen steeds zwakker en na enkele maanden was de verbinding verbroken. Men wist de breuk te lokaliseren (hoe deden ze dat in die dagen?) en Fields was daardoor in staat om jaren later deze kabel te repareren en weer in gebruik te nemen. Maar het duurde nog 7 jaar voordat hij weer een nieuwe poging ondernam - de Amerikaanse burgeroorlog was daar debet aan.

In 1865 had Cyrus Fields weer voldoende fondsen verzameld. De werkwijze met twee schepen bleek niet ideaal, daarom wou hij een ononderbroken kabel. Hij legde de hand op de Great Eastern, een enorm schip ontworpen voor het vervoer van 10.000 militairen, maar dat nooit gebruikt was. Deze poging eindigde omdat men een fout in de kabel ontdekte. De vierde poging ging een jaar later in 1866 van start nadat de kabelleginstallatie grondig was verbeterd.
Op 27 juli 1866 werden de eerste telegrammen verstuurd door deze nieuwe kabel.

Daarna nam het leggen van onderzeese kabels een grote vlucht. Er liggen nu enige tientallen kabels in de Atlantische oceaan. In 1984 werd de eerste glasvezelkabel gelegd in de Middelandse zee, daarmee kwam een einde aan de het monopolie van de onderzeesche kabel.

De constructie van een onderzeekabel bleek niet eenvoudig. Niet alleen moest de kabel sterk genoeg zijn om een lengte van 3000 meter te kunnen dragen, ook electrisch bleken de eisen geheel anders dan voor gebruik over land. Daar werd immers de aarde als retourleider gebruikt. Een succesvolle formule bleek het gebruik van een binnenkern bestaande uit meerdere koperdraden, omwikkeld door gutta-percha dat als isolatie materiaal diende en zorgde voor een lager soorgelijke massa. Als bescherming en retourgeleider diende een buitenmantel van gevlochten staaldraden.
De electrische capaciteit van een dergelijke kabel is enorm, circa 200 nF per kilometer. De serieweerstand was ongeveer 3 ohm per km. Over de gehele lengte genomen komen we dan uit op een R-C tijdconstante van 20 seconden. De weerstand van de leiding en de capaciteit vormden samen een laagdoorlaatfilter dat alle snelle variaties in spanning onmogeijk maakte.
Zo kom je bij morse uit op een seinsnelheid van circa een punt per minuut.
Later is door toepassing van allerlei technieken de seinsnelheid opgevoerd, onder andere door 'pupiniseren'. Daarbij werden op regelmatige afstand spoelen in gebouwd, zodat ook telefonie over grote afstanden mogelijk werd. Tot voor kort gebruikten radioamateurs die 88 miliHenry spoelen nog om audio filters te maken.

Als telegrafist bij de koopvaardij heeft Ot de Soete, PA0DSO, ervaren hoe moeilijk het soms kan zijn om een bericht over te sturen van schip naar reder. Hij beschikte wel over radio. Maar zijn verhaal voor de afdeling Woerden ging over 150 jaar terug, toen we nog geen weet hadden van radio, laat staan amateurradio. In de scheepvaart gebruikte men telegrafie via radio, maar was soms erg moeilijk om een bericht over te
sturen van schip naar reder.

(Pieter J.T.Bruinsma, PA0PHB) 

Referenties, informatie:

Bern Dibner The Atlantic Cable
Histry of the Atlantic Cable



lll