Pod koniec XIX wieku ląd był już w miarę dobrze skomunikowany. Posiadano doskonałą sieć telegrafu przewodowego – kable łączyły miasta, a nawet leżały na dnie Atlantyku, łącząc Europę z Ameryką. Ląd nie widział początkowo wielkiego sensu w „telegrafie bez drutu”, bo kable działały świetnie, zapewniały prywatność i były mniej podatne na zakłócenia.
Na morzu sytuacja wyglądała dramatycznie inaczej. Statek, który tracił ląd z oczu, stawał się całkowicie odcięty od świata. Komunikacja opierała się na flagach sygnałowych, flarach lub trąbkach mgłowych – co działało tylko na dystansie wzroku i słuchu. Radio (wtedy nazywane telegrafią bezprzewodową) było dla marynarki absolutnym cudem.
Kto kupował pierwsze radia „hurtem”?
- Marynarka Wojenna: Pierwsze ogromne zamówienia złożyły floty wojenne, przede wszystkim brytyjska Royal Navy oraz flota włoska. Możliwość koordynowania manewrów okrętów poza zasięgiem wzroku dawała gigantyczną przewagę taktyczną.
- Linie Pasażerskie i Handlowe: Marconi, będąc świetnym biznesmenem, nie tylko sprzedawał sprzęt, ale zakładał stacje brzegowe i wypożyczał statkom gotowe zestawy wraz z przeszkolonymi operatorami. Bogaci pasażerowie transatlantyków chętnie płacili ogromne pieniądze za możliwość wysłania z pokładu „bezprzewodowego telegramu” (tzw. marconigramu) do znajomych na lądzie.
Katastrofa, która zmieniła wszystko
Początkowo prywatni armatorzy montowali radia głównie dla wygody pasażerów pierwszej klasy, a nie dla bezpieczeństwa. Wszystko zmieniło się w kwietniu 1912 roku po zatonięciu Titanica.
Choć radio uratowało ponad 700 osób (dzięki wezwaniu statku Carpathia), śledztwo wykazało, że ofiar mogłoby być znacznie mniej, gdyby pobliskie statki miały włączone odbiorniki i operatorów na nocnej zmianie. Po tej tragedii wprowadzono międzynarodowe przepisy, które wymuszały instalację urządzeń radiowych na statkach pasażerskich i utrzymywanie całodobowego nasłuchu ratunkowego (na słynnej częstotliwości 500 kHz). Od tego momentu sprzęt radiowy trafiał na statki absolutnie masowo.
To była zupełnie inna epoka. Sprzęt nadawczy na przełomie XIX i XX wieku nie miał nic wspólnego z cichą elektroniką, jaką znamy z dzisiejszych stacji. To była ciężka, hałaśliwa i niebezpieczna elektrotechnika.
Pierwsza generacja: Nadajniki iskrowe (Spark-gap transmitters)
Na samym początku, jeśli armator lub wojsko zamawiało nadajnik, kupowali w zasadzie maszynę do robienia kontrolowanych piorunów.
Nadajnik iskrowy to historyczne urządzenie techniczne, w którym układ wizualny elementów (cewki, iskiernik, klucz) świetnie obrazuje brutalną elektrotechnikę tamtej epoki.
Jak to działało?
Wykorzystywano potężne cewki indukcyjne i transformatory do podbijania napięcia do poziomu kilkudziesięciu tysięcy woltów. Napięcie to rozładowywano w postaci głośnej, jaskrawej iskry przeskakującej między mosiężnymi elektrodami (iskiernikiem). Ten wyładowczy łuk elektryczny generował gwałtowny impuls elektromagnetyczny, który trafiał prosto do anteny. Operator naciskając klucz telegraficzny, po prostu włączał zasilanie transformatora – każda kropka i kreska to była seria potężnych strzałów iskry.
Nadajniki miały moce rzędu kilku kilowatów i wymagały potężnych prądnic napędzanych maszynami parowymi statku. To one tak strasznie hałasowały i generowały drażniący dym (ozon), przez co izolowano je i wyrzucano do drewnianych dobudówek na pokładzie, stąd wzięły się „szeki”.
Ale był poważny problem:
Nadajnik iskrowy potwornie „siał” po całym paśmie. Generował tzw. falę tłumioną (Type B), która była szerokopasmowym szumem. Zatykała odbiorniki w promieniu wielu mil na niemal każdej częstotliwości. Dwa statki znajdujące się blisko siebie nie mogły nadawać jednocześnie. Z tego powodu (oraz by ratować słuch operatorów) nadajniki iskrowe zostały ostatecznie całkowicie zakazane przez przepisy międzynarodowe w latach 20. XX wieku.
Druga generacja: Gigantyczne maszyny wirujące
Zanim wynaleziono odpowiednio wydajne lampy próżniowe, inżynierowie musieli znaleźć sposób na generowanie czystej fali nośnej (CW – fali ciągłej), pozbawionej „brudu” z iskiernika, co pozwoliłoby na pracę wielu stacji jednocześnie.
Jak to rozwiązywano sprzętowo, zanim nadeszła elektronika?
- Nadajniki łukowe (np. system Poulsena): Zamiast przeskakującej iskry, utrzymywano stały łuk elektryczny płonący wewnątrz zamkniętej miedzianej komory. Komora musiała być chłodzona wodą, a sam łuk płonął w atmosferze wodoru lub oparów alkoholu (żeby się nie utleniał) i w silnym polu magnetycznym. Ważyły tony.
- Alternatory (np. system Alexandersona): To nie były układy elektroniczne, lecz mechaniczne prądnice prądu przemiennego. Były to ogromne, stalowe wirniki o masie kilkunastu ton, obracające się z potężną prędkością tuż przy cewkach statora, napędzane potężnymi silnikami. Mechanicznie generowały prąd o częstotliwości radiowej (np. kilkunastu kiloherców).
To właśnie te mechaniczne potwory trafiały na lądowe stacje transatlantyckie (jak słynna polska stacja w Babicach). Zajmowały całe hale maszynowe, ważyły po 50 ton i pobierały setki kilowatów mocy ze stacji transformatorowych.
Dopiero wynalezienie i rozwój potężnych, chłodzonych wodą lamp nadawczych (tzw. triod mocy) w połowie lat 20. pozwoliło wyprzeć te stalowe maszyny, całkowicie zakazać iskierników i zminiaturyzować sprzęt nadawczy do rozmiarów szafy, a wkrótce potem – do wielkości skrzynki, którą wreszcie można było postawić na biurku.