VIII. Neue Anordnung bei der Versenkung von submarinen Telegraphenkabeln. Im Auszuge aus Armengaud's Génie industriel, Januar 1866, S. 9. Mit Abbildungen auf Tab. I. Ueber eine neue Anordnung submariner Kabel. Unsere Quelle reproducirt eine im April 1865 im Moniteur universel veröffentlichte Abhandlung über eine neue Anordnung submariner Kabel, die wir, da dieselbe als Ausgangspunkt wichtiger Verbesserungen angesehen werden kann, um die praktischen Schwierigkeiten bei der Legung und in der Conservirung unterseeischer Kabel zu überwinden, für interessant genug gehalten, um dieselbe wenigstens theilweise hier vorzuführen. Wir beschränken uns jedoch auf das Wesentliche der Betrachtungen des Verfassers und werden namentlich den ersten Theil jener Abhandlung – worin einige Unrichtigkeiten bei der Durchführung des Calculs sich eingeschlichen haben – nur insoweit berühren, als dieß der Zusammenhang erfordert. „Die Schwierigkeiten, welche die Auslegung eines unterseeischen Telegraphenkabels darbietet, sind zweierlei Art. Die der ersten Art betreffen vorzugsweise die Natur der elektromagnetischen und elektrischen Wirkungen; hierher gehören die Umstände, welche auf die beste Construction des Kabels selbst sich beziehen, die Unmöglichkeit vollkommene Isolatoren zu finden, welche hier angewendet werden können und die im Meere oder auf dem Grunde des Meeres keine weiteren Veränderungen mehr erfahren können; die Hindernisse durch die inducirten, die remanenten Ströme (die Ladungserscheinungen überhaupt), welche bekanntlich bei großen Distanzen beträchtliche Verzögerungen in der Fortpflanzung der Depeschen und Unsicherheiten im Telegraphiren überhaupt zur Folge haben. Die Fortschritte in der Wissenschaft, sowie die Verbesserungen, welche die Praxis anstrebt, lassen jedoch der Hoffnung Raum, daß die Schwierigkeiten dieser Art mit der Zeit bewältigt werden können.“ „Die Schwierigkeiten der zweiten Art betreffen die Versetzung des Kabels selbst auf den unbekannten und seiner Terrain-Beschaffenheit nach unerforschbaren Grund des Meeres; mit diesen hängen zunächst die großen Gefahren, welchen schon bei der Abwickelung und Eintauchung das Kabel ausgesetzt ist, zusammen, die Gefahr des Reißens des Kabels bei dem Abrutschen über den unebenen Meeresboden, rasche Zerstörung der isolirenden Umhüllung, welche theils durch den ungeheuren Wasserdruck, theils durch Angriffe von Seite der Seethiere eintreten kann, endlich die Unmöglichkeit, die allenfalls erkannten Verletzungen einzelner Stellen des Kabels ausbessern zu können, da bekanntlich die Schwierigkeiten, dasselbe wieder zu Tage zu bringen, zuweilen gar nicht zu überwinden sind.“ „Wenigstens ein Theil dieser Schwierigkeiten ließe sich beseitigen, wenn man das Kabel so zu sagen zwischen zwei bekannten Wasserschichten in einer solchen Tiefe unter dem Meeresniveau zum Schweben bringen und gleichsam fix an derartigen Stellen anbringen könnte, an welchen es den Meeresströmungen, der Einwirkung der Meereswellen, der schwimmenden Eisblöcke, der Schiffe und überhaupt allen schädlichen äußeren Einflüssen entzogen wäre.Man vergl. polytechn. Journal (1865) Bd. CLXXVIII S. 359. Die herrschenden Annahmen bezüglich der Tiefe derjenigen Wasserschichte, auf welche derartige Einwirkungen sich nicht mehr erstrecken, weichen wesentlich von einander ab; manche Autoren nehmen als äußerste Grenze hierfür eine Tiefe von 15 Metern an, andere 30–40 Meter, und von mehreren wird sogar behauptet, daß die Meeresströmungen sich auf eine Tiefe von mehr als 100 Metern noch erstrecken können. Da wir keine sicheren Anhaltspunkte zur endgültigen Entscheidung dieser Frage haben, so dürfte es zulässig seyn, um die Ideen zu fixiren, einstweilen anzunehmen, daß eine Tiefe von 30 Metern, in welche das Kabel zu versenken ist, ausreiche, um dasselbe wenigstens gegen derartige Strömungen und störende Wirkungen zu schützen, welche seine örtliche Lage merklich und bleibend verändern könnten. Von dieser Hypothese gehen wir nun aus, um zu untersuchen, wie die Möglichkeit gegeben werden könne, ein Telegraphenkabel zwischen zwei Wasserniveaux von bekannter Tiefe unter der Oberfläche schwebend zu erhalten, ohne daß es mehr eine Ortsveränderung annehmen kann. – Das vorliegende Problem könnte offenbar nur auf zweierlei Art gelöst werden. Bei der ersten Art müßte man von dem Principe ausgehen, das Kabel selbst möglichst leicht anzuordnen; bei der zweiten Art aber ist das Princip zu Grunde zu legen, das Kabel in gewissen und bekannten Abständen mit schwimmenden Supports, nämlich mittelst Bojen in der Art zum Schweben zu bringen, daß es gleichsam wie eine über der Erdoberfläche ausgespannte Telegraphenleitung mittelst seiner schwimmenden Stützen als aufgehängt erscheint. Ein nach dem ersten Principe einzuhaltendes Verfahren dürfte wohl kaum zu einem erklecklichen Ziele führen; denn, wäre das Kabel ein wenig leichter als das Wasser, so würde es eben auf diesem schwimmen; wäre es etwas schwerer, so würde es nach und nach aus den Meeresgrund sinken; und würde endlich sein Gewicht gerade so groß seyn, als das Gewicht der Wassermenge, welche es in der genannten Schichte verdrängt, so würde es sich gleichsam in einem Zustande indifferenten Gleichgewichtes befinden, aus welchem es durch die geringsten Einwirkungen in irgend eine andere Lage versetzt werden könnte, ohne daß es ein Bestreben zeigt, in seine frühere normale Lage wieder zurückzukehren. Das Princip hingegen, das Kabel zwischen zwei Wasserschichten von bekannter Tiefe unter der Meeresfläche mittelst schwimmender Stützen schwebend zu erhalten, scheint einer praktischen Anwendung fähig zu seyn, und wir wollen daher die weiteren Mittel, welche zur Ausführung dieses Verfahrens dienen könnten, näher untersuchen.“ Seine Untersuchung zerlegt nun der Verfasser in zwei Abtheilungen. In der ersten Abtheilung untersucht er die Umstände und Bedingungen, welche bei der Auslegung des Kabels berücksichtigt werden müssen, damit seine relative Festigkeit und Dauer den Anforderungen entsprechen; der zweite Theil seiner Betrachtungen bezieht sich auf die Anordnung der Schwimmer selbst und ihrer Verbindungsweise mit dem Kabel. Die Untersuchungen der ersten Abtheilung beschränkt er auf die Frage, wie groß die Spannweite der einzelnen Stücke des auszulegenden Kabels seyn müsse, damit dasselbe durch sein eigenes Gewicht keine molecularen Aenderungen erleidet. Würde das Gewicht des Kabels nur gering seyn, so könnte man bedeutende Spannweiten oder Distanzen der Punkte desselben, an welche die Bojen angehängt werden müssen, wählen; andere Rücksichten aber erfordern, daß dasselbe mit Eisen- oder Stahldraht-Umhüllungen versehen werde u.s.w., wodurch das Gewicht des laufenden Meters natürlich sehr bedeutend ausfällt, und es sey daher zunächst zu erörtern, welches die günstigste Spannweite bei einem Kabel von gewöhnlicher Anordnung, wenn dieses in der genannten Weise ausgelegt würde, seyn dürfte; würde man hierbei auf Resultate kommen, die für die Praxis nicht anwendbar sind, so hätte man auf Mittel zu sinnen, um dasselbe beim Auslegen so anzuordnen, daß es die möglich größten Spannweiten zulasse, ohne daß seine relative Festigkeit etc. dabei alterirt wird. Für beide Fälle geht nun der Verfasser von der Annahme aus, daß das Kabel an allen Stellen gleichen Querschnitt und daß gleiche Längen desselben auch gleiches Gewicht haben. Unter dieser Voraussetzung werde dann die ideelle Achse des Kabels, wenn dasselbe an irgend zwei Stellen unterstützt wird, eine gemeine Kettenlinie bilden, und beide Probleme lassen sich daher auf die Bestimmung der günstigsten Spannweite, des Parameters etc. der Kettenlinie zurückführen, wenn die Spannung an den Stützpunkten bekannt ist. Für die Erörterung des erwähnten ersten Falles legt der Verfasser die Anordnung des Tiefseekabels zu Grunde, welches im Jahre 1861 von Port-Vendres nach Algier über Mahon geführt wurde und zwei Jahre lang in Thätigkeit war. Dasselbe hatte als Kern einen aus 7 einzelnen Drähten geflochtenen Kupferdraht von 2 Millimeter Gesammtdurchmesser, der vierfach mit Gutta-percha umpreßt und hierauf mit 4 Lagen der Chatterston'schen Composition bedeckt war, so daß der Durchmesser des isolirten Drahtes 9 1/4 Millimeter betrug; außer der Umspinnung mit getheertem Wollgarn war das Kabel von 10 Stahldrähten zu 2 Millimeter Durchmesser eingehüllt, so daß der Gesammtdurchmesser des Kabels 22 Millimeter betrug; der laufende Meter wog in der Luft 0,62 Kilogr. und im Wasser 0,3 Kilogr. Berücksichtige man nun die größte Tragfähigkeit, welche dieses Kabel bei einem Querschnitte von 13,4 Quadratmillimetern der gesammten Stahldrähte zuließ, ohne irgendwie alterirt zu werden, so könne man hierfür eine Spannkraft, welche jeder der Unterstützungspunkte mit Sicherheit zu erleiden vermag, von 565 Kilogr. annehmen. Indem nun der Verfasser von diesem Elemente ausgeht, berechnet er unter Benutzung der Gleichung der Kettenlinie y = 1/2 h [ex/h + e–x/h] die Elemente von 6 Kettenlinien, von denen jede an den beiden Stützpunkten die genannte Spannung hat, und bei welchen beziehungsweise das Verhältniß aus der halben Spannweite und dem Parameter angenommen wurde zu: 1; 0,7; 0,5; 0,4; 0,2. Unter den auf diese Weise erhaltenen Kettenlinien (Fig. 3), bei welchen die Spannweiten zu aa' = 2436; bb' = 2100; cc' = 1667; dd' = 1390; ee' = 1080; ff' = 737 Meter gefunden wurden, wählt er nun diejenige aus, bei welcher der Widerstand an allen Stellen nahezu als derselbe sich darstellt, und als solche erscheint die vierte, bei welcher die Spannweite nahezu 1400 Meter ausmacht. Ein derartiges Kabel würde wie das Algier'sche von 750 Kilometer Länge etwa 535 Stützpunkte, also auch eben soviel Bojen bei seiner Auslegung erfordern, während ein Unterseekabel von Europa nach Amerika, wie etwa von Lissabon nach Cap Race z.B. über die Azoren bei einer Länge von 3800 Kilometern nicht viel weniger als 2700 Stützpunkte, also auch ebenso viele Schwimmer haben müßte, um in einer verlangten Tiefe unter dem Meere unverändert in seiner Lage zu verharren. Eine derartige Anordnung lasse sich also für lange Unterseelinien aus mancherlei nahe liegenden Gründen nicht benutzen, auch wenn man selbst als Maximum eine Spannweite von 1500 Metern annehmen würde. Hingegen sey es dennoch möglich, selbst mit Beibehaltung von relativ geringen Spannweiten lange Unterseelinien in der angedeuteten Weise auszulegen. Es reiche hierzu aus, unter Beibehaltung der bisherigen Anordnung des Kabels in passender Weise sein Gewicht im Wasser zu verkleinern. Nehmen wir nämlich einstweilen an, daß das Gewicht des laufenden Meters im Wasser anstatt 300 Gramme nur 10 Gramme betrage, so erhält man unter Beibehaltung der früheren Tragfähigkeit des Kabels beispielsweise für 4 Kettenlinien, bei denen das Verhältniß aus der halben Spannweite und dem Parameter beziehungsweise 0,03; 0,02; 0,01 und 0,005 wäre, die in Fig. 4 (im Maaßstabe von 1/660000) dargestellten Kettenlinien, bei welchen die Spannweiten A'A = 32440; B'B = 22156; C'C = 11242 und DD' = 5642 Met. betragen, und denen die Pfeile 2443 Met., 1108 Met., 281 Met. und 71 Met. angehören würden. Würde man eine Kettenlinie von der Spannweite 10000 Meter wählen, so würde die größte Eintauchungstiefe zwischen 250–260 Meter betragen, und da jedes solche Kabelstück nur etwa 10040 Meter lang wäre, so würde man mit 50 Schwimmern für ein Kabel, das Frankreich mit Algier verbindet, und beiläufig mit 380 für ein transatlantisches Kabel zwischen Europa und Amerika ausreichen, abgesehen davon, daß diese Zahlen noch zu groß wären, weil die Küstenkabel keine solchen Stützen erfordern. Um aber das Kabel in der angedeuteten Weise leichter zu machen, ohne dasselbe in seiner Construction zu alteriren, würde es ausreichen, unter allen noch außerdem möglichen Anordnungen etwa die zu wählen, daß man von je 200 zu 200 Meter einen Korkcylinder von 80 Litern Kubikinhalt oder eine Korkkugel von etwa 53 Centimetern Durchmesser anhängt, was weder mit großen Schwierigkeiten, noch mit beträchtlichen Kosten verbunden wäre. Die Gestalt eines solchen Kabels würde dann, wenn es einstweilen bloß durch diese einfachen Bojen belastet würde, etwa wie in Figur 5 (im Maßstabe von 1/300000 dargestellt), der Linie gegenüber, bei welcher es mit Berücksichtigung seiner Tragfähigkeit durch Bojen auf die Spannweite von je 10000 Metern gebracht würde (welche hier punktirt angedeutet ist) sich zeigen. In ausführlicher Weise behandelt der Verfasser den zweiten Theil seiner Untersuchung, der sich auf die Anordnung der schwimmenden Träger selbst, in ihrer Verbindung mit dem Kabel bezieht. In welcher Weise hierbei eine solche Boje für sich eingerichtet werden will, das sey im Allgemeinen gleichgültig; man könne hierfür hohle, mit Luft gefüllte Reservoire oder massive Gestalten, die im Wasser schwimmen etc., wählen. Die eigentliche Schwierigkeit bestehe in der Anordnung, die Bojen in einer gewissen Tiefe schwimmend zu erhalten; denn wenn sie bloß auf der Meeresoberfläche zu verbleiben hätten, um das Kabel in einer vorgeschriebenen Tiefe zu erhalten, so würde die Einrichtung in einfacher Weise ausgeführt werden können; aber bei einer derartigen Anordnung könnte man eben nicht versichert seyn, daß sie in horizontaler Beziehung ihre Lage nicht verändern oder stets auf einer und derselben Linie verbleiben würden. „Nehmen wir zunächst den einfachen Fall an, daß die Bojen mit einer Art Anker versehen werden können und dabei noch eine solche Steigkraft besitzen, daß sie das Kabel in der verlangten Tiefe erhalten können. Man würde dann vorerst unter Berücksichtigung aller Umstände das Volumen eines solchen Ballons berechnen und jeden mit einem Anker, wofür übrigens eine einfache Ankerplatte ausreichen würde, in passender Weise verbinden, und das Kabel würde dann in der verlangten Wasserschichte verbleiben.“ Zur Verbindung der Boje mit der Ankerplatte könnte man nun entweder eine Metallschnur oder besser ein getheertes Hanfseil, das mit einem mit Gift versetzten Firniß zum Schutze gegen die Einwirkung der Seethiere versehen ist, in Anwendung bringen – was, nebenbei gesagt, in letzterer Zeit in England für den Schutz der Telegraphenkabel überhaupt in Vorschlag gebracht wurde –; nur müßte hierbei das Verbindungsseil nahezu dasselbe Gewicht haben, wie das von ihm verdrängte Wasser, damit die Steigkraft der Boje nicht vermindert werde. Eine derartige Anordnung (Fig. 6) könnte sowohl in Seichtwasser, als auch in tiefem Wasser benutzt werden, nur setzt dieselbe voraus, daß sie für Meeresstrecken verwendet werde, in welchen bedeutende Strömungen nicht auftreten. Ein anderes System schwimmender Supporte, welches jedenfalls in einem Meere ohne Strömungen, da es einen Ankergrund als erforderlich niemals voraussetzt, sich besser eignen würde, als das vorige, könne darin bestehen, daß (Fig. 7) das Kabel mittelst einer kugelförmigen großen Boje, die etwa 30 Meter unter der Wasserfläche eintaucht, oberhalb dieser Boje im Wasser erhalten bleibe. Um die Gleichgewichtslage, sowie die Größe der Steigkraft dieser Boje zu verstärken, müßte in einer Verticalen mit derselben, eine secundäre Boje, die auf der Meeresoberfläche schwimmt, mit ihr verbunden werden; diese Schwimmer würden gleichzeitig die Spuren der Kabelstrecke bezeichnen. Um dafür zu sorgen, daß die Stöße, welche diese Schwimmer durch die Wellenbewegung an der Meeresoberfläche selbst erfahren, sich nicht bis zur Hauptboje fortpflanzen können, oder wenigstens nur langsam diese erreichen, müßte man in das Tau, welches den Schwimmer mit der Hauptboje verbindet, einen oder mehrere Federballen einschalten, die hier dann eine ähnliche Rolle einzunehmen hätten, wie die Buffer bei den Eisenbahn-Waggons. Die Dimensionen der Hauptboje würden sich dann leicht, wenn bestimmte Voraussetzungen gemacht werden, berechnen lassen. Wenn z.B. angenommen wird, daß wie in der oben angegebenen Weise durch kleine, in Zwischenräumen von 200 Metern angebrachte Korkbojen, das Gewicht des laufenden Meters vom Kabel auf 10 Gramme reducirt wäre, die Distanz der Stützpunkte, an welchen die Hauptbojen anzubringen wären, 10 Kilometer, die Länge eines jeden Kabelstückes 10040 Meter und das Gewicht desselben im Wasser 100,4 Kilogramme wäre, so hätte man den Durchmesser der mit Luft gefüllten Hauptboje, dieselbe mit dem Gewichte des anzuhängenden Zugehöres im Wasser zu beiläufig 40 Kilogrammen gerechnet, etwa zu 75 Centimetern anzunehmen. Nicht vergessen dürfe hierbei werden, daß zur Conservirung der Boje erforderlich sey, die Luft, mit welcher die Kugel gefüllt wird, soweit zu comprimiren, daß sie dieselbe Spannkraft besitzt, die sie annehmen würde, wenn sie außer dem Luftdrucke einem Wasserdrucke von 30 Metern Höhe noch ausgesetzt wäre, der beiläufig 4 Atmosphären oder besser 4,12 Kil. per Quadratcentimeter Oberfläche beträgt. Benutzt man hierfür eine kupferne Hohlkugel, wobei die Dichte des Kupfers 7,7 beträgt, so müßte die Wanddicke dieser Kugel beiläufig 2 Millimeter, also ihr Gewicht 27,225 Kilogramme seyn; es würde daher immer noch eine verfügbare Steigkraft von beiläufig 13 Kilogrammen übrig bleiben. Zweckmäßiger erscheint es übrigens, das Gewicht der Boje etwas geringer zu nehmen, da man dasselbe nach den geeigneten hierbei anzustellenden Versuchen durch Anhängen von Ballast vergrößern könnte, wenn dieß als nothwendig erscheint. Die in Fig. 7 dargestellten Anordnungen zeigen die Einrichtungen des ganzen Systemes für einen Träger in 1/60 der wirklichen Größe. Die allgemeine Anordnung ist schematisch beiläufig in einem Maaßstabe von 1/7500 in Fig. 8 dargestellt unter Voraussetzung von Kettenlinien von 10 Kilometern Spannweite etc. Hierbei ist angenommen, daß von der Küste ab der Meeresgrund sanft abfalle, so daß in einer Entfernung von 2 Kilometern von der Uferstelle die Tiefe etwa 100 Meter beträgt. An einer passenden Anfangsstelle wird nun in sicherer Weise mittelst Anker etc. das Küstenkabel festgelegt, und an das Ende des letzteren der Anfang des schwimmenden Kabels in fester Weise und so angelöthet, wie es die vorausgesetzten Spannungen an den fixen Punkten der Kettenlinien, welche das Kabel bilden soll, erfordern; der erste Kettenbogen wird nun mit der nächsten Boje, die 30 Meter unter dem Wasserniveau sich befindet, verbunden, so daß die Verbindungsstelle wieder die gehörige Festigkeit darbietet u.s.w. Am Schlusse seiner Betrachtungen bemerkt der Verfasser unter Anderem, daß es wünschenswerth sey, für derartige Einrichtungen, wo es sich um ein schwimmendes Kabel handle, die Drahtumhüllungen bei der Fabrication des Kabels wegzulassen; hingegen den Leitungsdraht in passender Weise, wie dieß schon mehrfach von anderer Seite vorgeschlagen worden ist, in ein Drahtgeflecht einzuhüllen, bevor derselbe mit den Isolatoren umpreßt wird. Eine sehr wichtige Sache sey es ferner, das Kabel so anzuordnen, daß das Ansetzen von Muscheln u. dgl., wodurch sein Gewicht nach und nach beträchtlich vermehrt wird, von vornherein verhindert wird, und wenn dieß nicht geschehen könne, eine größere Spannkraft schon bei der Auslegung anzunehmen, um einigermaßen solchen Zufälligkeiten vorzubeugen. Außerdem erscheine es nunmehr als nothwendig, durch directe Versuche, die etwa zunächst im Hafen von Toulon oder zu Brest zum Zwecke des Studiums aller Einzelheiten für das Kabel und seine Suspensionsvorrichtungen ausgeführt werden könnten, hierauf durch ausgedehntere an einer kurzen maritimen Strecke, wie von Quiberon nach Belle-Isle oder von St. Jean nach Ile-Dieu, festzustellen, welches die zweckmäßigsten Anordnungen bezüglich der Ausführungen aller Operationen u.s.w. seyn könnten. Eine nach diesen Erfahrungen angestellte Probe auf einer längeren Linie, z.B. von Nice nach Calvi könnte dann bestimmte Instructionen für den Bau derartiger submariner Telegraphen ergeben. Schließlich bemerkt der Verfasser, daß gegenwärtig ein bedeutender Constructeur zu Bordeaux damit beschäftigt sey, nach den im Vorstehenden entwickelten Ideen ein „câble-flottant-extensible“ seiner Erfindung für die Anwendung zur Ausführung zu bringen.