| Reginald Aubrey Fessenden | |
|---|---|
| Reginald Aubrey Fessenden | |
| Data nașterii | 6 octombrie 1866 |
| Locul nașterii | East Bolton, Quebec , Canada |
| Data mortii | 22 iulie 1932 (65 de ani) |
| Un loc al morții | Bermude |
| Țară | Canada |
| Sfera științifică | inventator , pionier radio |
| Loc de munca | |
| Alma Mater | |
| Elevi | Edward Bennet [d] [1] |
| Premii și premii |
Medalia de onoare IEEE (1921) Medalia John Scott (1922) |
| Fișiere media la Wikimedia Commons | |
Reginald Aubrey Fessenden ( ing. Reginald Aubrey Fessenden ; 6 octombrie 1866, East Bolton, Quebec , Canada - 22 iulie 1932, Hamilton , Bermuda ) - inventator canadian și american, binecunoscut pentru munca sa în etapele incipiente ale dezvoltării radio .
Moștenirea sa în radio include trei realizări semnificative: prima transmisie de sunet prin radio (1900), prima comunicare radio transatlantică bidirecțională (1906) și prima transmisie radio de divertisment și muzică (1906).
Reginald Aubrey Fessenden s-a născut pe 6 octombrie 1866 în East Bolton, Quebec , Canada . A fost cel mai mare dintre cei patru copii ai lui Joseph Elisch Fessenden și Clementine Trenholm Fessenden. Joseph Fessenden a fost un pastor anglican în Canada și, de-a lungul anilor, familia s-a mutat din loc în loc în Ontario. Crescând, Reginald a devenit un student model. În 1877, la vârsta de unsprezece ani, a început să urmeze cursurile la Trinity College din Port Hope, Ontario, și a studiat acolo timp de doi ani. Când avea paisprezece ani, Bishop College din Lennoxville ia oferit lui Reginald un post de profesor de matematică. La acea vreme, Colegiul Bishop era o școală anexată Universității Bishop, situată pe aceeași proprietate și în aceleași clădiri. În iunie 1878 erau 43 de băieți în școală. Astfel, deși Fessenden era încă în adolescență, el preda deja matematică copiilor mici la școală, în timp ce preda el însuși studenților de la Universitatea Bishop. Numărul total de studenți la universitate în anul universitar 1883-84 a fost de douăzeci și cinci de studenți (toți bărbați). La vârsta de optsprezece ani, Fessenden a părăsit universitatea fără diplomă, deși făcuse practic toată munca necesară. Din cauza lipsei unei diplome, Fessenden a avut de suferit mai târziu când a aplicat pentru un loc de muncă. Când a fost creat un departament de inginerie electrică la Universitatea McGill din Statele Unite, Fessenden nu a fost aprobat pentru funcția de președinte al departamentului, preferând un coleg american cu diplomă.
În următorii doi ani a lucrat ca șef și singur profesor la Institutul Whitney din Bermuda. În acest timp a fost logodit cu Helen Trott [2] . S-au căsătorit în septembrie 1890 și mai târziu au avut un fiu, Reginald Kennelly Fessenden.
Educația clasică a lui Fessenden nu i-a oferit suficientă pregătire științifică și tehnică. Interesat să-și dezvolte calificările în inginerie electrică, s-a mutat în 1886 la New York City în speranța de a obține un loc de muncă la celebrul inventator Thomas Edison . După cum a spus Fessenden mai târziu în autobiografia sa, la prima încercare a fost refuzat, deoarece la cuvintele sale din declarație: „Nu știu nimic despre electricitate, dar învăț repede”, Edison a răspuns: „Am destui oameni care înțeleg. nimic despre electricitate”. Cu toate acestea, Fessenden a persistat și înainte de sfârșitul anului a fost angajat ca asistent tester la uzina de inginerie a lui Edison pentru producția de echipamente pentru așezarea rețelelor electrice subterane. Și-a dovedit rapid valoarea și a primit o serie de promovări cu transfer la o muncă mai responsabilă. La sfârșitul anului 1886, Fessenden a început să lucreze direct sub Edison la noul laborator de cercetare din West Orange, New Jersey , ca tehnician junior [2] . Sfera de aplicare a proiectelor a fost larg, a fost necesar să se găsească soluții la problemele din domeniul chimiei, metalurgiei și electricității. Cu toate acestea, în 1890, confruntat cu probleme financiare, Edison a fost nevoit să concedieze majoritatea personalului de laborator, inclusiv Fessenden [3] .
Datorită bogatei sale experiențe practice, lui Fessenden i-a fost ușor să găsească de lucru într-o serie de companii de producție, iar în 1892 a primit o numire ca profesor în departamentul nou creat de inginerie electrică de la Universitatea Purdue din West Lafayette, Indiana, datorită a ajutat-o pe Westinghouse Corp. să instaleze iluminat la Târgul Mondial de la Chicago . Fessenden a fost recrutat personal de George Westinghouse pentru nou-creatul poziție de președinte al Departamentului de Inginerie Electrică al Universității de Vest din Pennsylvania (Universitatea de astăzi din Pittsburgh ) [4] .
La sfârșitul anilor 1890, în presă au început să apară rapoarte despre succesul lui Guglielmo Marconi în dezvoltarea unor receptoare și transmițătoare radio practice. Fessenden a decis să experimenteze și în acest domeniu și în curând a ajuns la concluzia că ar putea dezvolta un sistem mult mai eficient decât transmițătorul cu eclator combinat cu receptorul coerent folosit de Oliver Lodge și Marconi. În iunie 1900, Fessenden a depus o cerere de brevet pentru o îmbunătățire a circuitului electoral, iar Nikola Tesla a depus o cerere similară puțin mai târziu în luna următoare [5] .
În 1900, Fessenden a părăsit Universitatea din Pittsburgh și a încheiat un contract cu Biroul Meteorologic al Statelor Unite pentru a stabili o rețea de stații radio de coastă pentru a transmite informații despre vreme. Conform contractului, Biroul Meteorologic avea acces la brevetele lui Fessenden, dar el a rămas proprietarul. În primul rând, a preluat îmbunătățirea receptorului și a receptorului și a refuzat să folosească un coherer cu pilitură de metal ca detector. Detectorul barter pe care l- a inventat conținea cel mai subțire filament de platină , prin care trecea curentul de încălzire de la baterie și curentul de înaltă frecvență (HF) de la antena de recepție. S-a folosit o secțiune a caracteristicii curent-tensiune a barterului cu neliniaritatea maximă, care a asigurat redresarea curentului RF. Modificările de joasă frecvență ale intensității curentului RF au fost recepționate cu ureche cu un receptor de telefon conectat în serie în circuitul bateriei. Puțin mai târziu, Fessenden a inventat un detector electrolitic mai eficient . În același timp, el a dezvoltat o metodă heterodină de recepție, în care bătăile sonore se disting între curenții de înaltă frecvență apropiate de frecvență. Cu toate acestea, metoda la început nu și-a găsit aplicație din cauza lipsei unor generatoare stabile de oscilații continue [5] .
La început, lucrările au fost efectuate pe insula Cobb ( Maryland ), situată pe râul Potomac, la 48 de mile (aproximativ 80 km) în aval de Washington. Aici, pe 23 decembrie 1900, Fessenden, experimentând cu un emițător de scântei, a transmis un semnal audio pe o distanță de 1 milă. Calitatea sunetului a fost slabă, dar s-a dovedit posibilitatea de transmitere a sunetului, iar pentru a îmbunătăți calitatea, Fessenden a început experimente privind modularea oscilațiilor neamortizate printr-un semnal audio [6] [5] .
În 1902, Fessenden a brevetat principiile recepției heterodine și al microfotografiei, un emițător cu stingere cu jet de aer, un comutator de antenă de la recepție la transmisie, o antenă (care va fi folosită în curând pe stațiile care făceau comunicații radio transatlantice) și alte dispozitive. Brevetul principal intitulat „Aparatură pentru transmiterea semnalelor folosind unde electromagnetice” (brevetul SUA nr. 706747) a descris un modulator de vorbire al unui transmițător de mașină electrică cu o frecvență de 50 kHz [5] . Acesta folosea un microfon de carbon de un design special, conectat în serie la circuitul generatorului mașinii electrice și circuitul antenei [6] , proiectat pentru trecerea curentului RF până la câțiva amperi [5] .
Lucrările contractuale s-au extins, au fost construite noi stații de-a lungul coastei Atlanticului în statele Carolina de Nord și Virginia și au fost planificate profituri mari. Șeful Biroului Meteorologic a cerut pentru sine jumătate din profiturile din brevetele lui Fessenden, care nu a fost de acord și a anulat contractul în august 1902 [5] .
Doi întreprinzători bogați din Pittsburgh au fost de acord să finanțeze munca lui Fessenden, cu condiția ca acesta să enumere invențiile sale în numele Companiei Naționale de Semnalizare Electrică (NESCO). Una dintre principalele sarcini ale NESCO a fost să creeze o conexiune telegrafică transatlantică fără fir bidirecțională stabilă între America și Anglia. În acest scop, a fost construită o stație în Brant Rock (o mică așezare în statul Massachusetts ), cealaltă - în orașul Machrihanish ( Scoția ). Stațiile au fost echipate cu antene cu catarg de 420 de picioare (128 m) înălțime, realizate din țevi de oțel pe tălpi de metal. În partea superioară a catargului avea o „umbrelă” - o sarcină capacitivă. În băieți erau montate izolatoare, catargul sprijinit pe un piedestal de straturi alternative de beton și ceramică [5] .
În ianuarie 1906, Fessenden, folosind emițătorul său rotor-scântei, a condus prima comunicație radio transatlantică bidirecțională, înaintea lui Marconi, care până atunci realizase doar comunicații unidirecționale. Cu toate acestea, nu a avut loc o demonstrație publică a conexiunii transatlantice pentru reprezentanții potențialului cumpărător și ai jurnaliștilor, deoarece până la ora stabilită în decembrie 1906, o furtună puternică a doborât catargul în Scoția [5] .
Problema generării de oscilații HF puternice în experimentele privind transmiterea unui semnal audio a fost rezolvată folosind un generator de curent alternativ de mașină electrică (alternator), dar funcționând la o viteză mai mare și generând curent cu o frecvență de zeci de kiloherți.
Fessenden a încheiat un contract cu General Electric (GE) pentru a proiecta și produce o serie de alternatoare RF. În 1903, Charles Steinmetz de la GE a introdus un alternator de 10 kHz care s-a dovedit a fi potrivit pentru experimentare, dar nu pentru utilizare practică. Solicitarea lui Fessenden pentru un alternator mai rapid și mai puternic a fost dusă la GE de un tânăr inginer , Ernest Alexanderson , care și-a introdus alternatorul de 50 kHz în vara lui 1906, dar cu puțin mai puțină putere decât era necesar. În august 1906, Fessenden a început testarea unui transmițător cu un alternator [6] , iar până în toamnă parametrii alternatorului au fost aduși la 500 W la o frecvență de 75 kHz.
La 21 decembrie 1906, emițătorul cu alternator din Brant Rock a fost prezentat conducătorilor și inginerilor AT&T , GE, Western Electric , Westinghouse Electric (WHE), inclusiv inventatorului E. Thomson , precum și corespondenților ziarelor din New York. . A fost demonstrată posibilitatea aplicării acesteia pentru comunicarea telefonică fără fir, inclusiv pentru conectarea secțiunilor unei rețele telefonice cu fir între ele. Au fost efectuate și teste comparative privind calitatea transmisiei semnalului telefonic prin radio și prin fir către orașul Plymouth (Massachusetts) la o distanță de 25 km [7] [6] .
Câteva zile mai târziu, au mai avut loc două demonstrații, în care s-au făcut primele transmisii radiofonice de muzică pentru un public larg. (Începând din 1904, Marina SUA a difuzat zilnic semnale orare și rapoarte meteo, dar au folosit emițătoare cu scântei, iar informațiile au fost transmise în cod Morse ). În seara zilei de 24 decembrie 1906, în Ajunul Crăciunului , Fessenden a folosit un alternator pentru a difuza un scurt program radio care includea aria lui Xerxes din Xerxes de Händel , melodia „ O Noapte Sfântă ” interpretată de el însuși la vioară și o lectură din un pasaj din Biblie [5] . Pe 31 decembrie, de Revelion, a avut loc cea de-a doua scurtă emisiune. Audiența principală pentru aceste emisiuni a fost un număr necunoscut de operatori radio de la bordul navei de-a lungul coastei Atlanticului. Deși aceste două emisiuni sunt acum considerate ca o piatră de hotar importantă în istoria radioului, nu li s-a acordat prea multă importanță la acea vreme și au fost curând uitate. Abia pe 29 ianuarie 1932, Fessenden a menționat acest lucru într-o scrisoare către fostul său coleg Samuel Kinter. Nu s-au găsit informații despre acest eveniment nici în jurnalele navei și nici în presa periodică din acele zile [8] .
Realizările tehnice ale lui Fessenden nu au fost egalate cu succese financiare. Walker și Given sperau să vândă NESCO companiilor mari precum AT&T , dar nu au reușit să găsească un cumpărător. Crearea de către Fessenden a companiei sale de radio din Montreal ar fi dus la suspiciunea că încerca să-i blocheze pe Walker și Given ca potențial concurenți profitabili. Tensiunile tot mai mari dintre Fessenden și proprietarii companiei l-au determinat să fie concediat de la NESCO în ianuarie 1911. El, la rândul său, a intentat un proces pentru încălcarea contractului NESCO. Fessenden a câștigat procesul și a primit despăgubiri, dar proprietarii NESCO au depus contestație. Pentru a salva proprietatea, NESCO a intrat în faliment, un impas legal care a durat mai bine de 15 ani. În 1917, NESCO a ieșit din faliment și în curând a fost redenumită International Radiotelegraph Company. A fost cumpărată de Westinghouse în 1920, iar în anul următor activele sale, inclusiv numeroasele brevete ale Fessenden, au fost vândute către RCA , care a moștenit și procesele lui Fessenden. În cele din urmă, la 1 martie 1928, Fessenden s-a stabilit cu RCA, primind plăți mari în numerar.
După ce Fessenden a părăsit NESCO, Alexanderson a continuat să îmbunătățească alternatoarele la General Electric , în principal cu scopul de a le folosi pentru radiotelegrafie pe distanțe lungi. A petrecut mulți ani, dar în cele din urmă a dezvoltat un alternator Alexanderson puternic, capabil să transmită un semnal peste Atlantic. Până în 1916, alternatorul Fessenden-Alexanderson era mai fiabil pentru comunicațiile transatlantice decât aparatele cu scânteie. După 1920, radiodifuziunea pe scară largă a început să folosească oscilatoare cu tub vid în loc de alternatoare, dar acestea se bazau pe generarea de unde continuă modulată în amplitudine, lucru pe care Fessenden l-a ajutat să stăpânească începând cu 1906. În 1921, Institutul Inginerilor Radio i-a acordat lui Fessenden medalia de onoare, iar în anul următor, orașul Philadelphia i-a acordat medalia John Scott și un premiu în bani de 800 de dolari pentru inventarea sa a „telegrafiei în val continue și comunicațiilor telefonice” și i-a adus un omagiu. lui ca „Omul a cărui lucrare a fost de mare ajutor”.
Deși Fessenden și-a încetat activitățile radio după ce a fost concediat de la NESCO în 1911, a continuat să lucreze în alte domenii. Încă din 1904, el a ajutat la construirea unei centrale electrice la Cascada Niagara, în timp ce lucra pentru Comisia Hidroenergetică din Ontario.
În Statele Unite, Fessenden a proiectat și fabricat un nou tip de traductor cu bobină mobilă pentru ecolocație și semnalizare subacvatică. Până în 1914, noul dispozitiv putea detecta aisberguri de până la 2 mile distanță. Vibratoarele Fessenden care funcționează la frecvențe de aproximativ 500 și 1000 Hz au fost instalate pe toate submarinele americane în timpul Primului Război Mondial pentru a asigura schimbul de semnale între ele atunci când sunt scufundate. [9]
După izbucnirea Primului Război Mondial, Fessenden și-a oferit serviciile guvernului canadian și a fost trimis la Londra, unde a dezvoltat un dispozitiv pentru detectarea artileriei inamice. A dezvoltat un alt dispozitiv pentru a căuta submarinele inamice.
Fessenden a devenit în cele din urmă proprietarul a peste 500 de brevete. El putea fi găsit adesea plutind pe spate într-un râu sau un lac, cu un trabuc ieșit din gură și pălăria trasă înapoi peste ochi. Acasă îi plăcea să se întindă pe covor, cu o pisică la piept. În această stare de relaxare, Fessenden a imaginat, a inventat, a deschis calea unor idei noi. A dezvoltat o versiune de microfilm care l-a ajutat să păstreze înregistrări compacte ale invențiilor, desenelor și brevetelor sale. El a brevetat ideile de bază în seismologie , care este importantă în explorarea petrolului. În 1915, el a inventat sonarul , un dispozitiv sonar pentru determinarea adâncimii unui obiect subacvatic folosind unde sonore. Pentru această invenție, el a primit o medalie de aur de la Scientific American în 1929. Fessenden a primit, de asemenea, brevete pentru gloanțe trasoare, paginare, televizoare, propulsie turbo-electrică pentru nave și multe altele.
După soluționarea unui proces cu RCA, Fessenden și-a cumpărat o casă mică în Bermuda. A murit acolo în 1932, înmormântat în cimitirul bisericii locale Sf. Marcu. New York Herald Tribune a scris într-un editorial după moartea sa:
Se întâmplă uneori, chiar și în domeniul științei, ca o persoană să aibă dreptate împotriva restului lumii. Profesorul Fessenden era un astfel de om. Pentru a-și demonstra teoria, a trebuit să lupte din greu. Împotriva protestelor vehemente ale autorităților recunoscute, el a apărat ideea că ceea ce numim acum radio funcționează prin emiterea continuă de unde prin eter către o stație de emisie, în același mod în care undele luminoase sunt emise de o flacără. Marconi și alții au insistat că ceea ce se întâmplă în comunicațiile radio este similar cu efectul de bici (o schimbare bruscă a direcției vârfului biciului provoacă un pop). Progresul radioului în următorul deceniu a arătat eroarea acestui punct de vedere. Teoria biciului a părăsit treptat mintea oamenilor și a fost înlocuită de teoria undelor continue - neîncrederea într-o persoană care s-a dovedit a avea dreptate.
Un inventator este cineva care poate vedea aplicabilitatea unui lucru în practică cu cinci ani înainte ca acesta să devină evident pentru toată lumea din industrie.
„Invențiile lui Reginald A. Fessenden”. (ianuarie 1925). Radio News, p. 1142.