О проблемах радиосвязи
Статья написана Павлом Чайкой, главным редактором журнала «Познавайка». С 2013 года, с момента основания журнала Павел Чайка посвятил себя популяризации науки в Украине и мире. Основная цель, как журнала, так и этой статьи – объяснить сложные научные темы простым и доступным языком
Современный самолет или корабль немыслим без радиосвязи. Значит, нужны антенны. Они здесь должны иметь малый вес, компактные размеры, хорошо вписываться в контур самолета, работать при низких температурах и давлениях. Широкое применение в самолетной радиоаппаратуре нашла щелевая антенна. Это просто щель в обшивке, к которой изнутри подходит волновод. Покрытая тонкой диэлектрической пластинкой, такая антенна-щель обладает практически ничтожным аэродинамическим сопротивлением. Но как сделать на самолете заземление? Разумеется, никак нельзя. Вместо земли используют «противовес» — корпус самолета. В этом случае антенну тщательно изолируют от корпуса.
А какие антенны нужны для космических полетов? Ведь космическая радиосвязь должна осуществляться на очень большие расстояния.
Чтобы при определенной мощности сигнал дошел до цели, допустим, до Земли, пучок радиоволн должен быть узким, направленным. Для этого необходимо выбрать размеры антенны во много раз больше, чем длина волны. Иными словами, антенны должны иметь громадные размеры. А в ракетах и так мало места, к тому же лишний вес… Как быть? И вот, начинают применяться надувные антенны, представляющие собой стекловолокнистые оболочки, металлизированные порошкообразным алюминием. Оболочка надувается каким-либо газом и принимает форму полусферы. Возможно, что надувные антенны — лучший выход из положения для космических ракет. Очевидно, придется подумать и о сложных механизмах для выдвижения и складывания этих антенн.
Правда, есть еще одна любопытная идея. На космических кораблях можно будет в качестве антенны использовать ионизированный поток газов, выходящих из ракетного двигателя. Такой газовый «шлейф» годится как антенна длинных и средних волн. Беда только в том, что двигатель ракеты работает лишь малые отрезки времени.
Проблемы космической связи очень разнообразны, они, конечно, выходят за пределы нашей статьи. Но все же стоит сказать о том, что покорители космоса несомненно отыщут в будущем какие-нибудь совсем неожиданные решения в конструкции антенн. Вот, скажем, прекрасные антенны имеют кометы. «Хвостатые звезды» излучают короткие радиоволны. Их хвосты, состоящие из газов и пыли, ионизированы и представляют собою как бы волноводы. Своеобразными антеннами являются и следы метеоров, когда они входят в плотные слои атмосферы и сгорают в ней.
Сегодня это лишь наблюдения. Кто знает, может быть, завтра космические радисты за ставят служить и эти природные антенны?
АНТЕННЫ-ДИНОЗАВРЫ
Космос не только сверкает бесчисленными звездами, не только шлет световые сигналы, он также подает хаотические радиосигналы. Космос «говорит» на радиоволнах от нескольких сантиметров до нескольких метров. Ныне Вселенную старательно выслушивают радиотелескопы.
Современные антенны-великаны помогают исследовать и радиоизлучение Солнца, Появление солнечных пятен приводит к увеличению интенсивности радиоизлучений в 10 тысяч раз. Радиотелескопы «захлебываются» от шквалов солнечной радиации.
Вероятно, космические радиоизлучения явятся источником помех для приемников дальних космических кораблей. Космические шумы могут превысить собственные шумы приемника, что, очевидно, будет серьезной проблемой для космической радиосвязи. Уже сейчас сверхчувствительные приемники радиотелескопов ощущают излучение Земли. Да, Земля — антенна! Как всякое нагретое тело, она излучает электромагнитные волны. Антенны радиотелескопов придется, видимо, защищать металлическим экраном, охлаждаемым жидким гелием или другим охладителем.
«Глаза и уши» человечества становятся все совершеннее, они дают нам возможность держать надежную связь на любых расстояниях.
Автор: Ю. Калинин.