происходит потому, что новые средства и углубленное проникновение в суть явлений открывают возможность гораздо лучше использовать старое, чем это удавалось раньше.

Эту интересную особенность можно усмотреть и в применении радиоволн различной длины. Первые радиоволны, полученные Генрихом Герцем для исследовательских целей, относились по нашему современному масштабу к ультракоротким волнам. А. С. Попов начал свои опьп-ы тоже с очень коротких волн, но по мере освоения радиоволн как средства связи он увеличивал их длину. Это удлинение происходило главным образом как следствие увеличения высоты и размеров антенн, а последнее вызывалось необходимостью повысить дальность связи. Передатчики первоначально не имели органов настройки, антенны возбуждались искрой, и наибольшая мощность излучения приходилась на частоту, соответствующую собственной длине волны антенны.

Однако в дальнейшем удлинение волны производилось уже сознательно. Короткие волны считались бросовыми, потому что прием на них оказывался возможным лишь на

малом расстоянии. Мы теперь знаем, почему это происходит. Затухание поверхностного луча коротковолнового излучения (распространяющегося вдоль земной поверхности) очень сильно. За зоной возможного приема, имеющей протяженность иногда всего в несколько десятков километров, следует очень большая - в иных случаях на тысячи километров - мертвая зона, где приема нет. А то, что на больших расстояниях прием снова становится возможным, не было известно, да при технике тех лет и не могло быть выяснено. Средние волны, на которых первоначально велась радиопередача, весьма подвержены помехам, качество приема на них сильно зависит от времени года, часа суток, погоды и пр.

Чем длиннее волны, тем менее заметными становятся эти их отрицательные свойства. Помеха наблюдается меньше, на приеме не так оказывается все то, о чем только что говорилось: зависимость от времени года и пр. Станций же было так мало, что их взаимные помехи не чувствовались. Места в эфире хватало всем.

В результате к началу империалистической войны 1914 г. длину волны проще было выражать не в метрах, а в километрах. Длины волн 5, 10, 20 и даже 30 км были обычными. Все гиганты эфира тех лет, такие, как Царскосельская и Ходынская радиостанции у нас, Науен в Германии, Сент-Азис во Франции, Карнарвон в Англии, Рокки-Пойнт в США и др., работали на волнах именно такой длины.

К началу 20-х годов - ко времени возникновения радиовещания - увеличение числа радиостанций вынудило к постепенному переходу на более короткие волны. Наш первый радиоконцерт был передан 17 сентября 1922 г^. на волне 3 ООО м. В дальнейшем наиболее длинной волной диапазона, отведенного для радиовещания, была волна 2 ООО ж; расширение диапазона происходило путем перехода на все более короткие волны. Теперь, как мы знаем, в радиовещательный диапазон входят и метровые (1-10 м) волны.

Диапазон электромагнитных волн, используемых не для радиовещания, несколько шире. Для разных целей применяются волны как несколько длиннее 2 ООО м, так и главным образом короче 1 м. Например, для радиолокации широко используются волны сантиметровой длины, есть устройства, работающие на миллиметровых волнах. В лазерах (см. стр. 226) применяются волны, длина которых измеряется даже микронами и долями их.

Таким образом, в течение по крайней мере 40 лет наблюдалось систематическое укорочение длины электромагнитных волн, используемых радиотехникой. Но не так давно на сцене снова появились длинные волны, которые, пожалуй, было бы правильнее назвать сверхдлинными, так как кх длина измеряется тысячами километров, достигая, например, 10000 (десяти тысяч!) км. Такие сверхдлинные волны (СДВ) обладают многими преимуществами. Распространение их очень стабильно, оно не зависит от времени года и времени суток, на них не сказываются атмосферные помехи. К их ценным особенностям относится способность проникать в известной степени сквозь воду и землю. Они прони-

кают в воду на десятки метров и поэтому могут быть применены для связи с объектами, находящимися под водой. Под землю они проникают больше чем на 100 м. Поэтому их можно использовать для геологических разведок, а также когда требуется связь сквозь землю . В последних случаях применяются рамочные антенны, число витков которых исчисляется тысячами.

Сверхдлинноволновые антенны, предназначенные для дальней связи, являются очень сложным сооружением. Для хорошей отдачи антенны должны быть очень протяженными. Выполнение подобных антенн, теоретически

возможное, практически неосуществимо из-за слишком высокой их стоимости. И тут возникло интересное предложение - использовать в качестве антенны подходящие по конфигурации острова или полуострова. Длина их должна быть 30-35 км. Желательно, чтобы омывающие их моря были возможно более солеными, т. е. были хорошим проводником. Антенна в данном случае получается такой, какая носит название щелевой . На рисунке, заимствованном из радиожурнала, приводятся план такого полуострова-антенны и ее щелевой аналог.

От нескольких тысяч .километров до долей микрона - таков огромный диапазон электромагнитных волн, которым оперирует современная радиотехника. Но это далеко не самые короткие и не самые длинные из известных науке электромагнитных волн. О том, какие волны самые короткие, зйает большинство. Это волны, соответствующие гамма- и космическим лучам. Частота первых 10 гц, а частота вторых примерно 10 гц, а длины волн соответственно 3 10~ микрона и 3 10 микрона. А самые длинные из известных радиоволн обнаружены геофизиками. Это волны внеземного происхождения. Длина их достигает 30 млн. км, следовательно частота равна 0,01 гц. Период колебания длится 100 сек, т. е. почти 2 мин. Между Солнцем и Землей может уложиться примерно лишь пять волн такой длины.

Столь длинные волны обнаружены по их магнитной составляющей.

Волны не такой космической длины, но все же не маленькие - 10 и более километров - оказались очень удобными для навигационных целей. Когда вследствие магнитных и других возмущений прерывается связь на обычных диапазонах, современный самолет попадает в очень тяжелое положение: связи с землей нет, маяки не слышны, локаторы работают неуверенно. А ведь реактивный лайнер огромных размеров, мчащийся с колоссальной скоростью, не может сесть где придется. Тут, оказывается, и могут прийти на помощь очень длинные волны. Связь на них гораздо более устойчива, чем на обычных длинных волнах (1 ООО- 3 ООО ж), а о более коротких волнах и говорить не приходится.

Так длинные волны вновь завоевывают утраченные было позиции.

Кому не приходилось любоваться ночным небом? Его огромный купол как будто покрыт иссиня-черным бархатом, по которому разбросаны золотые брызги звезд.

Вид бездонного ночного неба рождает мысли о бескрайности Вселенной, о далеких чужих мирах.

Кажется, что в ясную ночь ничто не мешает наблюдать небо. Воздух тих и прозрачен, исчезла та дымка, которая днем скрывала дали. Глядишь на небо и чувствуешь, что между тобой и мерцающими звездами нет ничего, кроме огромного расстояния.

Однако это ощущение обманчиво. Земля словно броней закрыта своими оболочками. Их много. Мы различаем тропосферу (0-16 км), стратосферу (16-32 км), хемосферу (32-80 км), ионосферу (80-400 км). Дальше находится пространство, которое иногда называют экзосферой, а чаще космическим пространством. По последним исследованиям, произведенным при помощи искусственных спутников и космических ракет, у Земли есть корона из атомов водорода,

93640

простирающаяся на высоту до 20-30 тыс. км. Помимо того, на высоте около 100 км есть пылевая оболочка, представляющая собой концентрацию микрометеоров. Наконец, вокруг Земли обнаружены пояса радиации, являющиеся скоплением электронов.

Все эти многочисленные оболочки можно назвать прозрачными лишь весьма условно.

Какой смысл мы вкладываем в слово прозрачный ? Мы считаем прозрачным то, через что мы можем видеть. Видеть - значит воспринимать световые лучи. А так как световые лучи представляют собой электромагнитные колебания, хочется сделать вывод, что прозрачной средой является среда, которая пропускает электромагнитные колебания.

Такой вывод не соответствует реальной действительности. Земная атмосфера и обнаруженные в последнее время дополнительные оболочки ее непрозрачны для электромагнитных колебаний любой частоты. Вернее, земные газовые и иные оболочки пропускают только два небольших участка волн из всего известного нам огромного спектра электромагнитных колебаний, простирающегося от самых жестких гамма-лучей (примерно 3 10* Мгц) до самых длинных радиоволн (при.мерно до 10 кгц). Эти участки называют окнами прозрачности.

Существование первого окна прозрачности как раз и дает нам возможность любоваться ночным небом. Через это окно к нам проникают видимые световые лучи [(4-=-8) X X 10* Мгц] и в некоторой степени прилегающие участки ультрафиолетовых и инфракрасных зон. Сквозь это окно Солнце несет нам свет и тепло.

Долгое время - с того дня, когда наши предки впервые посмотрели на небо, и почти до последних дней - исследование Вселенной происходило только через это окно . Телескопами, фотоаппаратами, спектроскопами и другими средствами ученые собирали те сведения о Вселенной, которые несли световые лучи. Изощренный человеческий разум путем хитроумнейшего анализа световых лучей сумел извлечь из них очень много. На результатах этого анализа зиждятся все наши знания о Вселенной: об общих законах, которым подчиняется движение небесных тел, и о самих этих телах и их ассоциациях, их температуре, массе, примерных размерах, составе, направлении и скорости движения и пр. Ученые могут создать точную картину 124

неба, такую, какой она представлялась с Земли тысячи лет назад, могут сказать, каким небо будет через 100 лет, могут предсказать небесные явления значительно точнее, чем метеорологические условия на своей собственной планете. Успехи в завоевании космоса, которыми ознаменовались последние годы, блестяще подтвердили точность всех астрономических расчетов.

Но информация, которую несут световые лучи, ограничена. Из их анализа нельзя получить все сведения о Вселенной, которые нужны науке. Поэтому исключительно ценным оказалось открытие второго окна прозрачности , о существовании которого можно было догадываться уже давно, но начало обследования и использования которого стало возможным лишь в последние 10-15 лет благодаря успехам радиоэлектроники. Через это окно к нам на Землю из космического пространства могут проникать (и уходить с Земли в обратном направлении) радиоволны длиной примерно от 1см R0 30 м, т. е. от 30 ООО до 10 Мгц. Волны более длинные и более короткие поглощаются атмосферой и через нее не проходят.

Впервые это окно было практически использовано в 1946 г. для радиолокации Луны. С тех пор радиолокаторы много раз прощупывали Вселенную в рамках нашей Солнечной системы. Чрезвычайно удачной была наша радиолокация Венеры в 1961 г. Сигналы радиолокаторов добрались уже до Солнца, Марса и даже Юпитера.

Но радиолокация является лишь небольшой частью в использовании второго окна во Вселенную - радиоокна. Испытания и исследования радиоволн, доносящихся к нам из космоса, показали, что эти волны возбуждаются небесными телами и несут дополнительную информацию, которую часто невозможно получить от световых лучей.