Кандидат технічних наук Д. МЕРКУЛОВ.
Суперник Едісона
Американський інженер сербського походження Нікола Тесла (1856-1943) за кількістю винаходів світового значення міг би конкурувати з Т. А. Едісоном. До речі, у свій час вони працювали разом, але потім розійшлися - Едісона залучали тільки ті галузі техніки, де можна було отримати матеріальну вигоду, а Теслу в першу чергу цікавили проблеми, які важко вирішити. Ще в 1891 році він розробив електричну схему і сконструював пристрій, названий їм "резонанс-трансформатором" і призначене для передачі на відстань електричної енергії без допомоги дротів. По суті - це високочастотний автогенератор, що виробляє електричну напругу амплітудою до декількох мільйонів вольт. Тесла запропонував кілька варіантів генератора, що відрізняються робочими частотами і величиною корисного сигналу. Загальним же у всіх конструкціях була наявність вихідного трансформатора, що складається з двох котушок з індуктивним зв'язком без сердечника. Первинна обмотка трансформатора була намотана з декількох витків товстого дроту, і, щоб у вторинній обмотці отримати високу напругу, вона містила тисячі витків. Первинна обмотка через розрядник підключалася до конденсатора, що заряджається від котушки Румкорфа, а пізніше - від мережевого трансформатора до декількох тисяч вольт. При розряді конденсатора через іскровий проміжок виникав потужний електромагнітний імпульс, який можна було прийняти на досить великій відстані від генератора. Частота генератора залежала в основному від параметрів (R, L, C) вхідний ланцюга трансформатора, а в якості навантаження виступали антена і заземлення.
Сам Н. Тесла не припускав використовувати "резонанс-трансформатори" для бездротового зв'язку. Він збирався з їх допомогою передавати на великі відстані електроенергію, використовуючи електромагнітні хвилі частотою в сотні кілогерц. трохи пізніше він навіть зізнавався фінансувати деякі його роботи банкіру Дж. Моргану, що його більше цікавить бездротова передача енергії на великі відстані і менше - вирішення питань зв'язку, хоча ідею "телеграфу без проводів" він не відкидав і розумів, що її можна реалізувати шляхом переносу електромагнітних коливань. У вересні 1897 року М. Тесла почав оформлення патенту (№ 645576, США) на приемопередающее пристрій, дистанційно управляє атакуючим плаваючим апаратом (наприклад, торпедою). Трохи пізніше він демонстрував його у дії на виставках.
Точно можна стверджувати, що радіотехніка як наука з'явилася з першими роботами Н. Тесли. Для величезного парку радіоапаратури до цих пір у відповідності з його ідеями розробляють високочастотні генератори і хвильові радіопередавачі.
Ау, інопланетяни!
Безсумнівно дуже талановитий інженер, М. Тесла в той же час часто впадав в містику. Так, у свій час йому здавалося, що він спілкується з представниками інопланетного розуму. Одного разу, на початку ХХ століття, йому нібито вдалося прийняти сигнали з планети, що обертається навколо далекої зірки.
Цікаво, що пізніше цілком раціонально мислячі люди витратили масу зусиль і коштів, намагаючись прийняти сигнали з космічних глибин. Їм здавалося, що в нашій і інших галактиках мешкають незліченні цивілізації. Проте успіхів у встановленні контактів поки що не більше, ніж у спробах зв'язку з потойбічним світом.
Мабуть, даний рід діяльності все ж не має перспектив. Навіть якщо на Землі візьмуть якийсь упорядкований сигнал, то, по-перше, навряд чи вдасться його розшифрувати, а по-друге, відстані до областей всесвіту, де могла б існувати розумне життя, обчислюються сотнями і тисячами світлових років, отже, ніякої обмін інформацією з такими далекими світами практично неможливий.
Від грозоуказателя до прийому тексту
Після лабораторних дослідів Г. Герца на початку 1880-х років з електромагнітними хвилями ідея бездротового телеграфу стала реальною перспективою, хоча багато хто не бачили в ній великої потреби: у Європі та Америці провідним зв'язком були охоплені цілі країни, і працювала вона цілком надійно. Однак кабелі не можна було протягнути до морських суден і у важкодоступні місця. Дорого коштувала та їх прокладка, наприклад через водні перешкоди.
До початку 1890-х років уже був відомий прилад, здатний реагувати на електромагнітне випромінювання діапазону радіочастот. З ним багато експериментував відомий французький фізик Е. Бранлі. Детектором в приймачі служив когерер, ще в середині XIX століття застосовувався в різних конструкціях грозоуказателей. Когерер представляв собою трубку, заповнену металевими тирсою, з виведеними назовні контактами. Когерер досить погано проводив електричний струм, але під дією сильного електромагнітного поля електричний опір різко падав. Щоб повернути когерер в початковий стан, його потрібно було струснути.
Викладач Морського інженерного училища Олександр Степанович Попов удосконалив когерер: він включив у його ланцюг електромагнітний дзвінок і зміцнив його так, щоб молоточок дзвінка при роботі постукував по трубці когерера. Вийшов приймач електромагнітних коливань, здатний уловлювати не тільки імпульси, а й безперервний сигнал. На засіданні Російського фізико-хімічного товариства (РФХО), що проходив у Санкт-Петербурзі 7 травня (25 квітня) 1895 року, Попов продемонструю вал свій винахід, виступивши з доповіддю "Про відношення металевих порошків до електричних коливань". Для підвищення чутливості приймача до нього приєднали антену завдовжки близько 2,5 метра. Як джерело електромагнітних коливань був використаний вібратор Герца.
Менш ніж через рік, 24 (12) березня 1896 року, тобто 110 років тому, на черговій сесії РФХО за допомогою апаратури Попова була передана перша текстова радіограма. На засіданні, яке проходило у фізичному кабінеті Санкт-Петербурзького університету, були присутні відомі вчені-фізики, викладачі університету, керівники військово-морського відомства. П. Н. Рибкін, асистент А. С. Попова, знаходився на відстані 250 метрів в будівлі хімічного факультету і передавав кодовані сигнали. Як джерело електромагнітних коливань використовувався вібратор Герца з котушкою Румкорфа. Текст передається радіограми присутнім був невідомий. До речі, до виходу розробленого Поповим приймача можна було підключати реєструючі пристрої, наприклад самописний прилад братів Рішар або телеграфний апарат Морзе. З'являлися на стрічці апарату знаки розшифровував вчитель О. С. Попова Ф. Ф. Петрушевський і записував їх крейдою на дошці. Після закінчення передачі на дошці з'явився запис, що складається з двох слів: "HEINRICH HERTZ". Таким чином російський винахідник віддав належне великому вченому-фізику, вперше дослідив електромагнітні хвилі.
Детальний опис всього, що відбувалося на цій сесії РФХО міститься в численних свідченнях і опублікованих мемуарах учасників події, в тому числі П. Н. Рибкіна. Крім того, є документи з описом його експериментів.
А. С. Попов відразу зрозумів, яке практичне значення має його винахід, і запропонував використовувати бездротовий зв'язок для оперативного зв'язку з кораблями в Балтійському морі і Фінській затоці, для отримання повідомлень від судів, що терплять лихо.
Правоту Попова підтвердили події, що відбулися кілька років по тому. У листопаді 1899 року сів на мілину броненосець "Генерал-адмірал Апраксін". Команда крейсера "Адмірал Нахімов" помітила терпить лихо корабель і по радіо повідомила про подію в Санкт-Петербург. На допомогу броненосцю вийшли кораблі, і "Генерал-адмірал Апраксін" був врятований. На початку 1900 року на Балтиці у відкрите море віднесло крижину з п'ятдесятьма рибалками. Завдяки прийнятому сигналом лиха їх вдалося визволити з біди. У суворих зимових умовах радіоапаратура Попова пропрацювала майже три місяці. Всього прийнято і відправлено 440 радіограм. За методичне та адміністративне керівництво роботами А. С. Попова нагородили премією в 33 тисячі рублів (приблизно мільйон доларів за нинішнім курсом).
По суті, розроблені Поповим та його співробітниками апаратура бездротового зв'язку і методика її застосування стали початком корінного перевороту в житті нашої цивілізації. Пріоритет А. С. Попова у винаході радіо остаточно визнали через століття, і на відзначення 100-річчя цієї події ЮНЕСКО оголосила 1995 рік Світовим роком радіо.
Скільки мотузці не витися ...
Але повернемося у 1895 рік. Влітку повідомлення про роботи А. С. Попова надійшло до Італії в Університет міста Болонья (ці документи досі зберігаються там в бібліотеці), і з ними познайомився професор А. Риги. В кінці 1895 - початку 1896 року лекції А. Риги з фізики і прийому електромагнітних збурень відвідував вільний слухач Г. Марконі.
До речі, народився в 1874 році Г. Марконі був досить молодий і як фахівець з радіотехніки зовсім невідомий. Не існує жодного документа, що підтверджує його причетність до робіт з фізики та електротехніки. Однак 2 червня 1986 Г. Марконі подав в Англії попередню заявку № 12039 на патент "Удосконалення в передачі електричних імпульсів і сигналів і в апаратурі для цього". На самому початку заявки зазначено, що "супроводжують даний винахід електричні прояви і дії передаються по повітрю, землі або воді шляхом електричних коливань високої частоти".
Вже одна ця фраза демонструє слабке знання Марконі предмета. Адже навіть школярам відомо, що вода і грунт сильно перешкоджають поширенню радіохвиль. І 2 березня 1897 послідували доповнення до поданого раніше документу. Процитований вище фрагмент виглядав по-іншому: "Моє винахід пов'язане з передачею сигналів значеннями електричних коливань високої частоти, що поширюються в ефірі". Але пропонована італійцем схема повторювала приймач А. С. Попова. Тим не менш 2 липня 1897 заявку затвердили і видали патент.
Згодом Г. Марконі показав себе талановитим підприємцем, помітною фігурою в розвитку радіо. Створивши комерційне підприємство, він першим здійснив трансатлантичну передачу, яку багато вчених вважали неможливою через кривизну земної поверхні.
Запозичення чужих ідей не завжди приносило успіх Марконі. Так, 1 червня 1898 року він подав до англійського патентне відомство заявку на винахід радіо, названого їм джіггером (від англ. Jigger - сортувальник), і яка мала в якості основного елемента "резонанс-трансформатор" Н. Тесли. Винахід дозволяло перейти до селекційного (виборчому) прийому електромагнітних коливань. До цього приймач спрацьовував на сигнал будь-якої довжини хвилі, якщо тільки він був достатньої потужності. Інакше кажучи, якщо працювали два передавачі, то розрізнити їх не представлялося можливим. Тепер поява коливального контуру дозволяло налаштовуватися на певну хвилю. Марконі отримав в Англії патент і розповсюдив його дію на інші технічно розвинені країни. Однак у США в 1943 році після багаторічної судової тяжби йому відмовили у видачі патенту. Верховний суд країни не побачив у винаході Г. Марконі принципових відмінностей у використанні "резонанс-трансформатора", запропонованого Н. Тесла і втіленого в його винаходах. Так часом химерно схрещуються долі авторів і їх творінь.