Беседы о бионике

А "магнитная чувствительность" пернатых? Об этом пока новых сведений нет. Зато стало известно, что магнитное поле способно действовать на головной мозг млекопитающих и, в частности, на такой его важный отдел, как гипоталамус (советский ученый Ю. А. Холодов). И, быть может, в ближайшее время мы услышим что-нибудь новое и о "магнитной чувствительности" птиц? Ведь техника экспериментов в биологии и бионике совершенствуется с каждым днем.

Говоря об ограниченности наших нынешних знаний в области ориентации животных, необходимо подчеркнуть следующее: если мы сейчас уже что-то знаем о наличии такой ориентации, имеем весьма приближенные и, как уже отмечалось, явно неполные сведения о ее способах, то о механизме ориентации — устройстве и принципе работы систем ориентации животных — мы почти ничего не знаем. И объясняется это все тем, что нам пока еще далеко не ясно, как исследовать физиологические изменения, происходящие в организме животных во время их ближней и дальней миграции, как определять влияние факторов среды, которые приводят в действие навигационный механизм животных, как получить возможность наблюдать на больших расстояниях за жизнью животных, их поведением непрерывно, в течение дня и ночи, на протяжении нескольких дней, недель и даже месяцев.

В решении этой проблемы на помощь ученым недавно пришла микроэлектроника. Представьте себе такую картину. В большом автомобиле, снабженном специальным радиоприемником, сидит орнитолог. На голове у него надеты наушники. Сосредоточившись, он медленно вращает антенну, установленную сверху на машине. Четкий конус диких гусей летит в мрачном грозовом небе. Их громадные крылья выглядят темными на фоне серых туч. Низкий характерный крик гусей то и дело долетает до земли. Но орнитолог не слышит голосов птиц. В наушниках слышны лишь четкие, непрерывные и пронзительные сигналы пищика радиоприемника. Это радиосигналы, посылаемые гусями-путешественниками!

Каким же образом дикие гуси превратились в радиовещательные станции? А дело в том, что птицы несут на себе крошечные, очень легкие радиопередатчики, получающие питание от ртутных батарей (подобных тем, которыми пользуются в усилителях для глухих) и подающие сигналы мощностью 0,1 мвт. Антеннами служат петли сбруи. Каждая миниатюрная станция весит менее 56 г, и гуси быстро привыкают к ней. Скрытая в оперении сбруя не нарушает аэродинамических свойств птицы. Когда гуси находятся в полете, сигналы, посылаемые радиопередатчиком, можно принимать в радиусе 16 км.

Рис. 4. Голубь с укрепленным на спине мощным миниатюрным передатчиком — маяком. Антенна во время полета остается в горизонтальном положении

Аналогичным образом, используя телеметрию, Управление научных исследований военно-морского флота США проводит опыты по изучению методов навигации, применяемых голубями. На спине голубя укрепляется собранный на полупроводниках микроминиатюрный радиомаяк мощностью 1 мвт, работающий на частоте 140 гц и весящий вместе с источником питания около 28 г (рис. 4). Источником энергии служат три крошечных ртутных элемента, генерирующих ток в течение 20 час. (В дальнейшем инженеры предполагают решить проблему питания передатчиков путем применения термоэлементов, использующих тепло тела птицы.) За голубем в полете тянется очень легкая антенна длиной 101,6 см. Сигналы маленького крылатого радиста четко принимаются высокочувствительными приемниками с узконаправленной антенной на расстоянии до 40 км. Пеленгация голубя осуществляется в строго определенное время, и точки его нахождения наносятся на карту. Если радиопередатчик "вживить" в организм и соединить его с другими приборами, можно получать информацию о зависимости маршрута от внешних условий и состояния разных органов чувств пернатых. Применение магнитометра позволит учитывать реакцию подопытного крылатого штурмана на изменение магнитного поля. Американские ученые и инженеры надеются, что результаты проводимых опытов позволят им раскрыть тайну "биологической навигационной системы голубей" и на этой основе создать новую малогабаритную и высоконадежную аппаратуру.

В недалеком будущем для ретрансляции сигналов радиопередатчиков с перелетных птиц американские ученые и военные специалисты собираются спроектировать установку приемно-передаточного устройства на искусственном спутнике, запущенном по полярной орбите и совершающем полный оборот за 103 мин. Предполагается, что при наличии 24 приемных станций, распределенных по земному шару, спутник позволит собрать сигналы с площади более 4000 км² за каждый оборот и даст возможность сопоставить перелеты птиц с данными о погоде, принятыми с того же спутника или взятыми из наземных сводок.