Про проблеми радіозв’язку
Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.
Сучасний літак або корабель немислимий без радіозв’язку. Отже, потрібні антени. Вони тут повинні мати малу вагу, компактні розміри, добре вписуватися в контур літака, працювати при низьких температурах і тиску. Широке застосування в літаковій радіоапаратурі знайшла щілинна антена. Це просто щілина в обшивці, до якої зсередини підходить хвилевід. Вкрита тонкою діелектричною платівкою, така антена-щілина володіє практично нікчемним аеродинамічним опором. Але як зробити на літаку заземлення? Зрозуміло, ніяк не можна. Замість землі використовують «противагу» – корпус літака. У цьому випадку антену ретельно ізолюють від корпусу.
А які антени потрібні для космічних польотів? Адже космічний радіозв’язок повинен здійснюватися на дуже великі відстані.
Щоб при певній потужності сигнал дійшов до мети, припустимо, до Землі, пучок радіохвиль повинен бути вузьким, спрямованим. Для цього необхідно вибрати розміри антени у багато разів більше, ніж довжина хвилі. Іншими словами, антени повинні мати величезні розміри. А в ракетах і так мало місця, до того ж зайва вага… Як бути? І ось, починають застосовуватися надувні антени, що представляють собою скловолокнисті оболонки, металізовані порошкоподібним алюмінієм. Оболонка надувається яким-небудь газом і приймає форму півсфери. Можливо, що надувні антени – кращий вихід з положення для космічних ракет. Очевидно, доведеться подумати і про складні механізми для висунення та складання цих антен.
Правда, є ще одна цікава ідея. На космічних кораблях можна буде в якості антени використовувати іонізований потік газів, що виходять з ракетного двигуна. Такий газовий «шлейф» годиться як антена довгих і середніх хвиль. Біда тільки в тому, що двигун ракети працює лише малі відрізки часу.
Проблеми космічного зв’язку дуже різноманітні, вони, звичайно, виходять за межі нашої статті. Але все ж варто сказати про те, що підкорювачі космосу безсумнівно знайдуть у майбутньому які-небудь зовсім несподівані рішення в конструкції антен. Ось, скажімо, прекрасні антени мають комети. «Хвостаті зірки» випромінюють короткі радіохвилі. Їх хвости, що складаються з газів і пилу, іонізовані і являють собою як би хвилеводи. Своєрідними антенами є і сліди метеорів, коли вони входять в щільні шари атмосфери і згоряють у ній.
Сьогодні це лише спостереження. Хто знає, може бути, завтра космічні радисти за ставлять служити і ці природні антени?
АНТЕНИ-ДИНОЗАВРИ
Космос не тільки виблискує незліченними зірками, не тільки шле світлові сигнали, він також подає хаотичні радіосигнали. Космос «говорить» на радіохвилях від декількох сантиметрів до декількох метрів. Нині Всесвіт старанно вислуховують радіотелескопи.
Сучасні антени-велетні допомагають дослідити і радіовипромінювання Сонця, Поява сонячних плям призводить до збільшення інтенсивності радіовипромінювань в 10 тисяч разів. Радіотелескопи «захлинаються» від шквалів сонячної радіації.
Ймовірно, космічні радіовипромінювання являться джерелом перешкод для приймачів далеких космічних кораблів. Космічні шуми можуть перевищити власні шуми приймача, що, очевидно, буде серйозною проблемою для космічної радіозв’язку. Вже зараз надчутливі приймачі радіотелескопів відчувають випромінювання Землі. Так, Земля – антена! Як всяке нагріте тіло, вона випромінює електромагнітні хвилі. Антени радіотелескопів доведеться, мабуть, захищати металевим екраном, охолоджуваним рідким гелієм або іншим охолоджувачем.
«Очі й вуха» людства стають все досконалішими, вони дають нам можливість тримати надійний зв’язок на будь-яких відстанях.
Автор: Ю. Калінін.