Neviditelná pavučina na dně moří

I když dnes již existují telekomunikační satelity, bez podmořských kabelů bychom se s někým na druhé straně oceánu těžko domlouvali. Málokdo totiž ví, že za celoplanetární telefonní síť a internet vděčíme právě pavučině, která obepíná planetu na dně oceánů. I když dnes již existují  telekomunikační satelity, bez podmořských kabelů bychom se s někým na druhé straně oceánu těžko domlouvali. Málokdo totiž ví, že za celoplanetární telefonní síť a internet vděčíme právě pavučině, která obepíná planetu na dně oceánů.

Už ve starořeckém světě vznikaly nejrůznější signalizační systémy, které musely překonat i moře. V Homérovi je například zmínka o zprávách posílaných pomocí řetězu ohňů, rozmístěných na ostrovech v Egejském moři. Údajně mělo být těchto “telegrafních” stanic devět a překlenovaly vzdálenost více než 500 kilometrů. Celková délka signalizačních linek římské říše měřila v době jejího největšího rozkvětu až 4500 kilometrů, což je například vzdálenost napříč africkou Saharou od západu k východu, a fungovala s překvapivou rychlostí, ve dne pomocí vlajek nebo kouře a v noci ohňů. Pokud ovšem nepřišla mlha…

Jak se dostat přes vodu?
Cestu ke skutečně modernímu bleskovému spojení, nezávislému na počasí,  otevřela až elektřina. Vynálezců telegrafu bylo sice hodně, ale s jednoduchým a hlavně použitelným přišel teprve americký malíř Samuel Morse roku 1833. Po pevnině se rychle rozprostřela síť telegrafních drátů, opět se jí ale do cesty postavily vodní plochy.
Už Morse zkoušel ponořovat do vody drát obalený izolací z konopí a kaučuku, ale  první skutečně podvodní kabel položili v Londýně na dno Temže až roku 1840. O deset let později spojil telegrafní kabel položený na dno kanálu La Manche Anglii se zbytkem Evropy. Roku 1852 se přes dno Irského moře propojily telegrafní sítě Anglie a Irska.

Kabel z prokleté lodi
Největší výzvou však stále zůstával Atlantik, oddělující Evropu od bouřlivě se vyvíjejících Spojených států. Roku 1857 se konečně podařilo dvěma lodím plujícím proti sobě ze Starého a Nového světa kabelem překlenout téměř 3000 km (1600 mil) mezi Irskem a New Foundlandem a krátce nato tak mohla britská královna Viktorie gratulovat americkému prezidentovi Buchananovi k uvedení do úřadu. Úspěch ale dlouho nevydržel, spojení se po několika týdnech přerušilo.
Odborníci se ale nevzdali. Rozhodli se však, že kabel musí být pokládán v jednom kuse. Na světě v té době existovala jen jediná loď, schopná něčeho takového, tedy pojmout izolovaný drát dlouhý několik tisíc kilometrů. Obří britský parník Great Eastern, plavidlo, které technicky předběhlo dobu, však mělo pověst prokleté lodi, protože jeho stavbu i provoz provázela spousta nehod a bankrotů. Ani pokládání kabelu se neobešlo bez potíží, když někdo, zřejmě s úmyslem sabotovat projekt,  kabel poškodil. Později se kabel dokonce i přetrhl.
Celý podnik se proto podařilo dokončit teprve roku 1867. Po více než sto letech  byl odborníky označen za “projekt Apollo 19. století”, neboť šlo bez nadsázky o přelomový moment nové éry. Následovaly další transoceánské kabely a brzy byla celá planeta opředena kabelovou pavoučí sítí. 
 
Pomýlený vorvaň

Po telegrafních značkách se po podmořských kabelech rozběhly telefony a později i data. Elektrický přenos dat však stále provázela řada obtíží. Potíže působil  velký odpor tak dlouhého vodiče, což se řešilo poměrně vysokým napětím, kabel a jeho izolace se vůči mořské vodě chovaly jako gigantický kondenzátor a rezonanční obvod. To vše vedlo ke značnému zkreslování signálu. A aby toho nebylo dost, rušivými vlivy se podepsalo i zemské magnetické pole, atmosférická elektřina a další faktory.
Do konce 19. století se podařilo tyto jevy vysvětlit a eliminovat. Začaly se používat mnohavrstevné koaxiální kabely, reléové zesilovací obvody, později také modulace signálu umožňující přenášet velké množství hovorů najednou a další vylepšení. 
Kabel pod mořem však musel čelit i řadě „nepřátel“ – od vrtavých mlžů, přes lodní kotvy a vlečné rybářské sítě až po podmořská zemětřesení.
Občas ale dochází i ke kuriózním nehodám, vyskytly se například případy, kdy byl společně s poškozeným kabelem vytažen na palubu servisní lodi mrtvý vorvaň. Dravý kytovec si nejspíš dlouhého tlustého hada spletl s ramenem obřího hlavonožce.
Vedle vrstev vodičů, stínění a izolace proto kabel, aby byl odolný, potřebují i   mocné výztuhy, opletení z ocelových drátů (někdy i v několika vrstvách).  To se od časů lodi Great Easternu až po dnešek prakticky nezměnilo.
 
Pryč s elektřinou, přichází optika!
Když v druhé polovině 20. století nastoupily telekomunikační satelity, zdálo se, že bohatýrské éře podmořských „pavučin“ odzvonilo. Během 80. letech minulého století však nastal prudký rozvoj vláknové optiky, a s ní přišla i nová šance podmořských kabelů. V optickém vláknu se už nepohybují elektrony, ale světlo laseru. Odpadají tak všechny rušivé elektrické jevy. Navíc takové moderní kabely dovedou přenášet obrovská množství dat současně a jsou i podstatně levnější a odolnější. Optický signál je sice nutné zesilovat, podobně jako elektrický, čistota dnešních vláken je ale taková, že vzdálenost mezi zesilovači může být až 100 km. 
Oproti satelitům při takovémto přenosu dat odpadá rušení, nutnost omezovat se na určená kmitočtová pásma a pochopitelně i zpoždění signálu. Například při přenosu dat přes satelit musí signál urazit dráhu nejméně 70 000 kilometrů, což se ani při rychlosti světla bez nemalého zpoždění neobejde. Naproti tomu pod oceánem běží signál jen několik tisíc kilometrů.
Mohutný impuls pro další rozvoj podmořských kabelů znamenal koncem minulého století razantní nástup internetu. Především podmořské síti spojující kontinenty totiž vděčíme za to, že se webová stránka českého serveru načítá na našem počítači stejně rychle jako americká, nebo že můžeme levně a rychle mailovat třeba s australskými přáteli.

H2O nemusí být jen voda
Havaj je sice jedním ze států USA, od mateřské země ji však dělí tisíce kilometrů vod Tichého oceánu. Jednou z významných spojnic mezi pevninou a souostrovím je také podmořský telefonní koaxiální kabel, natažený od havajského ostrova Oahu až k pobřeží Kalifornie. Vědci z oceánografického institutu Woods Hole (WHOI), University of Hawaii a dalších vědeckých organizací přišli se zajímavým nápadem, jak této skutečnosti využít pro podmořský výzkum.
Myšlenka je na první pohled velmi prostá: když už jednou na dně leží funkční kabel, nemělo by být problém připojit k němu zařízení, které by jeho prostřednictvím získávalo energii a zpět odesílalo naměřená data. Oceánografové by tak získali unikátní možnost mít trvalý přísun vědeckých informací z míst, která jsou stále ještě jen velmi obtížně (a především draze) dostupná. Projekt dostal označení H2O, což kupodivu není myšleno jako chemický vzorec molekuly vody, ale zkratka Hawaii 2 Observatory (Hawaii 2 je označení podmořského kabelu využitého pro projekt).

Druhé zaměstnání pro kabel
Jako nejvhodnější pro umístění stálé stanice bylo vybráno místo přibližně na půli cesty mezi Havají a Kalifornií. Kabel zde leží na dně v hloubce okolo 5000 metrů. Vědecké přístroje uložené v jeho bezprostřední blízkosti zaznamenávají seizmické otřesy, zvuky ve vodě a další údaje o prostředí. Spouštění zařízení na dno snímaly také automatické kamery, které jaksi mimochodem přinesly i cenný materiál pro biology, protože objektivy zachytily velké množství hlubokomořských organismů, o jejichž životě toho zatím vědci mnoho nevědí.
Oceánografická loď Thompson nalezla na dně kabel, zachytila jej a vyzdvihla na palubu. Tam k němu technici připojili odbočku se speciálním propojovacím uzlem s osmi vodotěsnými konektory a vše zas vrátili na mořské dno. Speciální konektory na  uzlu totiž dovolují připojení různých senzorů přímo na dně prostřednictvím dálkově řízeného robota (ROV, Remote Operated Vehicle). První vědecké přístroje byly ke kabelu připojeny už v roce 1998 a dnes je jich již mnohem více. H2O je navíc první svého druhu, která je trvale připojená k internetu a naměřené údaje tedy mají k dispozici 24 hodin denně vědci na celém světě.
 
I zemětřesení se musí hlídat

Ještě ambicióznější je projekt Neptune, společné dílo kanadských a amerických vědců, který počítá s vytvořením vlastní podmořské datové i energetické sítě. Má trvale zpřístupnit mořské dno v hloubce několika tisíc metrů poblíž severozápadního pobřeží USA (oblast Juan de Funca). Část podmořských zařízení dodá americké válečné námořnictvo. Vědci a studenti pak ani nemusejí opouštět pohodlí a bezpečí svých pracoven. Projekt má být uveden do provozu v roce 2006.
V oblasti Juan de Funca mimo jiné leží zóna, kde se podsouvá tektonická deska oceánského dna pod pevninskou kůru amerického kontinentu. Experiment tedy bude mít i praktický dopad, protože okolí Seatlu je proslulé ničivými zemětřeseními.
Neptune je tak oceánografický experiment, jaký nemá v historii obdoby. Umožní sledovat vše, co se v moři i pod jeho dnem děje. Unikátní je nejen komplexnost, ale i rozsah experimentu. Na polygonu bude doslova nacpáno velké množství měřících přístrojů, podmořských kamer, vozítek (roverů) pohybujících se po dně, nezávislých plovoucích robotů (AUV, Autonome Undewater Vehicle) a dalších zařízení. To vše spojí okolo 3000 kilometrů podmořských kabelů.
Po dokončení Neptune mají být zřízeny na dalších místech oceánského dna obdobné polygony Venus a Mars.
 
Život zasvěcený hlubinám
Cyrus Field se narodil roku 30. listopadu 1819 (zemřel 1892) a jako úspěšný americký podnikatel se roku 1856 nadchl pro myšlenku telegrafního spojení mezi Amerikou a Evropou prostřednictvím podmořského kabelu. Zorganizoval americko-britsko-kanadskou společnost Atlantic Telegraph Company, která se pokoušela položit kabel z palub lodí Agamemnon a Niagara. První telegram proletěl Atlantikem 16. srpna 1858, ale po třech týdnech se spojení zhroutilo. Field shromáždil peníze na nový podnik a velkoloď Grat Eastern úspěšně položila kabel v jednom kuse roku 1866. Field pak organizoval kladení kabelů na Havaj, do Asie a Austrálie.  

Great Eastern – první úspěšná loď pro kladení kabelů
začátek stavby: 1854
spuštění na vodu: 1858
výtlak: 18 000 t
délka: 211 m
šířka: 36 m
pohon: dva parní stroje (1470 kW a 1200 kW)

Rubriky:  Technika
Publikováno:
Další články autora
Právě v prodeji
Tip redakce

Související články

Jordánsko má účinný systém na nedostatek energie a vody

Jordánsko má účinný systém na...

Jordánsko se v posledních letech potýká s nedostatkem vody a energie....
Téměř polovina uhelných elektráren ve světě je ve ztrátě

Téměř polovina uhelných elektráren...

Elektráren na uhlí není po celém světě málo. Podle posledních...
Bude možné tisknout z měsíčního prachu? Vědci to testují

Bude možné tisknout z měsíčního...

Již dlouhodobě se hovoří o možnostech 3D tisku na Marsu, který by...
Výkonnější baterie pro hybridy a mobilní telefony

Výkonnější baterie pro hybridy a...

Revoluční baterie budou mít větší kapacitu i bezpečnost. To znamená, že...
Český vědec získal stomilionový grant na vývoj speciálních povrchů z nanostruktur

Český vědec získal stomilionový...

Česká republika patří ve vývoji moderních technologií ke světové špičce. Důkazem je...
V Praze se objeví do roku 2020 městské sdílení elektromobilů, tzv. e-carsharing

V Praze se objeví do roku 2020...

Téma elektromobilů patří k nejdiskutovanějším v současnosti. Ano Česká republika...
Se zalesňováním zdevastovaných oblastí pomohou drony

Se zalesňováním zdevastovaných...

Že drony nemusí nutně sloužit jen ke sledování lidí a bezduché zábavě už...
Elektrické létající taxi od Audi a Airbusu

Elektrické létající taxi od Audi...

Během Amsterdam Drone Week představily společnosti Airbus a Audi plně funkční model...
Dočkáme se dálkového odečtu spotřeby vody a tepla?

Dočkáme se dálkového odečtu...

Ještě před několika lety bylo při odečtu spotřeby vody či tepla jediným řešením...
Evropská agentura GSA pořádá dny otevřených dveří

Evropská agentura GSA pořádá dny...

Prostory sídla Evropské agentury GNSS (GSA) v Praze budou po dnešní a zítřejší...

Nenechte si ujít další zajímavé články

Tragédie Ludvíka Jagellonského: Nedokázal se vzepřít pyšným Uhrům

Tragédie Ludvíka Jagellonského:...

V Ludvíku Jagellonském by se v tu chvíli krve nedořezal. Je počátek roku...
Meteorické roje nás provázejí celý rok!

Meteorické roje nás provázejí...

Jako první se na začátku ledna objevují Kvadrantidy, po nich...
Tragédie íránského Airbusu: Americká raketa připravila o život 290 lidí

Tragédie íránského Airbusu:...

Je neděle 3. července 1988. Na letišti v íránském Bandar Abbásu...
Je chytřejší pes, nebo kočka?

Je chytřejší pes, nebo kočka?

Kočky a psi představují dva nejoblíbenější domácí mazlíčky u nás i ve...
Red Bull jim nedal křídla: Nejkontroverznější žaloby u soudu

Red Bull jim nedal křídla:...

Lidé zkouší vydělávat peníze naprosto na všem, někdo dokonce i na zažalování...
Německý princ vládl Finsku dva měsíce

Německý princ vládl Finsku dva...

Nemá na vybranou. 15. března 1917 car Mikuláš II. podepisuje svoji...
Škola ve starověké Spartě: Státem živení školáci si přilepšují krádežemi

Škola ve starověké Spartě: Státem...

„Hlupáku, proč ses nechal chytit?“ křičí vychovatel na spartského kluka,...
Krypta civilizace: Časová schránka má být otevřena v roce 8113

Krypta civilizace: Časová schránka...

Všude kolem je rok 2018, pod budovou university v Georgii, za...
Lidská ZOO: Když se lidi chodili dívat na lidi

Lidská ZOO: Když se lidi chodili...

Říká se jim různě, třeba etnologická expozice, ale ve skutečnosti nejsou...
Poznejte své IQ

Poznejte své IQ

V našem profesionálně sestaveném testu ihned zjistíte přesné výsledky a obdržíte certifikát.