Страница 44 из 74
В 1937–1939 годах В. Ф. Коваленко и Н. Д. Девятков изобрели клистрон нового типа — уже не пролетный, а отражательный. Здесь модуляцию электронного пучка осуществляет особое «зеркало», поворачивающее поток частиц вспять.
Наряду с «лампой морского прибоя» решающую роль в развитии радиолокации сыграл магнетрон. В нем электронный поток напоминает уже не «ручеек», а «водоворот», регулируется он не электрическим, а магнитным полем. Катод, сделанный в виде трубки, окружен здесь массивным металлическим футляром-анодом, в котором симметричной розеткой высверлены фигурные отверстия — резонаторы. В них электронными вихрями порождаются электромагнитные колебания. Опять-таки сверхвысокочастотные: подобно клистрону, магнетрон способен генерировать волны вплоть до миллиметровых.
Этот мощный многорезонаторный прибор, ставший образцом для его современных разновидностей, впервые сконструирован В. П. Илясовым в 1937–1939 годах. Одновременно свою схему такого же магнетрона предложили инженеры Н. Ф. Алексеев и Д. Е. Маляров. В 1940 году они подробно описали свое изобретение в открытой печати (англичане держали в строжайшем секрете подобные разработки, считая их не менее важными, чем создание атомной бомбы).
Аттестуя изобретение радара как величайшее достижение за последние полвека, Черчилль имел в виду его военное значение. Да, локатор помогал нашим союзникам и нам обезвреживать тучи огнехлещущей фашистской саранчи. Но разве на этом окончилась его миссия?
В 1944 году, когда незримый электромагнитный щуп участвовал в битвах на суше, на море, в воздухе, советские физики Л. И. Мандельштам и Н. Д. Папалекси уже думали о его мирной судьбе, о его космических маршрутах. Теоретическими расчетами они обосновали возможность лоцировать Луну, хотя эта надежда по тем временам казалась оторванной от реальной почвы, если не сказать — просто безумной: до нашего естественного спутника около 400 тысяч километров.
«Мир. СССР. Ленин»… Три дорогих нам слова. В ноябре 1962 года их принесли электромагнитные волны, отраженные Венерой. Впервые в мировой практике установлена радиотелеграфная связь с использованием «утренней звезды» в качестве зеркала.
«Англия. Радастра. Маклесфилд. Ловеллу. Будем работать по Венере 8 и 9 января с 11 до 14. Котельников». Буднично и лаконично: работать, вести исследования, устанавливая контакт через посредство планеты, а что, собственно, тут особенного? Такую телеграмму в начале 1966 года отправил академик Владимир Александрович Котельников, директор Института радиотехники и электроники АН СССР, профессору Бернарду Ловеллу, директору британской обсерватории Джодрелл Бэнк. Вскоре пришел ответ: «Москва. Аэлита. Сигнал от Венеры принят». Космический радиомост продолжает действовать.
Если вылить стакан кипятку в море с европейского берега, а потом зачерпнуть то же количество воды где-то у Кубы, удастся ли определить, как нагрелся Мировой океан? По расчетам члена-корреспондента АН СССР В. И. Сифорова, сигнал, даже самый мощный, вернувшись с Венеры, примерно в такой же степени растеряет свою энергию, постепенно растворится в шорохах вселенной, будет забит собственными шумами приемной аппаратуры. Чтобы выделить его, нужны архичувствительные приемники, остроумные радиотехнические схемы.
Не удивительно, что попытки лоцировать Венеру, предпринятые в 1958 году США и в 1959-м Англией, окончились неудачей. Но, может, их и не стоило продолжать? Какой, собственно, прок от этой затеи?
В 1957 году советский спутник открыл эру освоения вселенной. Автоматические станции отправились к далеким планетам. Между тем точность, с какой астрономам известны расстояния до ближайших небесных тел и вообще масштабы солнечной системы, не удовлетворяет сегодняшнюю космонавтику. Погрешность в 0,2 процента вроде бы невелика. А ведь она, если речь идет о дистанции между Землей и Венерой, оборачивается доброй сотней тысяч километров! При запуске с такой ошибкой промах гарантирован. Только «радиодальномер» способен выручить в создавшейся ситуации. Однако этим не ограничиваются выгоды от локации.
«М. В. Ломоносов открыл, что Венера окружена атмосферой, — говорится в энциклопедии. — Период вращения Венеры вокруг оси точно не установлен». Да потому и не установлен, что окружена, и не просто атмосферой, а «знатной» пеленой облаков. Оптические методы наблюдения тут вынуждены спасовать. Луч же радара пронзает облака и туманы. О чем он может рассказать?
Космическое эхо рассказало, например, что суточное вращение у Венеры происходит не так, как у Земли и прочих планет солнечной системы: несется-то она по околосолнечной орбите вперед, а вот кружится при этом не как шар, катящийся от вас по бильярдному столу, а назад (так противоестественно ведут себя иногда колеса автомобиля на киноэкране). Это открытие член-корреспондент АН СССР И. С. Шкловский считает выдающимся достижением астрономии. Что же касается периода вращения, то, по последним данным, он составляет 247 суток 8 часов.
Впервые наш радиолуч ушел в сторону «утренней звезды» 18 апреля 1961 года. А приняв от Венеры радиограмму-бумеранг «Мир. СССР. Ленин», переданную с Земли точками и тире азбуки Морзе, советские исследователи в 100 раз точнее определили основу всех измерений современных «звездочетов» — астрономическую единицу (среднее расстояние от Земли до Солнца).
В 1964 году за радиолокационные исследования Марса, Венеры и Меркурия удостоены Ленинской премии академик В. А. Котельников, доктор технических наук М. Д. Кислик, научные сотрудники Института радиотехники и электроники В. М. Дубровин, В. А. Морозов, Г. М. Петров, О. Н. Ржига, А. М. Шаховской, начальник лаборатории Государственного научно-исследовательского института Министерства связи СССР кандидат технических наук В. П. Минашин.
И снова бросок — теперь уже к Юпитеру, на 600 миллионов километров! История радиолокации зарегистрировала небывалый рекорд дальности; прежний, установленный при осмотре Меркурия, был не просто побит, но и перекрыт в несколько раз.
То, о чем здесь рассказано, составляет предмет «активной» радиоастрономии. Между тем еще есть и «пассивная» — она занимается прослушиванием собственного «радиошепота» небесных тел, а не отраженных ими сигналов — зычных земных «ау».
Звезды, кресты и антенны
Еще в начале 40-х годов операторы военных радаров подметили одно странное явление. Когда антенны смотрели на восток, то станции начинали «барахлить», причем не когда-нибудь, а утром, на заре.
Поначалу думали, будто противник нарочно создает помехи. Не сразу установили: виновником шумов было само Солнце!
В 1948 году И. С. Шкловский высказал предположение, что Крабовидная туманность тоже должна быть щедрым поставщиком радиоизлучения. Год спустя австралийские ученые, обшаривая небо антеннами-приемниками, подтвердили эту догадку. Вскоре выяснились удивительные вещи. Если бы наше зрение обрело чувствительность не в оптическом, а в УКВ-диапазоне, то нам представилась бы совершенно непривычная картина: многие хорошо знакомые светила померкли, а те, что раньше прятались от глаз, вдруг заполыхали огненными факелами. Засияли бы новые звезды, причем две из них в сотни раз ярче нашего доброго старого Солнца!
Дозорные неба словно прозрели, лишний раз почувствовав, как беспомощно слепы были их предшественники всего 15–20 лет назад. Достаточно сказать, что остатки звезды Сверхновой Тихо Браге, сразу же с головой выдавшие себя своим радиоизлучением, до сего момента упорно скрываются от охотящихся за ними оптических телескопов.
Насколько проницательнее стал пытливый взгляд ученого после изобретения радиотелескопа!
И разве не достоин этот агрегат занять пьедестал, уготованный чуду света?
…Издали он выглядит как гриб со шляпкой набекрень. Вблизи же это могучая махина ростом с многоэтажный дом. «Ножкой» ее служит опорно-поворотное устройство, напоминающее карусель, — оно легко двигается с помощью электропривода. Ажурный скелет, составленный из трубчатых стальных «костей», поддерживает 65-тонную металлическую «шляпку» — антенну диаметром 22 метра.