Каждый школьник скажет, что звук в космосе не распространяется, и что взрывы межпланетных кораблей в «Звездных войнах» это всего лишь преувеличение режиссера для пущего эффекта. Но в Интернете есть записи «голосов» Юпитера, Сатурна, Солнца, глубокого космоса.
Как так – звука нет, а «голоса» записали? Да очень просто!

Звука в космосе не слышно потому, что там безвоздушная среда, а наши уши воспринимают колебания воздуха. Но есть еще электромагнитные волны, которые беспрепятственно распространяются в вакууме, это ренгеновское и гама-излучения , ультрофиолет, видимый свет, инфакрасное излучение, радиоволны.

Вот, как раз сверхдлинные радиоволны и сравнимы по частоте с частотами воздушных колебаний, слышимых нашим ухом. Так, слышимый диапазон составляет 20-20000 Гц , а диапазон мириамертровых (сверхдлинных) волн от 3000 до 30000 Гц. И есть еще декамириаметровые (300-3000 Гц) и гектомириаметровые (30-300 Гц) которые по частоте так же вписываются в звуковой диапазон.

Непосредственно слышать такие электромагнитные волны мы не можем, так как наше ухо воспринимает только колебания воздушной среды. Но как любые радиоволны их можно принять антенной и передать на обычный динамик. Даже не надо никаких преобразований – лови, усиливай обычным усилителем звуковой частоты и слушай.

Что исследователи космоса и делают – улавливают от космических объектов сверхдлинные радиоволны и записывают их.
Вот можете послушать «голос» Юпитера. А если по научному, это излучение в мириаметровом и декамириаметровом диапазонах, испускаемое Юпитером.
Картинка в видео дана просто для наглядности.

…Зато все громче звучал могучий рев – радиоголос самого Юпитера. Еще в 1955 году, на заре космической эры, астрономы с изумлением обнаружили, что Юпитер излучает колоссальную, измеряемую миллионами киловатт энергию в десятиметровом диапазоне. Это излучение было уловлено в виде беспорядочных радиошумов; источником его считали ореолы заряженных частиц, опоясывающие Юпитер наподобие земных поясов Ван-Аллена, но, конечно, несравнимо более мощные.
Иногда, в долгие одинокие часы вахты, Боумен слушал эти шумы. Он поворачивал регулятор громкости до тех пор, пока треск и шипение не начинали звучать на всю рубку. Порой начатом фоне слышались свист и
писк, словно кричали обезумевшие от страха птицы. Эти звуки навевали жуть, потому что исходили не от человека; они будили острое чувство одиночества – бессмысленные, как плеск волн о берег, как раскаты
дальнего грома за горизонтом…

Артур Кларк «Космическая одиссея 2001

Комментарии (3)

Распространение радиоволн в космических условиях.

За исключением планет и их ближайших окрестностей, большая часть вещества во Вселенной ионизована. Параметры космической плазмы меняются в широких пределах. Например, концентрация электронов и ионов вблизи орбиты Земли 1 – 10 см-3, в ионосфере Юпитера 105 см-3, в солнечной короне, в недрах звёзд 107 см-3. Из космического пространства к Земле приходит широкий спектр электромагнитных волн, которые на пути из космоса должны пройти через ионосферу и тропосферу. Через атмосферу Земли без заметного затухания распространяются волны двух основных частотных диапазонов: «радио-окно» соответствует диапазону от ионосферных критических частот.
В космических условиях источник радиоволн и их приёмник часто быстро движутся одни относительно другого. В результате эффекта Доплера это приводит к изменению их частоты. Понижение частоты при удалении корреспондентов (красное смещение) свойственно излучению удаляющихся от нас далёких галактик. Радиоволны в космической плазме подвержены рефракции, связанной с неоднородностью среды (рисунок 1). Например, вследствие рефракции в атмосфере Земли источник радиоволн виден выше над горизонтом, чем в действительности. Для определения расстояния до пульсаров и при интерпретации результатов радиолокации Солнца и планет необходимо учитывать этот факт.

Возможности радиосвязи с объектами, находящимися в космическом пространстве или на других планетах, разнообразны и связаны с наличием и строением их атмосфер. Если космическая плазма находится в магнитном поле, то она является гиротропной средой, подобно земной ионосфере. Для всех планет с атмосферами общая трудность радиосвязи состоит в том, что при входе космического аппарата в плотные слои атмосферы вокруг него создаётся плотная плазменная оболочка, затрудняющая прохождение радиоволн. На планетах типа Меркурия и Луны, практически не имеющих атмосферы и ионосферы, на распространение радиоволн оказывает влияние только поверхность планеты. Из-за отсутствия отражения от ионосферы дальность связи вдоль поверхности такой планеты невелика (рисунок 2) и может быть увеличена только при помощи ретрансляции через спутник.

Физика космической плазмы — одно из основных направлений теоретических и экспериментальных исследований. Все звезды, включая Солнце, межзвездная и межпланетная среда, верхние слои планетных атмосфер (ионосфера), словом, около 99% материи в Галактике находится в плазменном состоянии. Плазменную природу имеют и процессы перехода одних видов энергии в другие, составляющие суть активных явлений на Солнце и в ближайших окрестностях (магнитосферах) планет, в том числе и Земли.
Скорость радиоволн в пустоте постоянна, но при входе сигнала в атмосферу она изменяется. Для сигналов от разных спутников задержка времени различна. Ошибки распространения радиоволн зависят от состояния атмосферы и высоты спутника над горизонтом: чем ниже спутник, тем больший путь проходит его сигнал через атмосферу и тем больше искажения. Большинство приемников исключают использование сигналов от спутников с возвышением над горизонтом менее 7,5 (. Еще атмосферные помехи зависят от времени суток: после захода солнца плотность ионосферы и ее влияние на радиосигналы уменьшается (явление, хорошо знакомое радистам-коротковолновикам).
Условия приема передач, когда независимо от погоды, состояния солнечной активности, времени суток и года, температуры и влажности воздуха, а также других факторов обеспечивается прием программ заранее выбранного передатчика называют уверенным приемом.
Официальная зона уверенного приема определяется расстоянием прямой видимости передающей антенны до точки установки приемной антенны. При этом исходят из того, что ультракороткие волны (УКВ), на которых ведутся телевизионные передачи, распространяются прямолинейно, подобно свету, не огибают земную поверхность и не отражаются ионосферой в противоположность волнам коротковолнового диапазона. В связи с тем, что поверхность Земли шарообразна с радиусом сферы около 6370 км, можно вывести следующую формулу для определения максимальной дальности, соответствующей прямой видимости:
D = 3,57 (H0.5 + h0.5),
где D – максимальная дальность прямой видимости, км; Н – высота передающей антенны, м; h – высота приемной антенны, м.
Формула не учитывает фактического рельефа местности и предполагает, что антенны установлены на идеально ровной сферической поверхности Земли. Кроме того, при распространении радиоволн УКВ диапазона все-таки имеют место и дифракция, и рефракция радиоволн. Дифракцией радиоволн называют явления, возникающие при встрече радиоволн с препятствиями, когда они огибают препятствие и проникают в область тени, отклоняясь от прямолинейного пути. Когда передающая и приемная антенны разделены выпуклостью земного шара, дифракция радиоволн является одной из причин приема сигналов за пределами прямой видимости. Эффект дифракционного проникновения радиоволны в область тени зависит от соотношения между размером препятствия и длиной волны и выражен тем сильнее, чем больше длина волны. Поэтому в диапазоне УКВ, где длина волны сравнительно мала, эффект дифракции не так велик, как в диапазоне длинных или средних волн, но все-таки имеет место.
Распространению радиоволн за пределы прямой видимости также способствует явление, называемое нормальной тропосферной рефракцией (преломлением). Показатель преломления зависит от давления и температуры воздуха, которые убывают с высотой. Это приводит к увеличению максимальной дальности возможного уверенного приема телевизионных передач по сравнению с максимальной дальностью, ограниченной условиями прямой видимости.
Помимо явлений дифракции и нормальной рефракции дальнему распространению радиоволн способствует их рассеяние различными наземными металлическими предметами в виде железобетонных масс зданий, мостов, мачт, а также неоднородностями в верхних слоях атмосферы. В результате рассеяния возникают вторичные излучения сигнала, которые, конечно, значительно слабее по мощности основного. Однако при наличии высокоэффективной антенны и достаточно чувствительного телевизионного приемника можно считать реальным достижение уверенного приема телевизионных передач благодаря упомянутым выше явлениям на значительно больших расстояниях, чем дает формула дальности прямой видимости. Практика подтверждает такой вывод. Действительно, подставив в формулу высоты передающей 525 м (высота Останкинской телебашни) и приемной 30 м антенн, получим дальность, равную 101 км, хотя известно, что в действительности передачи телецентра в Останкине хорошо видны па значительно больших расстояниях.
Область, в пределах которой оказывается возможным уверенный прием телевидения, можно поэтому разбить на две зоны: прямой видимости и полутени. В зоне прямой видимости напряженность электромагнитного поля сигнала достаточно велика, и прием возможен с помощью обычных антенн. Расширить зону прямой видимости данного телевизионного передатчика в целях использования сравнительно простой антенны можно лишь увеличением высоты ее установки. Однако в связи с тем, что высот приемной антенны обычно значительно меньше высоты передающей, расширение зоны прямой видимости таким способом оказывается незначительным. Так, в приведенном выше примере увеличение высоты приемной антенны с 30 до 60 м дает расширение зоны прямой видимости с 101 лишь до 109 км. В зоне полутени напряженность поля сигнала значительно ниже, чем в зоне прямой видимости, так как в зону полутени проникает лишь небольшая часть энергии сигнала, излученного передающей антенной. Это вынуждает использование в зоне полутени для уверенного приема высокоэффективных антенн, которые отличаются от сравнительно простых большими размерами и значительно более сложной конструкцией.
Как уже было отмечено, с уменьшением длины волны явления дифракции ослабевают. При этом увеличивается затухание сигнала в атмосфере за счет поглощения энергии различными посторонними частицами (пыль, снег, дождь, туман) и молекулами воздуха. Поэтому протяженность зоны полутени зависит от длины волны, т. е. от номера частотного канала. При достаточно большой мощности телевизионного передатчика, когда ведется прием передач программного телецентра, зона полутени ограничена расстоянием 200. 220 км от передатчика, работающего на 1-2-м каналах, 160. 180 км от передатчика, работающего на 3-5-м каналах, 120. 150 км от передатчика, работающего на 6-12-м каналах. Зоны полутени для диапазона дециметровых волн практически не существует. Кроме того, наблюдается повышенное затухание сигнала в атмосфере для этого диапазона. Вот почему можно считать, что зона уверенного приема дециметрового телевизионного передатчика ограничивается расстоянием прямой видимости, уменьшенным примерно в 1, 2 раза.
Следует заметить, что указанные границы зоны полутени и границы зоны прямой видимости не являются резкими, а в значительной степени размыты. Кроме того, они очень приближенны, так как совершенно не учитывают фактического рельефа местности. При наличии на трассе высоких холмов и горных преград максимальные расстояния уверенного приема могут оказаться значительно меньшими, а уверенный прием даже при небольших расстояниях от передатчика может оказаться совершенно невозможным. За границей зоны полутени напряженность поля практически равна нулю, и устойчивый прием нeocyществим даже при наличии высокоэффективных антенн.

Земная поверхность оказывает существенное влияние на распространение радиоволн: в полупроводящей поверхности Земли радиоволны поглощаются; при падении на земную поверхность они отражаются; сферичность земной поверхности (средний радиус земного шара равен 6370 км) препятствует прямолинейному распространению радиоволн. Радиоволны, распространяющиеся в непосредственной близости (в масштабе длины волны) от поверхности Земли, будем называть земными радиоволнами.
При теоретическом рассмотрении условий распространения земных радиоволн атмосферу считают сначала непоглощающей средой с относительными диэлектрической и магнитной проницаемостями, равными единице, а затем вносят необходимые поправки.
В окружающей земной шар атмосфере различают две области, оказывающие влияние на распространение радиоволн: тропосферу и ионосферу. Тропосферой называется приземная область атмосферы, простирающаяся до высоты примерно 10—15 км. Тропосфера неоднородна как в вертикальном направлении, так и вдоль земной поверхности, кроме того, ее электрические параметры меняются при изменении метеорологических условий. Тропосфера влияет на распространение земных волн и обеспечивает распространение так называемых тропосферных волн. Распространение тропосферных волн связано с рефракцией (искривлением траектории волны) в неоднородной тропосфере, а также с рассеянием и отражением радиоволн от неоднородностей тропосферы. Ионосферой называется область атмосферы, начинающаяся от высоты 50—80 км и простирающаяся примерно до 10000 км над поверхностью Земли. В этой области плотность газа весьма мала и газ ионизирован, т. е. имеется большое число свободных электронов. Присутствие свободных электронов существенно влияет на электрические свойства газа и обусловливает возможность отражения радиоволн от ионосферы. Путем последовательного отражения от ионосферы и поверхности Земли радиоволны распространяются на очень большие расстояния (например, короткие волны могут несколько раз огибать земной шар). Ионосфера является неоднородной средой, и радиоволны рассеиваются в ней, что также обусловливает возможность распространения радиоволн на большие расстояния. Радиоволны, распространяющиеся путем отражения от ионосферы или рассеяния в ней, будем называть ионосферными волнами. На условия распространения ионосферных волн свойства земной поверхности и тропосферы влияют мало.
За пределами ионосферы плотность газа и электронная плотность уменьшаются и на расстоянии, равном 3—4,5 радиусам земного шара, атмосфера Земли переходит в космическое пространство, где газ полностью ионизирован, плотность протонов равна плотности электронов. Условия распространения радиоволн в космосе близки к условиям распространения в свободном пространстве. Таким образом, оказывается возможным рассматривать раздельно влияние на распространение радиоволн земной поверхности, тропосферы, ионосферы и космического пространства.

Когда один из корреспондентов находится на Земле, диапазон длин волн, пригодных для связи с космическим объектом, определяется условиями прохождения через атмосферу Земли. Т. к. радиоволны, частота которых 6—10 Ггц поглощаются в тропосфере, то волны от космического объекта могут приниматься на Земле при частотах от

30 Мгц до 10 Ггц. Однако и в этом диапазоне атмосфера Земли не полностью прозрачна для радиоволн. Вращение плоскости поляризации при прохождении через ионосферу при приёме на обычную антенну приводит к потерям, которые уменьшаются с ростом частоты. Только при частотах > 3 Ггц ими можно пренебречь (рис. 1). Эти условия определяют диапазон радиоволн для дальней связи на УКВ при использовании спутников.

Для связи с объектами, находящимися на др. планетах, необходимо учитывать поглощение и в атмосфере этих планет. При осуществлении связи между 2 космическими кораблями, находящимися вне атмосферы планет, особенное значение приобретают миллиметровые и световые волны, обеспечивающие наибольшую ёмкость каналов связи.

Путь от радиолюбителя до крупного ученого радиофизика прошел член-корреспондент АН СССР, лауреат Государственных премий Владимир Васильевич Мигулин . Ныне он является заместителем академика-секретаря отделения общей физики и радиоастрономии Академии наук СССР, директором Института земного магнетизма и распространения радиоволн.

В публикуемой ниже статье Владимир Васильевич рассказывает о достижениях советской радиотехники в области сверхдальнего радиоприема и радиоастрономии.

Пятьдесят лет, прошедшие со дня выхода первого номера журнала Радиолюбитель, составляют целую эпоху в развитии всех тех областей науки и техники, которые входят в общее понятие радио. Это и радиотехника, и электроника, и радиофизика.

Совершенно изменилось за это время техническое лицо радиотехники. Появилось телевидение, возникли и необычайно развились радиолокация, радионавигация, радио-астрономия. Радиометоды стали широко использоваться почти во всех областях науки и техники. При этом и радиотехника, и радиофизика, и в особенности всевозможные применения радио, в своем развитии в настоящее-время не только не достигли насыщения, но, можно сказать, выходят на участки со все возрастающей крутизной.

Конечно, некоторые разделы радиотехники сейчас не развиваются так бурно, как раньше. Это относится к радиопередающим системам длинноволнового, средневолнового и коротковолнового диапазонов, к технике проводного вещания и электроакустике. Но уже в приемной технике мы имеем непрерывный прогресс, связанный с широким внедрением все новых, все более совершенных полупроводниковых приборов. В результате обширных и разносторонних физических исследований, разработки технологии получения сверхчистых материалов, обладающих заранее заданными свойствами, мы имеем теперь многообразную гамму всевозможных транзисторов, туннельных и лавинно-пролетных диодов, варакторов, диодов Ганна и многих других твердотельных приборов современной радиоэлектроники.

Создание малошумящих параметрических усилителей, квантовых парамагнитных усилителей — мазеров и основанных на них сверхчувствительных радиоприемных устройств позволило получить выдающиеся достижения в радиоастрономии и сверхдальней космической радиолокации. Сейчас радиотехника имеет в своем распоряжении приемники, принимающие такие слабые сигналы, как сигналы радиопередатчиков, отраженные от Луны, Венеры, Меркурия и Юпитера, и приемники, принимающие весьма слабые собственные радиоизлучения тех же планет. Для сравнения укажем, что интенсивность потока радиоизлучения любительского KB передатчика, если бы установить его на Венере, была бы в 10 000 раз больше собственного радиоизлучения этой планеты.

Однако достигнутые сейчас pe-кордные результаты — прием сигналов мощностью порядка 10

19— 10-20 Вт, не являются пределом. Можно рассчитывать, что применение более совершенных устройств квантовой электроники, основанных на использовании явления сверхпроводимости металлов при температуре жидкого гелия, позволит повысить чувствительность приемных систем дециметрового и сантиметрового диапазонов радиоволн и открыть новые возможности для астрономии и сверхдальней радиолокации.

Все эти достижения не могли бы быть получены без совершенных антемных устройств. Надо сказать, что и здесь советские специалисты добились выдающихся успехов. Так, например, в нашей стране сотрудниками Физического института имени Лебедева АН С ССР дл я проведения радиоастрономических исследований разработана и построена самая крупная в мире антенна площадью в 80 тысяч кв. м. Она имеет оригинальную конструкцию — выполнена в виде огромного числа (более 1500) излучателей. Изменение диаграммы направленности антенны осуществляется дистанционно с помощью электронных фазовращателей , изменяющих фазовое соотношение между излучателями антенной решетки. На изменение направления приема или передачи затрачиваются доли секунды, а кроме того, возможна работа сразу в нескольких направлениях.

Интересно, что радиоастрономия не только впитала в себя последние достижения в области радио, но ее методы сейчас все шире и шире используются в радиоэлектронике. То есть здесь наблюдается так называемая обратная связь. Приведем такой пример. Для измерения характеристик антенн, применяемых в космической радиосвязи, космическом телевидении, часть аппаратуры измерительного комплекса (передающие системы) следует располагать на достаточно большом расстоянии от них. А с учетом кривизны земной поверхности, еще и поднимать на несколько километров вверх, что практически осуществить сложно и дорого, а в некоторых случаях и невозможно. Радиоастрономия же предоставила в распоряжение радиоинженеров естественные передатчики, которыми являются Солнце, Луна, планеты, туманности, галактики и звезды. Параметры их радиоизлучения и координаты благодаря данным, полученным радиоастрономами, хорошо теперь известны.

Трудно переоценить роль радио в освоении космоса. Вся работа автоматических космических аппаратов, взаимодействие космических кораблей с Землей основываются на передаче и приеме соответствующей информации.

В пределах земного шара мы могли не считаться со временем распространения радиосигналов. В случае же космической радиосвязи оно измеряется секундами, минутами — в пределах ближних планет и часами — для дальних планет солнечной системы. А при радиосвязи с другими звездными системами нашей галактики — месяцами и годами. Это радикально меняет условия установления радиосвязей. Даже ничтожно малые эффекты воздействия на радиоволны в космосе за длительное время накапливаются и могут оказывать решающее влияние на сигналы. Исследование космических радиосвязей является в настоящем и будущем одной из важнейших проблем.

Но и на нашей планете, и в прилегающих к ней областях космического пространства есть еще немало вопросов, решить которые предстоит в будущем. Уже первые опыты радиолюбителей-коротковолновиков по установлению радиосвязей со своими товарищами, находящимися от них на расстоянии многих сотен и тысяч километров, заставили обратить особое внимание на диапазон коротких волн. А это, естественно, привело к началу последовательного изучения свойств ионосферы. И поныне эти исследования не потеряли своего огромного значения.

Развитие космической техники позволяет сегодня осуществлять подъем радиоустройств в приземный космос и вести радиоисследования ионосферы не с земной поверхности, а сверху. С помощью ионосферных станций, помещенных на спутниках, ведутся исследования верхних слоев ионосферы, недоступных для изучения с Земли, а также проводятся наблюдения за радиосигналами на коротких, средних и длинных волнах. Полученные данные позволили установить новые закономерности влияния солнечной активности (солнечный ветер, электромагнитные излучения солнца) на свойства ионосферы и резко повысили надежность предсказания радиопогоды , определяющей распростронение «радиопогоды «, определяющей распростронение коротких волн на межконтинентальных трассах и действие радионавигационных систем.

Исследования ионосферы позволяют выяснить многие стороны сложных «связей солнечной активности с земными процессами. Причем они сплетаются в такой тесный клубок, что бывает нелегко определить, где кончается изучение условий работы наших наземных радиолиний, где начинается исследование приземного космоса, а где ведутся исследования солнечно-земных связей. Здесь можно ожидать еще многих открытий. Накопление данных по этим вопросам — одна из актуальных задач радиотехники, радиофизики, геофизики и космической физики.

Таким образом, радиоволны сегодня играют роль не только переносчика информации, но и инструмента, зондирующего изучаемую среду, и чувствительного индикатора, отмечающего все изменения свойств окружающего пространства. А это все должно быть воспринято и обработано соответствующими приемными и регистрирующими устройствами, создание которых обеспечивает высокий уровень развития современной радиотехники.

Б. ПОКРОВСКИЙ, ветеран командно-измерительного комплекса, почетный радист СССР.

Изучение и освоение космоса сегодня кажется нам немыслимым без радио и телевидения. А между тем первые в нашей стране проекты космических аппаратов для полетов во Вселенную были созданы еще до изобретения радио. Например, в 1881 году Н. Кибальчич разработал проект ракетного летательного аппарата, а в 1895 году А. Попов продемонстрировал первый радиоприемник.
В начале века ученые стали думать над тем, как использовать радио для управления механическими процессами на расстоянии. Это направление радиотехники, получившее в дальнейшем название телеметрии, нашло самое широкое и непосредственное применение в космонавтике. Дальность действия советских телемеханических систем к 1925 году исчислялась двумя десятками километров, но уже через два года она возросла в семь раз. В 1930 году был запущен первый советский радиозонд с телемеханическим устройством. В начале 30-х годов у нас стали разворачиваться работы по радиолокации. Примерно в те же годы началось освоение электронных систем телевидения.

Успехи, достигнутые дальнейшим развитием радиотехники и электроники, позволили советским ученым и конструкторам в конце 40-х — начале ,50-х годов приступить к разработке и созданию радиотехнических средств для испытаний первых баллистических ракет дальнего действия, а затем и ракеты-носителя для запуска первого искусственного спутника Земли.
По предложению С. Королева нашему институту, директором которого был А. Соколов, ставший впоследствии лауреатом Ленинской премии, доктором технических наук, поручили разработку эскизного проекта комплекса измерительных средств, связи и системы единого времени. Руководителем научно-исследовательской темы был назначен заместитель директора института Ю. Мозжорин, удостоенный позже звания Героя Социалистического Труда и Ленинской премии. Работу по различным разделам темы возглавили молодые тогда специалисты П. Агаджанов (ныне член-корреспондент АН СССР), Г. Нариманов, Г. Левин, В. Долгов, П. Эльясберг. Все они также стали лауреатами Ленинской премии. Результатом работы, за ходом которой внимательно следил Сергей Павлович Королев, должны были стать — и это прекрасно понимали исполнители темы — не только научные отчеты, но и самые настоящие наземные измерительные пункты, оснащенные радиотехническими средствами и укомплектованные обученными специалистами-испытателями, способными обеспечить управление первыми искусственными спутниками Земли.
Была создана крупная кооперация НИИ, КБ и заводов, трудолюбивые и талантливые коллективы которых возглавляли тогда главные конструкторы А. Богомолов, Н. Белов, А. Мнацаканян, Е. Губенко, Н. Бегун и другие опытные специалисты, ставшие впоследствии видными учеными в своих областях науки и техники. Разработанные под их руководством многие радиотехнические системы в ходе изготовления на заводах были изучены и приняты инженерами и техниками, которые затем работали с ними на измерительных пунктах, размещенных, как это и было предусмотрено эскизным проектом комплекса, на территории нашей страны по широте и долготе таким образом, чтобы своими зонами радиовидимости «перекрыть» как можно большее пространство, в котором намечались полеты первых спутников. Для обеспечения этого главного требования ряд пунктов пришлось расположить в отдаленных и труднодоступных местах.
И вот наконец наступил долгожданный день запуска первого в мире искусственного спутника Земли. Этот запуск стал и первой пробой возможностей радио в космосе.
Прием сигналов спутника («бип-бип-бип», будучи наложенными на мелодию песни «Родина слышит, Родина знает», стали позывными передачи «Последних известий» по Всесоюзному радио) и наблюдение за его полетом велись с помощью некоторых радиотехнических средств командно-измерительного комплекса и Министерства связи СССР, ионосферными и пеленгаторными станциями, оптическими пунктами Астросовета АН СССР, а также тысячами радиолюбителей и многими обсерваториями на всех континентах планеты. Время прохождения спутника над крупнейшими городами мира определялось по результатам радиотехнических измерений его орбиты и сообщалось накануне советскими газетами и широковещательными радиостанциями. В результате обработки информации, переданной спутником, были впервые получены данные о плотности верхней атмосферы Земли, распространении радиоволн в ионосфере, проверены на практике теоретические расчеты и основные технические решения, заложенные в конструкцию ракетно-космической системы и наземного радиотехнического комплекса.
От второго спутника с собакой Лайкой на борту, запущенного в канун 40-летия Великого Октября, 3 ноября 1957 года, кроме того, были получены данные о коротковолновом излучении Солнца, космических лучах и первые сведения о влиянии факторов космического полета на живой организм. Тогда впервые использовались приемные радиотелеметрические станции командно-измерительного комплекса.
В работе с третьим спутником, ставшим фактически первой научной лабораторией в космосе, были впервые задействованы все технические средства КИКа: радиолокационные и телеметрические станции нескольких типов, командные радиолинии и весь арсенал техники связи. Организаторами ее подготовки и непосредственными участниками ввода в эксплуатацию были высококвалифицированные специалисты И. Спица, Б. Воронов, М. Кра-сильников, А. Костюк, Г. Блашкевич и другие инженеры Центра и измерительных пунктов КИКа. Руководил ими пользовавшийся непререкаемым авторитетом опытнейший связист, прекрасный организатор и очень хороший человек — Георгий Иванович Чигогидзе. Созданный под его руководством надежнейший многоканальный контур связи, объединивший в общий циркуляр с Центром управления измерительные пункты, включая камчатский, был по тем временам системой связи мирового класса.
Следующим этапом развития радиосвязи в космонавтике стал 1959 год: 2 января был осуществлен запуск космической ракеты в сторону Луны. Около 62 часов поддерживал КИК и его «лунный» авангард — временный Центр космической связи на горе Кошка близ Симеиза — устойчивую радиосвязь с разведчицей межпланетных трасс до удаления ее от Земли примерно на 600 тысяч километров. По тем временам это был мировой рекорд дальности радиосвязи. Ее апофеозом в октябре того же года стала передача фототелевизионных изображений обратной стороны Луны, сделанных нашей третьей лунной станцией. Аппаратуру для этого разработал и создал коллектив специалистов под руководством главного конструктора М. Рязанского (ныне Герой Социалистического Труда, лауреат Ленинской и Государственных премий СССР, член-корреспондент АН СССР) и ведущего конструктора Е. Богуславского, также удостоенного звания Героя Социалистического Труда и Ленинской премии. Этот жеколлектив совместно с другими НИИ и КБ создал уникальную радиотехническую систему, смонтированную в 1960 году во вновь построенном Центре дальней космической связи неподалеку от Евпатории.
12 февраля 1961 года Центр вышел на связь с первой автоматической межпланетной станцией «Венера». А через два года при проведении последнего сеанса связи с «Марсом-1» была зарегистрирована рекордная по тому времени дальность радиосвязи — 106 миллионов километров. Это случилось 21 марта 1963 года. С помощью радио дорога к планетам Солнечной системы была открыта!
В середине 60-х годов Центр дальней космической связи пополнился еще более совершенной техникой: в результате на 100 миллионов километров увеличилась дальность радиосвязи и на целый порядок повысилась чувствительность приемных устройств. Но вершиной «космического» радиостроения нашего времени стал созданный под руководством М. Рязанского радиотелескоп РТ-70 с первой и пока единственной в мире полноповоротной, приемопередающей, многодиапазонной, квазипараболической, двухзеркальной антенной системой.
С особой тщательностью и вниманием подходят ученые и конструкторы к созданию средств связи с пилотируемыми кораблями и орбитальными станциями. Первую такую систему со светлым названием «Заря» создал коллектив разработчиков под руководством главного конструктора профессора Ю. Быкова. Как и многое другое в советской космонавтике, эта радиосистема была первой в мире. К ней предъявлялись достаточно высокие по тому времени требования: немедленное, без подстройки вхождение космонавтов в связь с Землей, ведение переговоров так, чтобы руки были свободны для другой работы на орбите, сама радиостанция должна без ущерба для ее действия нормально переносить перегрузки, невесомость и обеспечивать при этом постоянную хорошую слышимость.
Радиосвязь с пилотируемыми кораблями осуществляется в УКВ и KB диапазонах. При этом УКВ диапазон в пределах прямой радиовидимости обеспечивает дуплексную связь хорошего качества, высокой надежности и вполне достаточной дальности. Связь в KB диапазоне, как правило, используется в качестве резервной.
Кроме телефонной и телеграфной связи с космонавтами, начиная с полета Ю. Гагарина, поддерживалась и односторонняя телевизионная связь. Соответствующие приемопередающие радио- и приемные телевизионные станции были установлены на ряде измерительных пунктов, где во время полета «Востока» находились будущие космонавты А. Леонов, Е. Хрунов и другие. Они поддерживали связь с «Кедром» (позывной Гагарина), наблюдали за ним по телевидению, когда корабль проходил в зоне радиовидимости их измерительных пунктов. А Главный конструктор, имевший позывной «Заря-1», вел переговоры с Гагариным и наблюдал за ним с космодрома Байконур.
В полетах Ю. Гагарина и Г. Титова телевидение использовалось лишь для служебных целей. Впервые телевизионные репортажи непосредственно из космоса были переданы в августе 1962 года с борта третьего и четвертого «Востоков», на которых А. Николаев и П. Попович совершили первый в истории групповой полет. 18 марта 1965 года миллионы землян наблюдали на экранах телевизоров за выходом А. Леонова в открытый космос с борта «Восхода-2». В конце 1977 года наземные станции приняли первые телерепортажи из космоса в цветном изображении, которые передавал Г. Гречко при выходе за пределы орбитального комплекса «Салют-6» — «Союз-26».
Принципиально новый этап в развитии советского и мирового космовидения начался в марте 1979 года, когда со станцией «Салют-6» была установлена двусторонняя телевизионная связь. Для этого были использованы штатные и вновь созданные приемопередающие телевизионные станции на Земле и специально разработанный телеприемник в космосе.
Приняв изображение из космоса, наземный измерительный пункт «раздваивает» его — выводит для контроля качества «картинки» на свои мониторы — и передает в Центр управления полетом. Там изображение также «размножается» — демонстрируется на большом экране в главном зале и мониторах на рабочих местах специалистов. Наиболее интересные репортажи по каналам связи передаются в Московский телецентр, который и делает их достоянием миллионов телезрителей. Думается, нет необходимости говорить о важности и значении двусторонней телевизионной связи с космонавтами, особенно теперь, когда их полеты продолжаются многие месяцы.
Чтобы полнее оценить совершенство радиотехнических средств командно-измерительного комплекса, эффективность и напряженность его работы в целом, следует добавить, что наземные и морские станции, размещенные практически глобально, обеспечивают все виды радиосвязи с десятками космических аппаратов, одновременно действующих на орбитах. Это позволило создать постоянно действующие советские Государственные системы космической метеорологии, навигации, охраны и контроля окружающей среды, сверхдальней связи и телевидения.
Так союз радио и космонавтики — двух величайших достижений советской науки и техники — служит делу мира и прогресса на Земле, делу коммунистического строительства в нашей стране. И это особенно приятно подчеркнуть в День радио, в преддверии 30-летия космической эры и 70-й годовщины Великой Октябрьской социалистической революции.

Источник: «Авиация и космонавтика» №5 1987г.

Источник