Heliograph và đèn Aldis: gửi tin bằng chớp sáng của gương và đèn

Heliograph là gương phản chiếu ánh nắng, có cơ cấu làm chớp tắt để gửi tin bằng chấm và gạch; đèn Aldis là đèn pha cầm tay có cửa chớp, dùng trên tàu biển để nháy tín hiệu giữa các tàu và với bờ. Cả hai dựa trên một ý tưởng: ánh sáng đi theo đường thẳng, rất xa, im lặng, và chỉ người đứng đúng hướng mới thấy. Heliograph gần như đã nghỉ hưu, nhưng đèn tín hiệu ban ngày vẫn là thiết bị bắt buộc trên nhiều tàu biển hôm nay.

Vì sao gửi tin bằng ánh sáng

Trước khi có vô tuyến, muốn báo tin qua một thung lũng, một eo biển hay giữa hai con tàu, người ta có ba lựa chọn: cử người đi, dùng âm thanh, hoặc dùng thứ nhìn thấy được. Âm thanh như tù và, trống, chuông chỉ đi được một quãng ngắn và mang ít thông tin. Thứ nhìn thấy được như cờ, khói, tháp cánh tay thì đi xa hơn nhưng cần trời sáng và người nhìn phải có ống nhòm.

Ánh sáng chớp tắt có hai điểm mạnh. Thứ nhất, nó sáng hơn nền xung quanh rất nhiều, nên thấy được ở khoảng cách mà một lá cờ chỉ còn là chấm nhỏ. Thứ hai, chớp dài và chớp ngắn ghép lại thành mã Morse, nghĩa là gửi được bất kỳ chữ nào, chứ không chỉ vài tín hiệu đã hẹn.

Heliograph: gương và mặt trời

Heliograph nghĩa đen là "viết bằng mặt trời". Thiết bị gồm một hoặc hai tấm gương tròn đặt trên giá ba chân, một thước ngắm để chỉnh hướng tia sáng đúng vào trạm bên kia, và một cơ cấu tạo chớp. Có loại nghiêng gương rất nhẹ để tia sáng lướt qua lướt lại, có loại đặt một cửa chớp phía trước đóng mở.

Mẫu heliograph được dùng rộng rãi trong thế kỷ 19 gắn với tên Henry Christopher Mance, một người Anh làm việc cho ngành điện báo ở Ấn Độ, người thiết kế loại có cơ cấu nghiêng gương vào khoảng cuối thập niên 1860. Từ đó heliograph được các lực lượng ở Ấn Độ, châu Phi và vùng khô hạn miền Tây nước Mỹ dùng để liên lạc giữa các đồn xa nhau.

Đi xa tới đâu

Tầm của heliograph phụ thuộc vào kích thước gương, độ trong của không khí và việc hai trạm có nhìn thấy nhau không. Ở điều kiện thường, vài chục km là khoảng cách quen thuộc. Ở vùng núi khô, trời trong như miền Tây nước Mỹ, đã có những lần liên lạc được ghi nhận vượt quá một trăm km. Chính vì cần nắng gắt và không khí khô, heliograph phát huy ở sa mạc và cao nguyên, còn ở vùng nhiệt đới ẩm nhiều mây thì kém hiệu quả.

Ưu và nhược

• Ưu điểm: không cần điện, không cần pin, không cần dây. Thiết bị nhẹ, mang được trên lưng ngựa. Tia sáng hẹp nên người đứng lệch hướng không thấy, khó bị nghe trộm.
• Nhược điểm: chỉ chạy khi có nắng. Mặt trời di chuyển nên phải chỉnh gương liên tục. Hai trạm phải nhìn thấy nhau, đồi núi ở giữa là đứt. Tốc độ gửi chậm vì dùng Morse bằng tay.

Đèn Aldis: tín hiệu ánh sáng trên biển

Đèn tín hiệu trên tàu biển có từ khi tàu có đèn mạnh. Cái tên Aldis gắn với Arthur Cyril Webb Aldis, người Anh, người thiết kế loại đèn cầm tay đầu thế kỷ 20 có một dãy lá chắn như mành cửa chớp phía trước. Bóp cò thì lá chắn mở, buông ra thì đóng. Cách làm này cho chớp sắc gọn hơn nhiều so với bật tắt bóng đèn, vì dây tóc bóng đèn cần thời gian để sáng lên và tắt hẳn.

Đèn có ống ngắm phía trên để chĩa đúng vào tàu nhận. Ban ngày người ta dùng đèn công suất cao, ban đêm thì đèn nhỏ hơn cũng đủ thấy. "Đèn Aldis" về sau thành tên gọi chung cho loại đèn tín hiệu cầm tay trên tàu, giống như nhiều tên thương hiệu khác thành danh từ chung.

Vì sao tàu vẫn mang đèn khi đã có vô tuyến

Ngày nay mọi tàu biển đi quốc tế đều có vô tuyến VHF, vệ tinh và nhiều thiết bị điện tử khác. Dù vậy, Công ước quốc tế về an toàn sinh mạng trên biển (SOLAS) vẫn yêu cầu nhiều loại tàu mang đèn tín hiệu ban ngày. Lý do đơn giản: khi mọi thiết bị điện tử hỏng, đèn chạy pin vẫn còn. Đèn cũng hữu ích khi cần gọi một tàu cụ thể mà không làm ồn kênh vô tuyến chung, hoặc khi tàu kia không trả lời trên sóng.

Trên biển còn có những tín hiệu ánh sáng đơn giản mà người đi tàu nào cũng nên biết: năm chớp ngắn liên tiếp bằng đèn, đi kèm hoặc thay cho năm tiếng còi ngắn, theo luật tránh va trên biển mang nghĩa "tôi không hiểu ý định của anh" hoặc nghi ngờ tàu kia không đủ hành động để tránh va chạm.

So sánh các cách gửi tin bằng thị giác

Gương tín hiệu trong túi cứu sinh

Hậu duệ đơn giản nhất của heliograph đang nằm trong nhiều bộ dụng cụ cứu sinh: gương tín hiệu nhỏ có lỗ ngắm ở giữa. Người gặp nạn giơ gương lên, nhìn qua lỗ ngắm về phía máy bay hoặc tàu, rồi nghiêng gương để chấm sáng phản chiếu rơi đúng vào mục tiêu. Chớp gương trong ngày nắng có thể thấy được từ rất xa, xa hơn nhiều so với vẫy áo hay vẫy tay.

Gương tín hiệu là đồ dùng của người đi biển, đi rừng, đi núi, và đội tìm kiếm cứu nạn đều biết để ý những chớp sáng bất thường. Người mang theo nên tập dùng trước ở nơi an toàn, vì nhắm cho chấm sáng trúng một điểm ở xa khó hơn tưởng tượng. Tuyệt đối không chiếu gương hay đèn mạnh vào buồng lái máy bay, xe cộ hay mắt người khi không có tình huống khẩn cấp, vì có thể gây loá mắt nguy hiểm.

Góc nhìn hôm nay: ánh sáng vẫn là kênh dự phòng

Bài học từ heliograph và đèn Aldis là giá trị của một kênh dự phòng không phụ thuộc hạ tầng. Trong điều phối, người ta luôn hỏi: nếu kênh chính mất, còn gì? Với tàu biển, câu trả lời vẫn là cờ hiệu và đèn. Với đội cứu hộ trên núi, có thể là còi, đèn pin và gương. Những thứ đơn giản này không thay được bộ đàm, nhưng chúng còn chạy khi mọi thứ khác tắt.

Người muốn xem tận mắt có thể tìm tới các bảo tàng hàng hải, nơi thường trưng bày đèn tín hiệu tàu và bộ cờ hiệu. Một số bảo tàng về lịch sử viễn thông và bưu điện trên thế giới còn giữ heliograph trong bộ sưu tập. Ở Việt Nam, các bảo tàng có phần trưng bày về nghề biển và thông tin liên lạc là nơi tốt để bắt đầu.