Ирина Радунская - Безумные идеи
Ученые, приступив к попыткам радиолокации планет, воспользовались самыми мощными локаторами. Но приемники этих локаторов работали на электронных лампах, и внутренние шумы ламп заглушали слабое радиоэхо, пришедшее из космических далей. Даже электронные вычислительные машины, привлеченные к обработке принятых сигналов, давали крайне неточные результаты.
Положение резко изменилось, когда приемники планетных радиолокаторов были снабжены малошумящими парамагнитными усилителями. Их чувствительность сразу возросла в десятки раз.
Благодаря этому советские ученые во главе с академиком В.А. Котельниковым на основе обработки сигналов, отраженных от планеты Венера, смогли получить наиболее точное значение величины астрономической постоянной – этого масштаба расстояний в космосе. Без точного знания этой величины нельзя рассчитывать траектории межпланетных ракет.
Большая чувствительность планетного локатора позволила группе Котельникова первой осуществить радиолокацию планет Меркурий и Юпитер и осуществить космическую радиосвязь через планету Венера.
При радиолокации планеты Марс, выполненной одновременно с аналогичной работой американских ученых, тоже применивших парамагнитный усилитель, советские ученые получили более полные результаты.
Еще много других замечательных перспектив открывает применение молекулярных приборов в науке и технике.
Обо всем сразу не расскажешь. Постепенно об этом поведает сама жизнь.
Гарин был не прав
Редко бывает, чтобы научное открытие
оказалось чем-то совершенно неожиданным,
почти всегда оно предчувствуется;
однако последующим поколениям,
которые пользуются апробированными
ответами на все вопросы, часто нелегко оценить,
каких трудностей это стоило их предшественникам.
Чарльз ДАРВИН
Из студенческой песни
Двадцать – двадцать пять лет назад студенты Московского энергетического института на своих вечерах нередко пели:
Гордится Франция Фабри,
Германия гордится Кантом,
А наше славное МЭИ
Гордится Валей Фабрикантом.
Первокурсники обычно спрашивали своих старших товарищей, кто этот Валя-фабрикант, которым гордится их институт?
Но оказывалось, что человек с такой странной фамилией отнюдь не владеет фабриками, а преподает в их институте и успешно работает в области оптики. И Фабри, которым гордятся французы, тоже занимался оптикой. А один из гениев немецкого народа – Кант, перед тем как окунуться в пучины идеалистической философии, много сделал для развития естественных наук.
Валентин Александрович Фабрикант, о котором распевали московские студенты, в 1939 году блестяще защитил докторскую диссертацию. В этой диссертации, опубликованной годом позже, был небольшой раздел, посвященный доказательству того, что одно поразительное явление, наблюдавшееся лишь в лучах небесных светил, можно воспроизвести в лаборатории.
Это был чисто теоретический раздел работы. Фабрикант не выполнил в то время соответствующего опыта. Началась Великая Отечественная война.
По сравнению с драматическими событиями тех лет открытие Фабриканта казалось неактуальным и было надолго забыто.
Никто не подозревал тогда, что новому открытию суждено приблизить век космических путешествий.
Загадка кометных хвостов
Кто знает, как давно человек впервые увидел в небе комету, хвостатую звезду – одно из самых редких и удивительных явлений! Появление новой кометы до сих пор считается крупным событием в науке: ведь природа комет еще полностью не изучена.
Каждый раз, когда в небе появлялась хвостатая звезда, у ученых возникал один и тот же недоуменный вопрос: почему хвост кометы всегда направлен от Солнца? Давно выяснилось, из чего состоит и сама комета и ее хвост, но почему он вопреки силе притяжения отворачивается от Солнца, – это странное обстоятельство не находило объяснения.
Но вот у ученых возникла полудогадка-полууверенность: ведь солнечный свет, несомненно, материален и способен оказывать механическое воздействие на встречные предметы. Эта удивительная гипотеза подтвердилась знаменитыми опытами русского физика П.Н. Лебедева, изучившего давление света в лабораторных условиях. И ученые поняли истинные причины странного поведения хвостатых звезд: солнечный свет отталкивает атомы и пылинки, из которых состоит кометный хвост, сильнее, чем солнечное тяготение привлекает их! И, наблюдая все новые и новые кометы, смогли убедиться, что возникновение и развитие кометного хвоста – действительно результат давления солнечного света.
Хотя ученые и обнаружили механическое действие света, о практическом его использовании не возникало даже мысли. Еще бы! Такая мысль показалась бы просто абсурдной. Расправляясь с самыми длинными из кометных хвостов, солнечные лучи не в состоянии шевельнуть даже волосом на голове человека. О каком же практическом использовании давления света могла пойти речь?
Тем не менее... Современная техника в некоторых вопросах просто зашла в тупик. И может выйти из него только с помощью давления световых волн!
Вот пример. Как может человек за время своей короткой жизни побывать на звездах, расположенных на расстояниях в сотни и тысячи световых лет от Земли? Умчать туда может только сверхскоростная ракета. Но никакие химические топлива не в состоянии разогнать ракету до скорости, необходимой для полетов за пределы солнечной системы. Это сделать могут только электромагнитные волны.
Расчеты показывают, что если создать мощный пучок электромагнитных волн, то его реактивная сила может разогнать ракету гораздо сильнее, чем любой другой двигатель. Теоретически таким путем можно даже приблизиться к предельной скорости – скорости света. Правда, на пути создания таких ракет, названных фотонными, еще столько трудностей, что эта задача пока остается разрешимой лишь на бумаге.
На плечах света
А в последнее время, буквально в наши дни, ученые придумали для световых волн еще одну работу. Работу удивительную, на первый взгляд просто невероятную.
Над нашей планетой летает уже много искусственных спутников. Они изучают погоду, исследуют ионосферу и поле тяжести Земли. Их орбиты проходят на сравнительно малых высотах. Из-за трения в верхних слоях атмосферы спутники быстро теряют скорость, снижаются и. сгорают. Срок их жизни ограничен, а ведь на них затрачивается много средств, от них ждут длительной службы.
Вот тут-то и родилась заманчивая идея: что, если попытаться удержать спутники на орбитах, подпирая их с Земли... пучками света? Пусть, решили ученые, лучи мощных специальных источников, расположенных на Земле, поступают со спутниками так же, как лучи Солнца с хвостами комет.
Сделали предварительный расчет и убедились, что эта задача реальна не только теоретически, но и практически. Необходимое для этого давление света сравнительно мало, так как невелико и трение спутника в весьма разреженных верхних слоях атмосферы.
Однако те же расчеты натолкнули на обескураживающий вывод. Оказывается, даже мощным прожекторам такая задача не по плечу. Они не способны дать нужные для этой цели световые пучки. Вы, наверное, замечали, что луч прожектора, имеющий вначале диаметр 1...2 метра, постепенно расширяется, так что на расстоянии в несколько километров площадь светового пятна составляет сотни квадратных метров. В результате на высотах, на которых движутся исследовательские спутники Земли, световые волны, излучаемые прожектором, разбегаются на столь обширную площадь, что их давление, малое даже вблизи прожектора, оказывается ничтожным.
Оптика подсказывает, что для уменьшения расходимости светового пучка прожектора нужно уменьшить площадь источника света. Но это связано с уменьшением его мощности, так как повысить температуру источника не позволяют свойства известных нам материалов. Таким образом, классическая светотехника оказалась в замкнутом круге. И ученые убедились, что решение поставленной задачи обычными методами невозможно.
Выход из тупика был найден в результате объединения методов радиотехники, квантовой механики и оптики. На стыке этих наук возникла квантовая радиофизика, позволившая создать принципиально новые источники света и радиоволн.
Оказалось, что необходимые мощные пучки электромагнитных волн могут дать людям не прожекторы, не уже известные генераторы волн и даже не ослепительное Солнце, а... атомы и молекулы!