Часть 2

Часть 1

Маркони и его достижения. Совсем по иному, чем у Попова, сложилась жизнь другого изобретателя радио – Гульельмо Маркони (1874– 937). В 20 лет, узнав об опытах Герца, он с декабря 1894 года приступил к собственным экспериментам на ферме своих родителей под Болоньей (Италия), переоборудовав под лабораторию зернохранилище.

Вот что говорил о себе Маркони в зрелом возрасте: «Я никогда не изучал физики и электротехники систематически, хотя ещё мальчиком я очень интересовался этими вопросами. Однако я прослушал полный курс лекций по физике ... и я был достаточно хорошо знаком с публикациями того времени, относящимся к научным вопросам, включая также работы Герца, Бранли и Риги».

Не глубокие научные знания, а практическая сметка, интуиция, умение всё сделать своими руками и не знающая границ работоспособность были сильными сторонами натуры Маркони, приведшие его к успеху и всемирной известности.

Маркони с громадным упорством, свойственным великим изобретателям, двигался к решению поставленной им цели: создать аппараты по практическому использованию волн Герца. За полтора года напряжённой работы он добился дальности радиосвязи с помощью созданных им аппаратов до трёх километров, причём, что особенно важно, вне пределов прямой видимости.

В Италии не нашлось людей, поверивших в успех дела Маркони. Единственным человеком, кто его безоговорочно поддерживал, кто верил в его «звезду», кто не сомневался в таланте и успехе изобретения молодого Гульельмо, была его мать. Будучи уроженкой Ирландии и зная, как её родина восприимчива к необычным изобретениям, она предложила сыну отправиться в Великобританию.

22-х летний Гульельмо последовал её совету, отправившись в 1896 г. в Лондон, где он продемонстрировал работу сконструированных им аппаратов, передав с крыши лондонского почтамта в другое здание радиограмму азбукой Морзе на расстояние в полтора километра. После этой демонстрации изобретением Маркони заинтересовались Почтовое ведомство и Адмиралтейство Великобритании. 2 июня того же года Маркони подал заявку на «усовершенствования в передаче электрических импульсов и сигналов...», а 2 сентября провёл первую публичную демонстрацию своего изобретения на равнине Солсбери, добившись передачи радиограмм на расстояние в 3 км.

В июле 1897 г. Маркони получает первый английский патент на своё изобретение, в котором принцип действия системы электросвязи без проводов и схема радиоприёмника были близки аппаратам, созданным А.С. Поповым. В этой связи заметим, что А.С. Попов первый сеанс радиосвязи провёл 25 марта 1896 г. на два месяца ранее до поданной Маркони заявки на изобретение.

После получения патента Г. Маркони создаёт крупное акционерное общество «Беспроводная Телеграфная Компания Маркони», сумев привлечь к своему изобретению значительные финансовые средства и зарекомендовав себя не только великим изобретателем, но крупным предпринимателем, сумевшим быстро и эффективно внедрить в промышленное производство изобретённые им радиотелеграфные аппараты, приносившие созданной им компании большую прибыль. В марте 1899 г. с помощью аппаратов Маркони удалось спасти людей с тонущего корабля, после чего началось оснащение такими устройствами кораблей английского, французского, немецкого и итальянского флотов, а затем и американского. Фирма «Маркони и К^o», в которой работало много выдающихся учёных и инженеров, сыграла важную роль в развитии радиотехники и в распространении радио как средства связи во всём мире.

Маркони непрерывно совершенствует свои аппараты, увеличивая дальность радиосвязи. В 1898 г. им была установлена радиосвязь через Ла-Манш с Францией, а 16 декабря 1901 г. изобретатель добивается выдающегося результата, приняв на поднятые с помощью воздушных шаров антенны на о. Ньюфаундленд в Канаде радиосигналы, посланные с полуострова Корнуолл в Англии.

Во время сеанса связи азбукой Морзе была передана лишь одна буква «S». Но какое это было выдающееся научное открытие! Ведь экспериментально было доказано, что радиосвязь возможна далеко за пределами прямой видимости, что электромагнитные волны в длинноволновом диапазоне распространяются вокруг значительной части земного шара, и что можно организовать радиосвязь Европы с Америкой через Атлантический океан!

То был поистине час великого триумфа, ибо было установлено, что радиосвязь может быть всемирной.

Последние годы жизни Г. Маркони провёл в Италии. В 1909 г. ему за вклад в развитие беспроволочной телеграфии, т.е. за изобретение радио, была присуждена Нобелевская премия по физике. За три года до этого события скончался А.С. Попов. Поскольку Нобелевская премия присуждается только при жизни, то кандидатура последнего не рассматривалась.

В 1912 г. благодаря аппаратам Маркони удалось спасти сотни людей с потерпевшего бедствие корабля «Титаник», успевшего послать сигнал тревоги "SOS". Фотография искрового радиопередатчика Марони приведена на рис. 8.

В день смерти Маркони – 20 июля 1937 года – все радиостанции мира на две минуты прекратили вещание, отдавая последнюю почесть великому изобретателю.

Совместно с Г. Маркони Нобелевская премия по физике была присуждена немецкому физику Карлу Фердинанду Брауну (1850–1918), который в1906 г. обнаружил униполярную проводимость некоторых кристаллов.

Это открытие позволило создать кристаллический детектор, который заменил самый ненадежный элемент в первых радиоприёмниках – когерер. В результате схема радиоприёмников, называемых детекторными, приобрела вид, показанный на рис. 9.

К. Браун явился первым учёным, который ввёл в радиотехнические устройства полупроводниковые материалы, являющиеся основой современной радиоэлектроники. Вклад учёного в радиотехнику кроме кристаллического детектора связан также с созданием первой электронно-лучевой трубки и нескольких типов антенн, в том числе, рамочной.

Помимо А.С. Попова и Г. Маркони большая роль в изобретении радио принадлежит и сербскому инженеру, великому изобретателю в области электротехники и радиотехники Николе Тесла (1856–1943).

Работая в США, он с 1891 года главное внимание стал уделять созданию мощных высокочастотных генераторов и передаче с их помощью на большие расстояния без проводов не только сигналов, но и энергии.

Как и у других изобретателей, в основе созданных Тесла генераторов лежали всё те же рассмотренные выше устройства – модернизированная им катушка Румкорфа, конденсаторы, накапливающие энергию, и вибратор Герца. В 1899 году Тесла первым в США разработал радиопередатчик повышенной мощности в 200 кВт.

Научно-техническое наследие Н. Тесла огромно. Вся его жизнь была посвящена научному творчеству и изобретениям, которым он придавал первостепенную роль в развитии общества. Вот что он писал по этому поводу: «Прогресс человечества неотъемлемо связан с изобретением. Это важнейший продукт его творческой мысли. Его конечной целью является полное покорение материального мира разумом, использование сил природы на благо человека. Это сложная задача изобретателя, которого часто не понимают и недооценивают».

На протяжении многих лет Тесла вёл разбирательство с Маркони – в письмах к друзьям, в печати и судах – за свой приоритет в изобретении радио. До конца жизни Тесла считал, что Маркони похитил его идеи, грубо нарушив авторское право.

Приведём в этой связи только одну строчку из письма Тесла к своему другу: «…итальянский ремесленник забросил старые устройства Герца и Лоджа и подменил их моими. Таким образом ему удалось передать сообщения через Атлантику». Так что первые шаги в изобретении радио протекали в атмосфере скандалов и взаимных препирательств.

Теперь, спустя более 120 лет после изобретения радио, мы с глубоким почтением и благодарностью относимся ко всем учёным, инженерам и изобретателем, стоявшим у истоков зарождения радио, без которого немыслима жизнь современного человека.

Внимательно изучая различные источники, в том числе и такой авторитетный, как "Британская энциклопедия", можно сделать вывод о том, что первым публично продемонстрировал и сделал сообщение о своём изобретении радио Александр Степанович Попов. А вот в деле патентования и продвижения в промышленное производство созданных им радиотелеграфных аппаратов преуспел Маркони.

Прошло более 120 лет со дня изобретения радио А.С. Поповым. С тех пор радиотехника стала составной частью современной техногенной цивилизации, а радиосвязь из наземной стала и космической. Основой последней являются спутники, на которые устанавливаются ретрансляторы, через которые осуществляется телекоммуникационная радиосвязь между наземными пунктами и отдельными корреспондентами (рис. 10). Большинство спутников радиосвязи – более 200 – размещаются на геостационарной орбите.

Геостационарная орбита располагается в плоскости экватора на расстоянии от Земли R = 35786 км. Спутник, находящийся на этой орбите, обращается вокруг Земли с угловой скоростью, равной угловой скорости вращения самой Земли вокруг своей оси.

Поэтому спутник как бы неподвижно зависает над Землёй, и поэтому его антенна постоянно освещает одну и ту же область на Земле, а наземные антенны, направленные в сторону спутника, могут не менять своего направления, что и обеспечивает устойчивую радиосвязь наземным корреспондентам.

Задание. Найдите объяснение: почему спутник, находящийся на геостационарной орбите, не падает на Землю. При совпадении угловых скоростей обращения спутника и угловой скорости вращения Земли вокруг своей оси определите линейную скорость движения спутника.

В.И. Каганов, доктор технических наук, профессор кафедры радиолокации и радионавигации, МГТУ МИРЭА