«Телефункен» на советские 25-киловаттные радиолампы, которые были в пять раз мощнее самых лучших германских.
Однако при освоении диапазона УКВ королева радиотехники, быстро завоевавшая симпатии во всем мире, внезапно объявила саботаж. Почему? Вспомните ее классическую схему: катод, анод, а между ними сетка. Промежуточный электрод добавлен для того, чтобы управлять электронами, несущимися от катода к аноду. Он играет роль шлюза, способного то задерживать поток частиц, то подгонять его, — так рождаются колебания. Длинноволновые и коротковолновые. По сравнению с их периодом время пробега электронов от катода к аноду пренебрежимо мало. Но при столь быстрых изменениях электромагнитного поля, как в области УКВ, система отказывает — здесь проявляется ее неповоротливость.
В 1935 году А. Н. Арсеньева построила первые электровакуумные приборы, исправно работавшие на сверхвысоких частотах, при которых классическая радиолампа бастовала, «захлебывалась». Так появился генератор, названный «клистроном» (в переводе с греческого — «морской прибой»). В нем роль колебательных контуров с их конденсаторами и катушками индуктивности, подключаемыми к обычному триоду снаружи, исполняют объемные резонаторы — полые медные «бублики», которые вмонтированы прямо в корпус лампы. Они опоясывают кольцами продолговатый цилиндрический баллон, внутри которого непрерывно течет электронная струя; в ней (опять-таки с помощью сеток) искусственно возбуждается своего рода «рябь», причем сгущения и разрежения, вызванные ускорением и замедлением частиц, чередуются здесь гораздо стремительней, нежели в обычном ламповом генераторе.
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
