テスラの塔。 パイクスピーク、ウォーデンクリフ、ワイヤレス電力伝送
テスラのような天才でさえ、製品成功のための市場ルールから逃れることはできなかった。 8021>
ニコラ・テスラは、有線配電の発明の結果、有名になりました。 彼は、成功する製品はいち早く市場に投入され、経済的なサービスを提供し、開発には十分な資金が必要であることを知っていた。 技術的な課題はすべて克服した。
テスラはコロラド州パイクスピークの研究所で何を発見し、自分の破壊的技術がうまくいくと考えたのだろうか。
送電塔
ニューヨーク州ショーハムのジェームズ・ウォーデンのリゾート、ウォーデンクライフ・オン・サウンドの近くに建てられたウォーデンクライフ・タワーは、もともと無線電力伝送に使われる予定ではなかったんだ。 当時、グリエルモ・マルコーニがオーシャンライナーからヨットレースの結果を送信していたため、J.P.モルガンはこれを無線通信システムに対する投資の一部として使用するつもりでした。 レース結果やニュースをアメリカからロンドンに送ることが、次のステップになると考えたモーガン。
実験時代
1899年、テスラがコロラドで実験している間、マルコーニはイギリスとアメリカで無線ラジオのデモンストレーションを精力的に行っていた。 ニューヨーク・ヘラルド紙がマルコーニを招き、その年にニューヨークで開催される国際ヨットレース「アメリカズカップ」のレポートを依頼した。 一方、テスラはコロラド州パイクスピークに実験用の土地と電力を約束されていた。
テスラがコロラドに移住したとき、彼はすでに有名人になっていた。 1893年にシカゴで開催された世界コロンビア博覧会では、ジョージ・ウェスティングハウスと共同で電力と照明を提供し、交流（AC）の可能性を示すことに成功したのである。 1896年に再びコンビを組み、ナイアガラの滝に水力発電所を提供した。
テスラの交流多相電力は、今日私たちが当たり前に使っている有線電力システムのデファクトの配電である。
テスラの特許を頼りに、ウェスティングハウスは機器、列車、都市に豊富な電力を供給することができ、今日の電力インフラの多くの基礎を築いた
ニコラ・テスラ、パイクピーク研究室にて。 画像提供：Wellcome Library
Tesla and Wireless Power Transmission
自ら設計に携わった発電機や配電システムの成功にもかかわらず、テスラはワイヤレス電力伝送に関心を持っていました。 ハインリッヒ・ヘルツがマクスウェルの方程式として知られる彼の理論を確認したのは、そのわずか11年前の1888年のことだった。 テスラは、自分の変圧器が電力を供給することもできると期待した。 テスラは、1897年に提出した変圧器の特許申請書の中で、これは実際には “エネルギーを長距離にわたって伝送する “ための装置であると述べている。 もしテスラが成功すれば、電力流通は人類の歴史上、完全に革命化されたであろうことに注意。
テスラは、自然の雷がどのように作用し、場合によっては地上をどのように移動するかを観察することができた。 テスラは、自然の雷がどのように作用し、どのように地上を移動するかを観察することができました。 彼は変圧器を使って実験を行い、アークや放電がどのように反射されるかを観察しました。 小さなテスラコイルからの放電でさえ、パイクスピークでは魅力的だったでしょうが、テスラは小さなコイルは作りませんでした！
テスラのコロラドの研究所には、これまでに作られた最大のコイルの1つがあったのです。 研究室からの放電は何マイルにもわたって見ることができた。 テスラの実験が十分に宣伝されたため、ゼネラル・エレクトリック社を設立した合併の責任者である金融業者のJPモルガンがテスラの会社に投資し、テスラを東海岸に呼び戻し、ウォーデンクリフ・タワーに取り掛かるための資金を提供したのです」
この動きから、モルガンは無線通信会社に資本参加していることがわかります。 これは、当時彼が投資していた他のすべての産業を補完するものであった。 テスラの評判とテスラが提示した内容から、二人はテスラのシステムがマルコーニのシステムを凌駕することを確信していた。 1901年3月、モーガンはテスラと無線通信システムの契約を結んだ。
現代のテスラコイル実験の一例
ワーデンクリフ塔とマルコニの業績
テスラは直ちにシステムの開発に着手し、土地を確保し、塔を建てることにした。 8021>
そして同年12月、マルコーニはモールス信号の文字「S」を大西洋に送信し、世界を驚かせた。 8021>
マルコーニがすでに無線通信の革命的な進歩を主張していたため、テスラは、将来の投資家がマルコーニの技術で同じことを達成できるなら、自分の無線通信システムに興味を示さないだろうと気づいたのである。 テスラはまた、マルコーニがテスラの特許を持つ機器を使用しているのではないかと疑っていたが、その問題を追及する資金がなかった。 彼の目標は、タワーが完全なシステム、つまり電力と通信の統合ハブになることだった。
モーガンは、（1）自分が投資した通信システムが構築されないこと、（2）再設計されたシステムははるかにコストがかかることを知り、不満に思った。 不安のパーフェクト・ストームの中で、モルガンは1901年の経済パニックに巻き込まれ、5月に株式市場が暴落した。 そして、その年の9月にマッキンリー大統領が暗殺された。 テスラとの契約から数カ月で、金融全体の流れが変わってしまったのだ。 モルガンはテスラからの出資要請を断り、二人の関係は円満には続きませんでした。
それまでテスラとマルコーニの関係がどうであったにせよ、1909年にマルコーニ（カール・フェルディナント・ブラウンと共）がノーベル物理学賞を受賞すると、争いに発展しました。 テスラとマルコーニの関係は、1909年にマルコーニがカール・フェルディナンド・ブラウンとともにノーベル物理学賞を受賞したことから、特許をめぐる争いや反論が相次ぎ、訴訟沙汰に発展した。
しかし、テスラはコロラドの研究所で何を学び、ウォーデンクライフにワイヤレスで電力を供給できると確信したのでしょうか？
Lessons from Pikes Peak
コロラドのテスラの研究所には、銅球を乗せたセンターマストがあり、高さは142フィートでした。 8021>
変圧器部分には、直径50フィート以上と言われる巻線がありました。 テスラは大きな電気アークを発信したり、周囲の地面を感電させることができました。 テスラの観察と実験により、次のような結論が導き出された。 地球を電気化することで、電気エネルギーを伝達する手段を得ることができる。
テスラのアイデアには背景があった。 1872年、マーロン・ルーミスとウィリアム・ヘンリー・ウォードが、大気電気と信号を伝達する大気電気層について特許を申請していたのです。 大量の電気を供給するために彼の変圧器を使い、地球と電離層が伝導層として機能することで、適切な受容体と接地を持つどんな住宅や建物も、送電網によって供給される分岐となることができたのです。
Graphical representation of Wardenclyffe Tower
How Did Tesla Do?
1915年に出版された翻訳版『Wireless Telegraphy』で、Jonathan Zenneck博士は地球表面での電磁波フィールドを論じた。 8021>
ドイツの物理学者Winfried Otto Schumannは、地表と電離層の間の空洞に電磁定在波が存在することを予言した。 1954年、この理論が確認された。 この「シューマン共振」は、基本周波数7.83Hzで発生することが判明した。
これらの発見は、テスラがパイクスピーク研究所で目撃し、探求した現象についての理解が実証されたことを示している。 その疑問はまだ議論されている。 ある意味では、タワーは失敗ではなかった。 テスラは、コロラドの実験結果について、記録を残すよりも記憶に頼っていたため、大雑把なメモしか残していない。 しかし、パイクスピークのタワーを建設するためには、計画や必要な設備、申請した特許などを記録し、将来の研究者のために痕跡を残さなければならなかったのです。
要旨
テスラは、電気と配電に関する知識を、今日でも私たちが恩恵を受ける方法で進歩させました。 誘導モーター、蛍光灯、交流電力に関する彼の実験は、私たちの技術的な状況の基礎を形成しています。
今日、無線電力に関する彼のビジョンは、ほんの少ししか実現されていません。 テスラの塔は彼が望んだようには実現しなかったが、塔の準備のために計画や特許を文書化したため、私たちは彼の描いた豊かな電力のある世界を見ることができる
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