Четыре жизни академика Берга

Идея радиолокации основана на общеизвестных принципах, поэтому дело было в том, кто первый решил дать им практическое применение. Работы начались почти одновременно во многих местах. Вопрос состоял в том, кому первому удастся их удачно завершить. Кому посчастливится поставить радиолокацию на службу своему государству, своей армии. Дело было в том, кто раньше сможет сделать прибор, способный точно определять расстояние до малых быстро движущихся целей. Ведь радиолокация — это определение местонахождения при помощи радиоволн. Эти волны излучаются антенной в виде узких пучков, похожих на лучи прожекторов. Большинство современных радиолокаторов излучает лучи радиоволн не непрерывно, а короткими порциями. Излучив такую порцию, радиолокатор «выжидает», пока луч наткнется на препятствие и, отразившись от него, вернется обратно. Зная скорость распространения радиоволн (а она равна скорости света) и время, которое затратил луч на то, чтобы пропутешествовать до цели и обратно, легко определить расстояние до этой цели, а по углу наклона антенны определить и высоту, на которой летит самолет противника.

Этот принцип внешне похож, но в корне отличается от того, на котором основаны звукоулавливатели. Когда самолеты начали летать по ночам и в облаках, были созданы звукоулавливатели, определявшие их местонахождение по шуму мотора. Это были пассивные приборы. Они ничего не излучали, а, затаившись, подобно охотнику, чутко вслушивались в ночные шумы. Звукоулавливатели хорошо выполняли свою задачу, но только до тех пор, пока скорость самолетов не превысила 500 километров в час. Местонахождение скоростных самолетов вышло из-под контроля звукоулавливателя. Пока до прибора доходил шум от мотора, самолет уже сам убегал от него. И звукоулавливатели стали беспомощны. Естественным оказалось желание заменить звук каким-нибудь другим «быстроногим» разведчиком. Но каким?

Ответ был отыскан много раньше, чем поставлен вопрос. Когда Александр Степанович Попов проводил опыты по радиосвязи в Финском заливе, он заметил, что, если между приемником и передатчиком проходил корабль, сила приема резко изменялась. Попов понял, что часть радиоволн отражалась от металлической поверхности корабля и отбрасывалась ею обратно в сторону радиопередатчика. Возникла мысль о возможности применения радиоволн для контроля входов в бухты и заливы, для охраны фарватера.

«Применение источника электромагнитных волн на маяках в добавление к световому или звуковому сигналам может сделать маяки работоспособными в тумане и в бурную погоду; прибор, обнаруживающий электромагнитную волну, звонком может предупредить о близости маяка, а промежутки между звонками дадут возможность различать маяки. Направление маяка может быть приблизительно определено, пользуясь свойством мачт, снастей и т. п. задерживать электромагнитную волну, так сказать, затенять ее», — писал Попов в одном из своих отчетов в 1897 году. Но изобретателю радио не удалось воспользоваться своим замечательным наблюдением и реализовать эту новую идею.

Созревание идеи о применении радиоволн для обнаружения морских судов и других крупных предметов шло параллельно с развитием радиотехники. Родилось много патентов на различные приборы, много конструкций, среди них были такие, которые почти ничем не отличаются от современных радиолокаторов – активных устройств, излучающих радиоволны и принимающих сигналы, отраженные от цели. Но дальше идеи дело не двигалось. Радиолокатор требовал создания специальных типов радиоламп, особых антенн, особых регистрирующих устройств. Но главное: чтобы радиоволны «заметили» встречный предмет и отразились от него, их длина должна быть много меньше размеров этого предмета. Чем больше разница, тем четче эффект. Если длина радиоволны будет больше размеров встречного предмета, она легко обогнет его и уйдет дальше, подобно тому, как морские волны огибают сваи пристани или небольшие камни. Только от скал морские волны отражаются назад. Поэтому для осуществления идеи радиолокации нужны короткие волны — волны длиною от нескольких метров до нескольких сантиметров. Однако известные в начале двадцатых годов радиолампы не могли генерировать столь короткие волны. Мощность радиоволн, получаемая при их помощи, быстро падала по мере укорочения длины волны. Причиной были как принципиальные, так и непреодолимые в то время конструктивные трудности.