В поисках чуда (с илл.)
Шрифт:
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
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.
Главные узлы этой замечательной машины рассчитывались в Физическом институте имени Лебедева АН СССР под руководством А. Е. Саломоновича и П. Д. Калачева. Место для нее выбрано в тихом подмосковном уголке около Серпухова, где отсутствуют источники сильных радиопомех. Осенью 1966 года, на берегу Голубого залива близ Симеиза (Крым) пущен усовершенствованный вариант того же радиотелескопа (РТ-22), также оснащенный парамагнитным усилителем. Он способен принимать излучение с длиной волны вплоть до 4 миллиметров, тогда как серпуховский — до 8. Необходимую точность обеспечить тем труднее, чем короче рабочая волна: десятая доля ее длины — верхний предел для размеров шероховатостей на внутренней глади зеркала. Значит, для Симеизского рефлектора этот допуск не превышал полумиллиметра! Нужно было, кроме того, соблюсти все предосторожности, чтобы тяжелая конструкция не прогибалась под действием собственного веса или под напором ветра, чтобы свести к минимуму влияние тепла и холода: ведь металл, как известно, при нагревании расширяется, а при остывании сжимается, причем периодически — от дня к ночи, от лета к зиме. РТ-22 среди установок своего класса не имеет себе равных. Во всяком случае, по разрешающей способности — главной характеристике, которая показывает, хорошо ли различает прибор слабые и близкие, почти сливающиеся для другого радиоизлучатели, четко ли определяет их границы, насколько точно он наводится на невидимую «мишень».
Погоня за более высокой чуткостью радиоуха, за его способностью улавливать самый тихий шепот небес породила настоящую
Увеличение габаритов усугубляет уже упомянутые трудности в решении инженерных проблем.
В стремлении обойти технические препоны ученые пошли на хитрость. В 1952 году советские физики С. Э. Хайкин и Н. Л. Кайдановский предложили новый принцип. Вместо того чтобы строить одну цельную «сверхчашу», можно как бы загодя расчленить ее на дольки, а те развернуть в каре на большой площади, словно кавалеристов на плацу. Отдельные антенны, а их можно разместить в виде концентрических колец, в шашечном порядке или любым иным способом, несут свой дозор согласованно: их наблюдения суммируются в целостную картину. Одно из таких решений осуществлено у нас в Харькове под руководством члена-корреспондента АН УССР С Я. Брауде. Другое — в Пулкове, близ Ленинграда, профессором С. Э. Хайкиным и Н. Л. Кайдановским: 90 тесно примыкающих друг к другу щитов образуют дугу протяженностью в 130 метров. А вот телескоп, сконструированный профессором В. В. Виткевичем и П. Д. Калачевым, имеет форму креста. Каждая из двух взаимно перпендикулярных шеренг протянулась на целый километр, причем ни ту, ни другую нельзя назвать многоэлементной — они представляют собой сплошные «корыта». Высота установок достигает 40 метров. Расположено это чудо техники на радиоастрономической станции ФИАНа рядом с тем же Серпуховом.
Если приземистая крестовина радиотелескопа находится у южного форпоста Московской области, то на северной окраине столицы стоит другой колосс, московский, весь в красных звездах предупредительных огней.
Фаросский маяк, чудо древнего мира, достигал в высоту 170 метров. Его давно превзошли здания нашей эры. МГУ на Ленинских горах — 230 метров. Ажурная пирамида инженера Эйфеля в Париже — 300. Небоскреб Эмпайр стэйт билдинг в Нью-Йорке — 408. И вот — колосс Останкинский…
Из телебашен самой долговязой до последнего времени была 480-метровая американская; ей уступала лишь японская. Среди мачт, которые отличаются от башен тем, что им необходимы растяжки, до сих пор лидирует американская — 564 метра. Московский полукилометровой игле не нужны расчалки или иные крепления: она надежно опирается десятью «ногами» на банкетки фундамента, сделанного из монолитного струнобетона — в его твердокаменных мышцах напряглись стальные жилы. Внутри узкого, как спиннинг, ствола натянуто 150 стальных тросов — ему не страшен даже десятибалльный шторм, вырывающий деревья с корнем. Применение сверхпрочных армированных материалов позволило сэкономить на весе всей конструкции. И все равно изящное, как тростинка, тело башни весит немало — 32 тысячи тонн!
Перед нами самое настоящее многоэтажное здание — с дверьми, со стенами, с окнами, с балконами, с лифтами, причем сверхскоростными, с телевизионными и радиостудиями, с метеорологическими лабораториями, даже со своим рестораном, который вращается вокруг оси башни. И конечно же, с радиотелевизионной антенной — пустотелой спицей длиной около 150 и диаметром 14 метров.
Авторы проекта — член-корреспондент Академии строительства и архитектуры СССР Н. В. Никитин, архитекторы Л. И. Баталов, Д. И. Бурдин и другие.
9 программ (из них 2 цветные) будет передавать новая московская цитадель телевидения.
Итак, перед нами две гигантские антенны: останкинская и серпуховская — одна буравит небо, другая припала к земле, первая передает сигналы для тех, кто внизу и поблизости от нее, вторая — принимает шумы сверху из дальних космических далей… Какой разительный контраст! Но и сходство тоже немалое. Оба чуда техники сотворены человеческим гением, чтобы управлять стихией электромагнитных волн. Это объединяет радиотелескопы и радиолокаторы, квантовые усилители и генераторы с телеантеннами. Правда, телевидение оперирует не только потоками радиоквантов. Оно — и прежде всего именно в этом его специфика — формирует в пучки скопища частиц — электронов. Организует их, чтобы управлять ими. Впрочем, так ли уж далеки друг от друга волна и частица?