Георгий Бабат - Магнетрон
Трудно было бы и самому Горбачеву теперь, столько лет спустя, восстановить ход мыслей мальчика, который самостоятельно пришел к выводу, что гибель сотен людей можно было бы предотвратить, если бы корабль был снабжен прибором, способным почувствовать и отметить приближение этой ледяной горы или любого другого препятствия.
В тот единственный рейс «Титаника» на нем было 1316 пассажиров, в том числе 447 женщин и 109 детей. Команды было 885 человек. Из этого общего числа в 2201 человек было спасено только 712, а 1489 погибло.
Для выяснения обстоятельств и причин гибели корабля был назначен аварийный суд, который и начал разбирательство дела 2 мая в Лондоне. Суд этот имел тридцать шесть заседаний и 30 июля 1912 года вынес следующее постановление:
Суд, расследовав подробно обстоятельства крушения означенного корабля, нашел, как это выяснено в приложении к сему, что гибель означенного корабля произошла от столкновения с ледяной горой, вызванного чрезмерной скоростью, с которой вели корабль.
«А если бы корабль был снабжен прибором, способным почувствовать и отметить приближение препятствия, — повторял сам себе Горбачев, — то столкновения не произошло бы».
Эта мысль так поразила юношу, что даже много лет спустя он все еще иногда возвращался к идее создания такого прибора. Толчком, заставившим Горбачева всерьез заняться изобретением прибора — сигнализатора препятствий, была статья академика Алексея Николаевича Крылова О непотопляемости кораблей. Горбачев был уже студентом Московского высшего технического училища имени Баумана (МВТУ), когда ему попал под руку «Морской сборник» со статьей Крылова.
Крылов рассматривал ряд аварий, в частности и гибель «Титаника». Крылов доказывал, что гибель «Титаника» была следствием его неправильной конструкции. Гоняясь за прибылями, компания, строившая «Титаник», не позаботилась о сооружении в корабле достаточного числа прочных и водонепроницаемых переборок. А если бы такие переборки были, то полученная «Титаником» пробоина не могла бы вызвать гибель корабля.
«Предположим, конструкция „Титаника“ была действительно неправильной, — рассуждал студент электромеханического факультета МВТУ Евгений Горбачев. — Но если бы на корабле была установка, способная принимать отраженные радиосигналы, то можно было бы определить наличие льдины впереди по курсу и избежать катастрофы. Сколько гибельных столкновений можно было бы предотвратить при помощи такой установки!»
Статья Крылова, не имевшая никакого отношения к проблеме радиообнаружения препятствий, могла дать повод Горбачеву для размышления о будущем приборе только потому, что в своем увлечении этой идеей он везде видел намеки на необходимость ее осуществления.
Горбачев из любого текста мог вычитать указания для своей работы. В том же году в одном из номеров журнала «Электричество» Горбачев прочитал реферат статьи датского профессора Педерсена О радиоэхе и о борьбе с помехами дальнему радиоприему, создаваемыми этим явлением.
В работе Педерсена рассказывалось, что когда радиопередатчик посылает один короткий сигнал — точку, то на приемную станцию благодаря многократному отражению радиолуча от ионосферных слоев вместо этой одной точки прибывает множество эхосигналов — целая серия точек. Явление радиоэха искажает передачу сигналов на коротких волнах. Педерсен рассматривал различные меры борьбы с этим вредным явлением. В его работе рекомендовались конструкции направленных приемных и передающих антенн, уменьшающих возможность возникновения эха.
Но Горбачев вычитал из этой статьи нечто иное. Его мысль была нацелена не на борьбу с явлением радиоэха, а на то, как это эхо использовать. «Если отраженный радиосигнал способен пробегать путь в тысячи километров, если радиоволна, как показывают бесспорные опыты, может обежать весь земной шар и дать „кругосветное эхо“, — рассуждал Горбачев, — то, значит, можно построить радиоаппарат, который обнаруживал бы отражение от препятствия, отстоящего от передатчика всего лишь на несколько километров».
И вот тогда-то Горбачев, еще будучи студентом, составил проект «Прибора — сигнализатора препятствий, основанного на отражении радиоволн». Никто из преподавателей-радистов МВТУ не одобрил проекта Горбачева.
В этом проекте действительно было много смешного и наивного. Все специалисты решили, что такой прибор будет сложен, капризен, ненадежен в работе. Но Горбачев не согласился с этим мнением. Он послал заявку на патент (тогда авторские свидетельства еще не выдавались) в Комитет по изобретательству. Кроме того, Горбачев отправил свой проект в научно-техническое управление Высшего Совета Народного Хозяйства (НТУ ВСНХ). Из Комподиза был прислан отказ ввиду того, что «описание было составлено недостаточно ясно и неконкретно».
А из НТУ ВСНХ пришел ответ, что «предложение не имеет никакой практической ценности, а потому реализации не подлежит». Это все было в 1929 году, за пять лет до того, как Веснин и Рубель на борту крейсера «Чапаев» впервые вели беседу о видении в темноте и через туман.
Неудача с первым проектом несколько охладила пыл Горбачева, но не убила в нем окончательно идеи о «радиосигнализаторе».
После окончания МВТУ он некоторое время работал по радиомаякам. А затем был назначен заведовать Детскосельской приемно-передающей радиостанцией. Здесь он развернул опыты по исследованию ионосферы при помощи отраженных сигналов. В эти годы он опубликовал несколько ценных работ о распространении и отражении радиоволн, тех самых работ, на которые не обратил внимания Веснин в своих литературных изысканиях. В эти же годы Горбачев получил авторское свидетельство на «Радиодистанциометрическое устройство». Описание этого устройства также ускользнуло от внимания Веснина, когда он изучал литературу и составлял свой обзор.
Исследовательская организация, руководимая Горбачевым, называлась «Ионосферной станцией». Но, в сущности, это название уже мало соответствовало тематике работ. Правда, некоторые наблюдения над ионосферой еще продолжались, но они составляли весьма скромную часть всего объема работ. В основном Горбачев и его сотрудники проектировали и исследовали аппаратуру, при помощи которой можно было бы определять направление и расстояние до объектов, скрытых темнотой и туманом.
Отметчик типа «А»
Если бы Никита Степанович Рубель был знаком с работами Горбачева, возможно, он не стал бы среди инженеров-электриков вербовать энтузиастов, способных загореться желанием осуществить его мечту об аппарате, посылающем волну через дым или туман и получающем отражение от далекого препятствия.
Горбачев производил свои первые опыты по исследованию ионосферы при помощи радиоволн длиной в десятки метров. Это были волны, применявшиеся для дальней связи. При помощи этих волн были получены первые отражения не только от ионосферных слоев, но и от самолетов. Правда, вследствие того, что длина волны была больше размеров самолета, отражение это было слабым.
Теоретические соображения подсказывали, что для получения более четких отражений от объектов размером с самолет надо перейти к более коротким волнам.
За год до того, как Веснин начал работать над магнетроном, Горбачев уже применял для получения отраженных сигналов метровые волны. Горбачев уделял много внимания конструкциям направленных антенн, которые собирали радиоволны в узкие пучки, в лучи.
Горбачев строил радиопередатчики, посылающие короткие серии колебаний, отделенные одна от другой паузами — интервалами молчания. Излученные антенной сигналы распространяются со скоростью света. Встречая на своем пути ионосферный слой или иное препятствие, сигналы отражаются и возвращаются обратно. Чувствительный радиоприемник улавливает отраженный сигнал. Измеряя время, прошедшее с момента посылки до момента возвращения сигнала, можно определить расстояние до отражающего препятствия. Электромагнитные волны распространяются в атмосфере со скоростью около 300 тысяч километров в секунду. И электромагнитное эхо возвращается к радиоприемнику меньше чем через одну тысячную долю секунды после того, как сигнал излучен передатчиком, даже если отражающее препятствие отстоит от передатчика на сотню километров.
Чтобы точно измерять малые промежутки времени, Горбачев применил «электронные секундомеры». В них вместо стрелки движется электронный луч. Счет ведут на миллионные доли секунды. Но даже одна миллионная доля — одна микросекунда — может быть слишком крупной единицей измерений. Расстояние в один километр электромагнитная волна проходит за 3,3 микросекунды. На Детскосельской станции были построены особо точные «электронные секундомеры», которые могли отсчитывать доли микросекунды.
