Факультет

Студентам

Посетителям

Заатмосферные метеорологи и связисты

… Как часто приходится видеть из окна поезда, самолета или автомобиля огороженные площадки со странными сооружениями, издали напоминающими пасеки с пчелиными ульями.

И только подъехав ближе, убеждаешься, что это вовсе не ульи, не какой-то пчелиный городок, а обыкновенная метеорологическая станция, каких много на необъятных просторах нашей страны. Попадаются они в самых неожиданных местах: за оградой школьного двора, среди зелени университетского сада, на околице деревни, а то в открытом поле, высоко в горах, в тайге, в тундре, на берегу моря. Днем и ночью здесь ведутся научные наблюдения — определяются температура и влажность воздуха, давление, скорость и направление ветров.

Термин «метеорология», принятый для обозначения науки, изучающей земную атмосферу и происходящие в ней явления, употреблялся еще задолго до Аристотеля (384—322 гг. до н. э.), который выпустил под таким названием одно из своих сочинений. В странах с древней культурой (Египет, Индия, Китай) метеорологические наблюдения производились еще в очень отдаленные времена. С попыткой предсказания погоды связано много мифов, легенд, поверий. Записи о выдающихся атмосферных явлениях встречаются и в древних русских летописях, а также во многих средневековых источниках.

Развитие метеорологии всегда определялось практическими потребностями людей. Великие географические открытия XV-XVI веков создали, с одной стороны, возможности для расширения накопленного ранее опыта наблюдений атмосферных явлений, а, с другой стороны, развитие мореплавания потребовало расширения знаний об атмосферных процессах для обеспечения безопасности и для характеристики климатических условий новых земель. Поэтому с конца XVI века начала развиваться научная метеорология, однако до середины XVII века она еще не была самостоятельной дисциплиной. Метеорологические сведения носили случайный и разрозненный характер и были далеко не точными.

Значительным стимулом для развития метеорологии явилось создание в первой половине XVII века итальянскими учеными Г. Галилеем и Э. Торичелли первых научных приборов для изучения состояния атмосферы — барометра и простейшего типа термометра. (Однако термометрическая шкала появилась только в XVIII веке). К этому же времени относятся и некоторые физические открытия, ставшие основополагающими для метеорологии. Так, в 1648 году Б. Паскаль и Ф. Перье во Франции установили факт уменьшения атмосферного давления с высотой, а в 1662 году английский физик Р. Бойл открыл связь между удельным объемом и давлением газов. К концу XVII и началу XVIII веков относятся и некоторые другие эксперименты, выявившие количественные закономерности и давшие теоретическое объяснение атмосферным явлениям. Следующий важный этап развития метеорологии начался с работ М. В. Ломоносова и В. Франклина, которые уделяли особое внимание изучению атмосферного электричества. Ломоносов наметил также задачи метеорологии как самостоятельной науки и указал пути ее развития. Ему же принадлежат многие экспериментальные исследования и теоретические соображения в этой области, а также конструкции приборов, в том числе и самопишущих для исследования верхней атмосферы. Великий русский ученый высказал и первые идеи по организации метеорологических наблюдений. Работы Ломоносова совпали по времени с изобретением и усовершенствованием и некоторых метеорологических приборов, в частности, для измерения скорости ветра, количества выпадающих осадков, влажности воздуха и других. Это позволило начать систематические наблюдения за состоянием атмосферы при помощи приборов сначала в отдельных пунктах. Мировая сеть метеорологических станций, проводящая наземные наблюдения, сложилась к середине XIX века.

Со временем ученые стали проводить исследования атмосферы за ее приземным слоем — на высоте свыше 2 км от земной поверхности. Этот раздел метеорологии стал называться аэрологией. Научная аппаратура на таких станциях особая. Она поднимается, подвешенная к специальным шарам, на десятки километров ввысь, прощупывает встречные потоки воздуха и тут же радирует на землю соответствующие данные. Наблюдения за состоянием атмосферы на различных высотах первоначально производились в горах, но вскоре после того, как в XVIII веке был изобретен аэростат, — ив свободной атмосфере. С конца XIX века для аэрологических наблюдений стали применять шары-пилоты и шары-зонды с самопишущими приборами, а в 1930 году советский ученый П. А. Молчанов изобрел радиозонд.

В дальнейшем результаты метеорологических исследований на поверхности земли, сведенные на одну карту с данными аэрологов, получаемыми в последние десятилетия с помощью раке г и спутников, помогли ученым постичь многие тайны воздушной оболочки нашей планеты, в частности, глубже проникнуть в процессы, связанные с перемещением огромных воздушных масс, и в конечном счете более точно предсказывать погоду.

Метеорологическая сеть Советского Союза — одна из самых больших в мире. К началу нынешнего десятилетия у нас было около 4 тысяч метеостанций и примерно 7 500 пунктов. Особенно больших успехов наша страна достигла в аэрологии. Однако, как ни велики достижения аэрологов, потолок современных аэростатов и радиозондов ограничен все же десятками километров. Между тем толща атмосферы измеряется сотнями километров, поэтому для исследования верхних слоев атмосферы ныне успешно используется ракетная техника.

Советские ученые применяют ракеты для определения ветра на больших высотах, а также для ряда других исследований, в частности, микрометеоритов, космических лучей, ультрафиолетовой части солнечного спектра. Наряду с крупными, так называемыми геофизическими ракетами, у нас созданы и небольшие, метеорологические, специально предназначенные для проведения простейших метеорологических измерений. Они поднимают приборы на высоту 50—70 километров для измерения температуры и давления воздуха. Но подобное зондирование атмосферы тоже не лишено недостатков — ракеты находятся в верхних слоях атмосферы очень непродолжительное время, всего несколько минут и за такой короткий срок трудно произвести какие-либо регулярные наблюдения, исследовать, например, вариации жесткого электромагнитного и корпускулярного излучений Солнца, которые непрерывно изменяются. Трудно с помощью ракет исследовать земную атмосферу над многими местами земного шара одновременно и на протяжении длительного времени.

Поэтому большая перспектива в исследованиях облачного покрова и верхних слоев атмосферы, начиная с высот 200—300 километров, открылась с созданием искусственных спутников Земли. Спутники для метеорологических целей начали разрабатываться в нашей стране в соответствии с программой изучения космического пространства, объявленной 16 марта 1962 года. На первом этапе были созданы и испытаны на спутниках серии «Космос» электротехнические устройства, обеспечивавшие стабилизацию спутника и ориентацию его корпуса на центр Земли. Проверялась также работа автоматических устройств энергетической системы, управлявших солнечными и химическими батареями. На втором этапе был создан и испытан спутник «Космос-122». На этом спутнике комплекс приборов для метеорологических исследований — телевизионных, актинометрических, инфракрасных — сочетался с системой, обеспечивавшей многомесячное функционирование спутника на орбите («Космос-122» успешно работал в течение четырех месяцев). Это позволило перейти к следующему этапу работ и в течение 1967 года запустить уже чисто метеорологические спутники «Космос-144» и «Космос-156». С выводом на орбиту спутника «Космос-156» в нашей стране была образована экспериментальная метеорологическая космическая система «Метеор», которая предназначалась для изучения и отработки принципов построения действующей системы, способной обеспечить регулярное получение широкого комплекса метеорологических данных в масштабе всей планеты с удовлетворением требований службы погоды в отношении точности, пространственного разрешения, периодичности, синхронности наблюдений и скорости доведения информации до заинтересованных в ней организаций.

По данным ООН, над сушей и морями ежегодно проносятся 80—100 тайфунов, унося жизни 20 тысяч человек и оставляя колоссальные разрушения. Сильнее всего страдают Япония, Филиппины, Южная Корея и Таиланд. Поэтому Всемирная метеорологическая организация прилагает немало усилий для разработки системы раннего оповещения о грозящей опасности, что позволит заранее принять меры защиты и тем самым уменьшить размеры бедствий.

… Уже сегодня метеорологические спутники передают данные в колоссальном объеме. Переработать всю эту информацию можно только машинным способом. Вот почему одновременно с тем, как на оперативную службу погоды встали спутники, были созданы и многочисленные наземные пункты приема и обработки информации. Эти наземные пункты, оборудованные быстродействующими ЭВМ, и спутники образовали ныне метеорологическую систему «Метеор», которая с каждым годом расширяется. Спутники «Метеор», как и следует из самого их названия, служат для регулярного получения данных наблюдений для прогностических органов Государственного комитета СССР по гидрометеорологии и контролю природной среды, и являются составной частью общей системы гидрометеонаблюдений. Они оснащаются комплексом однотипной аппаратуры и выводятся на околоземную орбиту высотой 900 километров.

Оперативную космическую информацию о состоянии атмосферы, облачности, поверхности суши и океана дополняют гидрометеорологические наблюдения, которые производятся традиционными методами. Большой вклад вносит эта информация в улучшение анализа и прогноза погодообразующих процессов над океанами и труднодоступными районами суши, которые в общей сложности составляют четыре пятых поверхности нашей планеты. Кроме анализа и прогноза погоды, космические снимки с оперативных спутников Земли «Метеор» находят применение, как уже отмечалось, в гидрологии, океанологии, климатологии, в авиации и мореплавании, в сельском, лесном, водном хозяйстве. Данные, полученные со спутников, удалось также использовать для изучения атмосферных процессов и явлений синоптического масштаба. Более пригодными для этого оказались, в частности, снимки в видимом диапазоне. На них можно особенно хорошо прослеживать развитие облачного покрова. Очень эффективными надо считать и прямые передачи в реальном масштабе времени изображений в видимом диапазоне спектра. Они позволили всем заинтересованным прогностическим органам, в том числе и других стран, получать снимки для районов своей деятельности непосредственно с борта спутников при их пролете.

Оперативная информация со спутников «Метеор» позволила достигнуть наибольших успехов при составлении синоптических карт. В отличие от наземных наблюдений космические данные в форме изображений и полей радиационной температуры оказались очень важными для получения более полной картины распределения облачности по всей территории Земли, а это, в свою очередь, необходимо для более точной оценки погоды. По характеру рисунка облачности на космических снимках удается определять местоположение и интенсивность внетропических и тропических циклонов, атмосферных фронтов, зон выпадения осадков, очагов гроз, высотных циклонов, ложбин, гребней, струйных течений. По ним удается оценивать устойчивость воздушных масс, прослеживать влияние рельефа местности, термической неоднородности подстилающей поверхности, можно судить о характере поля воздушных течений.

Эта метеорологическая информация используется во многих отраслях народного хозяйства. В сельском хозяйстве, в частности, этими снимками пользуются, как уже отмечалось, для точного определения границ снежного покрова, территорий с недостаточными, достаточными и избыточными запасами снега для перезимовки и влагообеспечения сельскохозяйственных растений, для того, чтобы следить за появлением и сходом снежного покрова. Эти данные помогают прогнозировать заморозки, засухи и другие природные явления. 30 августа 1981 года «Правда» в корреспонденции из Актюбинска сообщала, например, что своевременно предупредить участников страды о приближении дождей в актюбинских степях синоптикам Алма-Аты помогли спутники и метеорологические локаторы-радиостанции. В республике создана сеть пунктов для приема спутниковой метеоинформации, а радиолокационный дозор за облачностью осуществляется ныне над всеми хлебными полями. Казахстанская служба погоды ежедневно информирует по радио земледельцев о прогнозах погоды на предстоящую пятидневку, а также на ближайшие двое-трое суток. Так был открыт широкий простор для массового маневрирования уборочно-транспортной техникой не только в пределах хозяйства и района, но и целых регионов. Интересно, что по подсчетам некоторых зарубежных ученых в ближайшие годы только за счет совершенствования службы погоды с помощью метеорологических спутников мировое сельское хозяйство получит экономию более чем в 20 миллиардов долларов.

Очень результативными были и эксперименты по термическому зондированию атмосферы с помощью спектрометрической инфракрасной аппаратуры, которые показали, что возможно получение профиля температур в атмосфере по спектрометрическим данным. Для повышения точности дистанционное зондирование производилось с помощью спектрометра-интерферометра, разработанного в ГДР. Большой объем измерений в микроволновом диапазоне был проведен с помощью радиотеплолокационной аппаратуры на волне 0,8 сантиметра. В результате появилась возможность выделять зону осадков, производить количественную оценку водозапаса облаков. Надежность оценок повышалась за счет совместного анализа этих данных с одновременно полученным изображением облачности в инфракрасном диапазоне. С помощью этой же радиотеплолокационной аппаратуры удалось установить и фазовый состав облаков, при этом кристаллические и капельные облака различались с точностью 86 процентов. Микроволновые измерения с помощью трехканального радиометра на волнах 0,8; 1,35; 8,5 сантиметра хотя и были получены в ограниченном объеме, тем не менее дали возможность определить общее содержание водяного пара в атмосфере и капельно-жидкой воды в облаках, они выявили зоны сильных и умеренных осадков, помогли проследить границу льдов и определить их сплоченность.

Но главное предназначение метеорологических спутников — это, конечно, способствовать более точным прогнозам погоды. И здесь поле их деятельности буквально безгранично. Ведь как ни густа сеть метеорологических станций на земном шаре, нельзя забывать, что четыре пятых нашей планеты покрыты морями и океанами. Там станций почти нет, если не считать автоматических буйковых станций и метеопунктов на некоторых кораблях, таких, как научно-исследовательские суда Госкомитета СССР по гидрометеорологии и контролю природной среды «Муссон», «Пассат», «Георгий Ушаков», «Виктор Бугаев», «Эрнст Кренкель» и другие.

А пустыни и горные районы, Арктика и Антарктида, которые оказывают огромное влияние на формирование погоды и на территории которых метеорологических станций пока что, к сожалению, еще недостаточно! Поэтому можно считать, что с метеорологической точки зрения освоено еще менее десятой части поверхности Земли. И вот тут опять же неоценимую роль играют спутники, на которых устанавливаются телевизионные камеры с различным пространственным разрешением. Объективы этих камер направлены на Землю. Они выделяют на поверхности участок, и его изображение передают на наземные пункты приема. Здесь собирают также изображения и анализируют карту распределения облаков. Когда мы смотрим на облака снизу, нам кажется, что они хаотически разбросаны по небосводу. Так думали все, даже метеорологи. На самом деле в атмосфере существуют крупномасштабные системы облаков. Они обладают удивительно упорядоченным расположением, которое зависит от особенностей протекания метеорологических процессов на данной территории. Так, фотографии облачности над Тихим океаном дали в свое время возможность предсказать гораздо раньше, чем обычными методами, появление тайфуна, который шел на Японию. На спутниках с успехом применяются сверхчувствительные телевизионные камеры и метод теплопеленгации, чтобы следить за облаками не только днем, а и ночью.

Трудности прогноза погоды, связанные с недостатком информации, не единственные. Ученые, например, еще недостаточно глубоко разобрались в физических закономерностях происходящих в атмосфере процессов. Многое здесь связано с Солнцем. В конечном счете именно потому, что Земля получает энергию от нашего светила, существует в атмосфере движение — ветер, выпадают дождь и снег. С другой стороны, земной шар теряет изрядное количество энергии, излучая в космос так называемую тепловую радиацию. Соотношение между приходом тепла от Солнца и потерей его за счет излучения Земли определяет баланс энергии. А это основа всех процессов, которые совершаются в атмосфере. И если «приходная часть» этого баланса всего на один процент превысит расходную часть, то есть будет иметь место небольшой избыток энергии, который пойдет на нагревание атмосферы, то средняя ее температура повысится на 7 градусов. А это соответствует изменению температуры, потеплению в атмосфере, на протяжении от последнего ледникового периода до наших дней. Напротив, если расход будет преобладать над приходом всего на одну сотую процента, мы вернемся к ледниковому периоду. Конечно, эти факты — результат так называемых «чистых» расчетов, не учитывающих многие факторы. Вместе с тем эти примеры показывают, какую важную роль играет баланс энергии Земли, и метеорологические спутники как раз и дают возможность непосредственно измерять приход и расход тепла во всех точках нашей планеты.

Телевизионные изображения облачного покрова вдоль трассы полета метеорологического спутника обычно фиксируются на магнитной ленте в бортовом запоминающем устройстве и затем передаются на Землю при очередном пролете спутника над земными приемными пунктами. Тепловое излучение в различных районах Земли регистрируется специальной аппаратурой на борту спутника.

Большой интерес для метеорологии представляет глобальное изучение распределения облачного покрова Земли. Такие эксперименты проводились на спутниках «Молния-1» с высот 30—40 тысяч километров. Наряду с получением данных для общих прогнозов погоды метеоспутники, как уже отмечалось, дают информацию о зарождении и движении тайфунов. Спутники систематически используют и для сбора повседневной метеорологической информации. Об этом, в частности, свидетельствует эксперимент, поставленный на американском метеоспутнике «Нимбус-3» в

сентябре 1969 года. Обращаясь по своей орбите на высоте 960 километров и находясь над Кингстоном (Ямайка), он впервые передал «полный профиль» температур на всех высотах, начиная с поверхности Земли и кончая верхним слоем атмосферы. Позднейшие сравнения показали высокую точность этих данных: профиль был почти идентичен с тем, что зарегистрировал наблюдательный аэростат, запущенный из Кингстона в то же время. Успех «Нимбуса-3» открыл перед метеоспутниками новые возможности. С помощью инфракрасного спектрометра была разработана техника так называемого «вертикального зондирования», означающего измерение и регистрацию с помощью очень сложных и чувствительных датчиков различных атмосферных условий, влияющих на погоду. Эти датчики в сочетании с другими новейшими приборами на борту спутников, а также с усовершенствованной аппаратурой наземных станций, анализирующей метеорологические данные, обеспечивают сейчас надежные прогнозы погоды — потенциально одно из самых важных достижений, которое стало возможным в результате развития космической техники.

Однако это всего лишь начало. Сейчас уже можно предвидеть создание глобальной системы метеорологических спутников, оснащенных многочисленными атмосферными датчиками, работающими на фотографическом, тепловом, микроволновом, радарном и лазерном принципах. Такая система обеспечит круглосуточное наблюдение за погодой по всему земному шару. К этому следует добавить, что в будущем предполагается создание многоярусной системы метеорологической службы. Первый ярус ее составят метеорологические спутники, летающие по стационарным орбитам высотой до 40 тысяч километров и передающие глобальное распределение облачного покрова для получения картины общей циркуляции атмосферы. Второй ярус образуют, скажем, орбитальные пилотируемые станции, экипажи которых могут обеспечить визуальные наблюдения за быстро протекающими метеорологическими явлениями, а также приливами, отливами, обвалами, пылевыми и песчаными бурями, цунами, ураганами, землетрясениями. В третьем ярусе — автоматические спутники типа «Метеор» на полярных и приполярных орбитах высотой 1000—1500 километров. Их назначение — передавать информацию для численных методов прогнозирования погоды не только в глобальном, но и локальном масштабах, обеспечивать наблюдение среднемасштабных и мелкомасштабных процессов в атмосфере.

Сведения, которые сможет выдавать такая многоярусная космическая система, будут дополняться данными, полученными наземными и морскими метеорологическими, аэрологическими и актинометрическими (измеряющими солнечную радиацию) станциями. Весь этот огромный поток информации будет поступать в автоматизированную систему метеорологических прогнозов, которую можно представить себе так: данные со всех ярусов метеосистемы вводятся непосредственно в ЭВМ, а уже она на конечной стадии обработки этой информации сама ставит готовый прогноз погоды.

И, наверное, не так уж и далеко то время, когда люди смогут перейти к решению самой сложной и вместе с тем одной из самых заманчивых научных проблем — управлению погодой. Во всяком случае сейчас уже не кажутся фантастическими такие шаги в этом направлении, как регулирование времени выпадения и количества выпадающих осадков, их распределение по земной поверхности, борьба с ураганами путем уменьшения их интенсивности и направления по «безопасным» маршрутам, рассеивание туманов, предупреждение морозов…

23 апреля 1965 года. В этот теплый; весенний день жители Владивостока впервые увидели на голубых экранах тест-таблицу Центрального телевидения и услышали далекий голос диктора: «Говорит и показывает Москва». Так вступило в строй одно из самых удивительных инженерных сооружений века — гигантский радиомост, соединивший столицу нашей Родины с ее самыми отдаленными уголками. Невидимые пролеты этого моста пролегают над бескрайними просторами лесов и морей, полей и гор, а его вершина, словно в сказке, упирается в бесконечно далекую звездочку — искусственный спутник Земли.

«Сенсационный успех русских! — в тот же день сообщили зарубежные информационные агентства. — На орбите «Молния-1». Два таких спутника — круглосуточная связь для всего Советского Союза, три — для всего мира».

Да, запуск спутников «Молния» и успешная эксплуатация сложной системы наземных станций космической связи «Орбита» — выдающееся достижение наших ученых, конструкторов, инженеров и рабочих, позволившее на практике осуществить передачу программ Центрального телевидения, а также дальнюю двустороннюю многоканальную телефонную, фототелеграфную и телеграфную связь.

Надо сказать, что стремление использовать спутники Земли для сверхдальней связи не случайно. Развитие современного общества, особенно науки и техники, вызывает потребность в широком обмене информацией, передаваемой по линиям связи. Так, например, число двухсторонних телефонных разговоров между Европой и США в 1959 году не превышало трех миллионов, через три года оно достигло 5 миллионов, а в 1970 году составило уже 10 миллионов. Еще недавно через океан было проложено всего 5 кабельных линий высокочастотной связи, по которым одновременно велись сотни телефонных разговоров, передавались телеграммы и фототелеграммы, концерты и фильмы. Однако такого количества кабелей хватило ненадолго. Уже в 1980 году число трансокеанских телефонных вызовов достигло 100 миллионов. Для их обслуживания пришлось бы проложить 50 подводных кабелей. Но и в этом случае не была бы решена проблема передачи телевизионных программ, которая требует значительно большей емкости, один видеоканал — это примерно 1000 звуковых каналов. Поэтому куда более выгодной оказалась радиоэлектроника и, в первую очередь, главная ее отрасль — радиосвязь. Однако на всех ее бесспорных успехах сегодня начинают все больше сказываться «пороки», лежащие в самой природе радиоволн. Дело в том, что характер их распространения зависит от ряда факторов. Длинные волны, например, легко огибают весь земной шар, но в одном диапазоне этих волн укладывается мало фиксированных частот, то есть они малоинформативны: на одном диапазоне этих волн может одновременно вестись небольшое число разговоров. Куда более выгодны короткие волны. Они перекрывают большие расстояния только за счет того, что отражаются на своем пути от ионизированных слоев атмосферы. Но это преимущество таит в себе и крупный недостаток — прохождение их всегда зависит от состояния ионосферы, которое, в свою очередь, связано с процессами, происходящими на Солнце. Стоит повыситься солнечной активности, как под влиянием во много раз усиливающегося потока заряженных частиц солнечной материи, врывающейся в это время в земную атмосферу, в ней возникают магнитные бури, нарушающие радиосвязь на коротких волнах. Поэтому более эффективны в этом отношении ультракороткие волны, на которых, кстати говоря, работают радиовещание и телевидение. Однако и эти волны не свободны от недостатков. Дело в том, что присущее радиоволнам свойство дифракции (огибания) проявляется тем заметнее, чем длиннее волны. Поэтому ультракороткие волны могут распространяться только по прямой, подобно лучу прожектора, и не в состоянии огибать горизонт. Отсюда постоянное стремление связистов строить высокие антенны — ведь чем выше антенна, тем дальше отодвигается горизонт и тем большим становится предел распространения ультракоротких волн. Но даже Останкинская телевизионная башня высотой более 530 метров позволяет принимать московские телепередачи в радиусе всего 120—130 километров. А чтобы осуществить прямую связь на ультракоротких волнах между Москвой и Ленинградом, нужна была бы телевизионная башня высотой… 40 километров. Но и антенны даже такой фантастической высоты не спасли бы положения. Подсчитано, что увеличение высоты антенны в 500 раз приводит всего к 10-кратному повышению дальности. Не случайно поэтому широкое распространение получили радиорелейные линии, состоящие из ретрансляционных станций с высокоподнятыми антеннами, передающими телевизионные сообщения, словно по эстафете, от станции к станции. Но и такие линии имеют свои недостатки: для обеспечения надежной связи радиорелейные станции приходится ставить на расстоянии прямой видимости, то есть не далее 50—70 километров друг от друга. Легко представить себе, каких расходов стоило строительство таких линий, если только на радиорелейной линии Москва — Ростов (одной из первых в стране) пришлось воздвигнуть 20 приемопередающих станций.

Однако по мере дальнейшего развития телевидения и радиовещания оказалось, что релейные линии — не выход из положения. В самом деле, ведь не свяжешь же такими линиями все города севера и юга, запада и востока нашей громадной страны! А как связать между собой населенные пункты, находящиеся на различных континентах? Океан создает непреодолимые трудности для трансконтинентальной телевизионной связи. Известные затруднения возникают и при организации телевизионного вещания между пунктами, разнесенными друг от друга не только на большие расстояния, но и расположенными в труднодоступных районах.

И вот в поисках выхода из столь трудного положения ученые предложили использовать в качестве своеобразных ретрансляторов ультракоротких волн летательные аппараты. Впервые эту идею высказал еще в 1934 году советский связист профессор П. Шмаков, а спустя 20 с лишним лет появилась практическая необходимость реализовать его предложение. Летом 1957 года в Москве проходил VI Всемирный фестиваль молодежи и студентов. Каждый день по радио и телевидению транслировалось свыше 50 фестивальных передач — с улиц и площадей, с аэродромов и стадионов, из театров и парков, домов культуры и рабочих клубов. И вот, чтобы дать возможность посмотреть фестивальные торжества не только москвичам, но и жителям других городов, решено было организовать ретрансляцию телевизионных передач из Москвы с помощью самолетов на Ленинград, Киев, Смоленск и Минск. Одна из таких схем ретрансляции выглядела так: по трассе Москва — Ленинград на высоте 4 км летали два самолета. Один кружил между Москвой и Бологое. Он принимал телевизионный сигнал из Москвы и: передавал его на наземный пункт связи в Бологое. Там сигнал усиливался и ретранслировался на другой самолет, который летал между Бологое и Ленинградом. И наконец, с этого самолета сигнал поступал уже непосредственно в телевизионный центр Ленинграда. Можно считать, что этот первый опыт самолетной ретрансляции явился прообразом нынешней системы космической радиосвязи.

Кстати, ученые нашей страны были первыми, оценившими преимущества и этой системы связи, на которой, собственно, и основано использование космических летательных аппаратов в научных и народнохозяйственных целях, в том числе и для нужд сельского хозяйства. Еще в 1945 году советские ученые предлагали использовать искусственные спутники Земли для глобальной связи, а 10 лет спустя стали уже говорить о возможности применения спутников в качестве пассивных ретрансляторов. Однако техническое осуществление этих идей стало возможным только после запуска первого советского спутника, положившего начало активному освоению человеком космоса.

Космическая биография людей еще очень короткая. Но за это время уже столько сделано! Твердо становится на ноги и космическая радиосвязь с помощью разнообразных спутников связи, которые являются по существу теми же радиорелейными станциями, только с несравнимо более высокими антеннами, а значит и большими зонами передачи и приема. С помощью только одного из них, например, «Молния-1», можно обеспечить непосредственный обмен радио — и телевизионными программами между пунктами, удаленными друг от друга почти на 18 тысяч километров. (Для сравнения: расстояние между Москвой и Владивостоком 8 тысяч километров).

Сегодня уже всем ясно, что без спутников связи межконтинентальное телевидение было бы просто невозможно, так как один видеоканал, как уже говорилось, требует огромных емкостей и соответствует примерно 1000 звуковых каналов. С ростом и совершенствованием техники разница емкостей спутников связи и наземных средств кабельной и радиорелейной связи не уменьшится, а увеличится. По данным иностранной печати, новейший кабель будет иметь 720 каналов связи, а спутники уже первоначально располагали 8000 каналами двухсторонней связи, а в дальнейшем количество каналов связи на них может быть доведено до 10 000. Впрочем, специалисты считают, что самую важную роль спутники будут играть даже не в радиотелевизионной и телефонной связи, а в непосредственной передаче информации от источника к потребителю. В этом случае спутник будет связующим звеном между далеко отстоящими друг от друга ЭВМ и устройством, обрабатывающим информацию, которая будет поступать к потребителю на языке ЭВМ и на месте воспроизводиться телепринтером.

Кроме спутников, в нашей стране в систему космической связи входят многочисленные наземные станции «Орбита». В настоящее время около 100 таких станций и несколько сотен станций другой космической системы «Экран» обслуживают более 65 миллионов бытовых телевизоров, находящихся у населения.

Словом, вряд ли можно ныне оспаривать эффективность системы космической связи. Уже исторические сигналы первого советского спутника, прозвучавшие из космоса 4 октября 1957 года, сообщали на Землю не только данные о работе пусть и немногочисленных приборов и агрегатов нашего первого космического посланца, но и сведения об окружающей среде, в частности, о свойствах верхних слоев атмосферы.

Каково же будущее космической связи? О каждом из ее разделов можно было бы рассказать много увлекательного. Огромные перспективы открывает, например, космическая система связи со спутниками, движущимися по стационарной круговой орбите, которая пролегает вдоль экватора Земли на высоте 36 тысяч километров. Спутник на такой орбите ввиду равенства его угловой скорости с угловой скоростью вращения нашей планеты находится в неподвижном положении относительно поверхности, превращаясь таким образом как бы в постоянную космическую антенну, которая может обеспечить связь между пунктами, удаленными на 17 тысяч километров. Три таких стационарных спутника, равномерно расположенных по орбите, то есть когда углы между ними составляют 120 градусов, могут обеспечить постоянную связь между любыми пунктами Земли.

Глобальная космическая связь открывает перед человечеством огромные перспективы. Например, может быть создана широковещательная спутниковая связь. При этой системе связи главный источник энергии будет находиться не на земных станциях, а на самих спутниках, оборудованных огромными химическими и топливными элементами, а может быть и портативными ядерными установками или панелями громадных солнечных батарей. Такой широковещательный спутник предполагается оборудовать большой антенной, позволяющей производить точную настройку для усиления мощности сигналов, которые затем можно будет принимать на слегка видоизмененный телевизор домашний или общественного пользования — минуя сложные промежуточные наземные установки, сегодня еще необходимые.

Системы космической радиосвязи и телевидения уже прочно вошли в наш быт. В принципе спутники могут увеличить дальность связи примерно в 10 тысяч раз и дать возможность связаться с любой точкой земного шара, используя при этом достаточно широкую полосу частот.

Словом, вряд ли можно сомневаться, что в ближайшем будущем они твердо займут ведущее место в системе глобальной связи, создание которой намного повысит оперативность любой информации, интересующей многих специалистов, в том числе и специалистов сельского хозяйства.

Со временем космическая техника будет не только служить росту сельскохозяйственного производства, но и содействовать дальнейшему подъему общего уровня культуры на селе, что также является одной из важнейших задач Продовольственной программы СССР. С помощью стационарных спутников миллионы сельских жителей как бы приблизятся к жизни основных культурных центров страны, а с помощью глобальной связи — и всего мира.

Для приема информации для нужд сельского хозяйства могут быть выбраны различные технические пути. Со временем, может быть, при каждом крупном хозяйстве, агропредприятии будет создана небольшая наземная радиотелевизионная станция, способная ретранслировать передачи из космоса на домашние телевизоры окрестных сел и деревень. Эти радиотелевизионные станции в системе АПК смогут принимать и всю текущую оперативную информацию с метеорологических, а в будущем и сельскохозяйственных спутников.

Но возможен и другой путь — универсализация уже существующих станций системы «Орбита» и «Экран» для передачи всей оперативной агрономической, лесотехнической и гидрометеорологической информации, а также широковещательных информационных, пропагандистских и учебно-просветительных программ.

Миллионы тружеников села смогут тогда по-новому проводить свой досуг. Спектакли лучших театров, концерты и спортивные состязания, музеи и выставки, выступления ведущих ученых, музыкантов, писателей с помощью телевидения станут доступными каждому. Новые возможности откроются и перед системой среднего и высшего заочного образования. Все это в еще большей степени будет способствовать стиранию грани между городом и деревней, решению кадровой проблемы на селе. С другой стороны, информация, получаемая из космоса, явится ценным подспорьем для наземных агрономической и метеорологической служб, намного повысит точность и оперативность их прогнозов.

Так «космическое радио» окажется непосредственно связанным с сельским хозяйством.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: