Рождество в том году не было для Кэтрин счастливым событием, несмотря на обычные усилия, предпринимаемые для семейного веселья, или, возможно, благодаря им. Она ощущала себя пойманной в ловушку. Хотя муж и дети были ей дороги, и обычно радовало ее окружение, казалось, что важнейшая часть жизни отсутствует. Она чувствовала это, задавая себе главный вопрос: разве стоило жить просто ради постепенного распада?
На другой день после Рождества она написала Тесле: «Несколько раз я пыталась поблагодарить вас за розы. Они передо мой, когда я сейчас пишу вам, такие сильные, превосходного цвета... Когда я вам пишу, мне всегда надо делать несколько попыток, так как я просто не могу выразить то, что хотела бы. Я совершенно не собиралась быть суровой прошлым вечером. Просто я была разочарована. Я очень скучала по вам и хотела узнать, неужели так будет всегда, и смогу ли я привыкнуть не видеть вас. Тем не менее, приятно слышать, что вы хорошо себя чувствуете, счастливы и процветаете. Самые добрые пожелания и поздравления с Новым годом, мой дорогой друг» [6].
Обычно, когда Тесла отвечал, он пытался поднять настроение Кэтрин, дружески распекая ее. Но ему удалось лишь стать жестокосердным, рассказав, что он встретил ее сестру, и что, с его точки зрения, она выглядит гораздо более милой и очаровательной, чем Кэтрин. После этого он вернулся к работе. После лекций 1893 года, во время которых он описал шесть основных требований для радиопередачи и радиоприема, он построил оборудование, которое могло действовать между его лабораторией и разными точками в Нью-Йорке. Пожар уничтожил всю эту аппаратуру и отбросил назад его исследования, но к весне 1897 года при финансовой помощи Адамса и сильной поддержке Вестингауза он был готов двигаться дальше.
В августе Тесла объявил в «Electrical Review» до того, как он зарегистрировал свои патенты, о том, что были проведены успешные эксперименты, но отчет в целом был осторожным и общим: уже сконструирован и передатчик, и приемник, который в отдаленных точках чувствителен к сигналам передатчика, несмотря на токи. И все это сделано при удивительно небольшом расходе энергии».
При нарушении «электростатического равновесия» в любой точке Земли, объясняло «Review», нарушение можно было определить с весьма протяженного расстояния, и таким образом «способы передачи сигналов и считывания сигналов становятся практически реализуемыми, как только становятся доступными конкретные инструменты». При практическом испытании, говорилось в сообщении, «Тесла действительно осуществил беспроводную связь на довольно большие расстояния... ему надо было только совершенствовать аппаратуру, чтобы достичь любых пределов...» [7].
Тесла проводил исследования с борта парохода, поднимаясь по реке Гудзон, удаляя приемник на 25 миль от своей новой лаборатории на Хьюстон-стрит. И это была только малая часть того, на что были способны его приборы.
Он подал на регистрацию основные патенты под № 645 576 и 649 621 2 сентября 1897 года, и они были утверждены в 1900 году. Позже, как мы отмечали, Маркони будет их долго оспаривать, но сначала Тесла подаст в суд на итальянца за нарушение патентного права [8].
В 1898 году он зарегистрировал свой патент № 613 809, который описывает радиодистанционное управление для применения в управляемых транспортных средствах. Это было еще одно впечатляющее применение беспроводной передачи. Он едва мог дождаться момента, чтобы показать публике не просто радио, или первое достижение автоматизации, но то и другое сразу.
Год назад, выступая с речью в Буффало по поводу использования энергии Ниагарского водопада, когда «Дженерал электрик» только закончила проведение своих линий, Тесла объявил, что он надеется увидеть осуществление своей самой смелой мечты, «а именно передачи энергии от станции к станции без использования какого-либо соединительного провода...» [9]. Важные гости — инженеры, промышленники, финансисты — слушали его со смешанными чувствами. Казалось, что этот одаренный сумасшедший собирается объявить все системы устаревшими, едва они входят в употребление, и как раз тогда, когда они обещают приносить прибыль. Но вскоре по всему миру газеты объявили, что он разработал оборудование, которое будет не только передавать энергию и информацию через Землю на расстояние 20 миль, но что он также смог отправить информацию по воздуху [10].
Тесла был столь уверен в своих разработках, что заявил — скоро будет возможна связь с Марсом.
Заявление было напечатано в «Electrical Review», в котором описывалось, что г-н Тесла изобрел аппарат, «способный производить электрическое напряжение, намного превышающее применяемое ранее», благодаря этому ток «может направляться на клемму, установленную на высоте, где разреженная атмосфера может легко проводить особый ток. В удаленной точке, где энергия будет применяться коммерчески, установлена другая клемма примерно на такой же высоте для притяжения и получения тока и направления его на Землю особым способом для трансформации и использования» [11].
Статья была иллюстрирована полосами, представлявшими электрическое напряжение в 2,5 млн. вольт, идущее из одной катушки. Другие публикации изображали огромные закрепленные воздушные шары, применяемые для установления клемм на требуемой высоте.
«Теперь Тесла предлагает, — продолжал «Electrical Review», — передавать без применения провода через естественную среду — землю и воздух — большие объемы энергии на расстояния в тысячи миль. Это кажется сном, сказкой из «Тысячи и одной ночи». Но выдающиеся открытия, которые сделал Тесла за несколько лет упорного труда, делают очевидным тот факт, что его работа вышла за рамки лабораторных экспериментов и готова к практической проверке в промышленном масштабе. Успех его усилий означает, что энергия таких источников, как Ниагара, станет доступной для любой части света, независимо от расстояния» [12].
В некоторых статьях, появившихся в это время, сообщалось об этом как о свершившемся факте. Статьи выходили под такими заголовками: «Тесла электрифицирует всю Землю». Майкл Пупин прочитал утверждение Теслы о возможности взаимодействия с Марсом и обратился с немой мольбой к святому покровителю сербов. Вместе с другими коллегами-учеными он удивлялся, что же будет дальше? Очень давно, еще будучи мальчиком-пастушком, когда он пас стада коров вдоль границы Сербии, он услышал о значимости Земли как проводника звукового резонанса. Он и другие мальчики ночью втыкали в землю свои ножи, засыпая, они прикладывали уши к лезвию. Малейший шум двигающихся коров или совершавших набеги на кукурузу румын тут же будил их.
Позже Пупин понял, что осциллятор, посылающий волны, будет действовать на большее расстояние, если заземлить его. Но заявление об отправке беспроводных сигналов на Марс казалось очевидной ерундой, «поскольку будет недостаточно акустического резонанса Земли, чтобы покрыть такие большие расстояния».
Однако подобные рассуждения не пугали Теслу, так как он построил оборудование, превышающее все, что существовало раньше. Он создал множество катушек Теслы, или высокочастотных трансформаторов, разнообразных форм и размеров, включая плоско-змеевиковый резонансный трансформатор, представлявший собой прекрасное развитие конструкции, при помощи которого он мог производить электродвижущую силу во много миллионов вольт.
Одна из главных проблем, связанных с аппаратурой высокого напряжения, — это потери энергии из-за коронарного разряда и других побочных разрядов, которые чрезвычайно ослабляют мощность и, в конечном счете, ограничивают максимальную производительность. Тесла предложил элегантное решение этих проблем.
Он разработал оригинальную конструкцию трансформатора, у которого вторичная обмотка с частями, заряженными до высокого потенциала, обладала существенной площадью, при этом обмотки были монтированы вдоль поверхностей очень больших радиусов кривизны на равных расстояниях одна от другой. Таким образом, обеспечивалась повсеместно небольшая плотность поверхностного электричества. Итак, была исключена возможность утечки, даже если проводник был неизолированный. Эта разработка была представлена в плоско-спиральной катушке.