Радиолуч исследует космос

Одним из старейших в Институте радиотехники и электроники АН СССР является отдел распространения радиоволн, который ныне носит имя его основателя академика Б. А. Вваеденского, В настоящее время отделом руководит ближайший помощник Б. , Введенского — заслуженный деятель науки и техники РСФСР, доктор технических наук, профессор М. А. Колосов.

Сотрудники отдела с помощью космических аппаратов типа Венера, Марс и Луна провели обширные работы по изучению распространения радиоволн в дальнем космосе. Посылая радиолуч с космического корабля на Землю, ученые впервые методом радиопросвечивания исследовали Вселенную из ее глубин. Зная исходные параметры посылаемого сигнала и принимая его на Земле, они получили ценные сведения о наших ближайших соседях — планетах Марс и Венера, о естественном спутнике Земли — Луне и межпланетном пространстве.

Цикл работ в этой области представлен ныне на соискание Государственной премии. О том. какие данные были получены в результате проведенных в космосе экспериментов рассказывает М. А. Колосов.

В период с 1962 по 1972 годы к Марсу, Венере и Луне были направлены советские автоматические станции. На них были установлены радиопередатчики, сигналы которых принимались на Земле и самым тщательным образом анализировались, Исследования эти позволили с одной стороны судить об условиях распространения радиоволн в космосе, а с другой — сделать определенные выводы о природе и свойствах различных сред {межпланетная плазма, солнечная корона и так далее), встречающихся на их пути.

Благодаря исследованиям космоса с помощью радиоволн мы многое сегодня знаем об атмосфере Марса. Ценность таких сведений очевидна. Ведь прежде чем послать на неизвестную планету пилотируемый человеком, космический корабль, ученые должны иметь, исчерпывающие данные об условиях, в которых ему придется работать. Поэтому сначала нужно, как говорится семь раз отмерить — возможно полно изучить окружающую планету среду.

Атмосфера Марса исследовалась методом радиопросвечивания. Эксперимент происходил так. Сначала космический корабль Марс-2 был выведен на орбиту спутника планеты. Затем, облетая вокруг нее, он радиолучом прощупал все окружающее пространство. На Земле ученые извлекали из принимаемого сигнала богатейшую информацию. Благодаря использованию очень точной радиоаппаратуры, советским ученым удалось проследить ионосферу Марса от его поверхности до высоты 350 километров.

Уникальные сведения были получены и при изучении условий распространения радиоволн в атмосфере Венеры с помощью автоматических межпланетных станций Венера-4, Венера-5, Венера-6, Венера-7 и Венера-8. Например, результаты экспериментов, осуществленных на дециметровых волнах, выявили, что средняя амплитуда радиоволн, принимаемых на Земле, заметно не изменялась несмотря на то, что в начале спуска аппарата на поверхность планеты радиоволны проходили наименее плотную часть атмосферы Венеры, а в конце — всю толщу ее. Это говорит о том, что радиоволны дециметрового диапазона не ослабляются в атмосфере Венеры.

Проводить исследования планет с помощью радиоволн можно разными способами. Например, если искусственный спутник, излучающий радиоволны, движется вблизи планеты, то при достаточно широкой диаграмме направленности его антенны происходит отражение радиоволн поверхностью небесного тела в сторону Земли. Тогда на Землю устремляются уже не одна, а две радиоволны — прямая и отраженная. Из-за эффекта Допллера они оказываются разнесенными по частоте, так, что при приеме на Земле их можно разделить. Именно так и поступают, когда хотят получить информацию, сосредоточенную в отраженном сигнале. После соответствующей ее обработки удается многое узнать не только об отражательных свойствах поверхности небесного тела, но и о плотности слагающих его пород, рельефе.

Подобные работы были проведены с помощью искусственного спутника Луны — Луна-19. Считывание рельефа осуществлялось по анализу энергетического спектра сигнала, отраженного лунной поверхностью. При отражении от ровных участков вся энергия радиоволны была заключена в узкой полосе частот, и энергетический спектр радиосигнала имел правильную форму. При отражении от неровных горных поверхностей полоса частот существенно расширялась, форма спектра искажалась, что связано с приходом на Землю нескольких радиоволн, отраженных отдельными точками рельефа.

Можно подумать, что подобные косвенные сведения о строении поверхности Луны теперь, когда там побывал человек и длительное время работали луноходы, не имеют существенного значения. Однако это не так. Во-первых, данные об отражательных свойствах поверхности Луны нужны для выяснения условий распространения радиоволн, то есть для выяснения возможности работы радиотехнических систем вблизи и непосредственно на самой Луне, Во-вторых, с помощью рариоволн можно получить информацию о строении многих районов Луны, еще не изученных человеком и луноходами. И наконец, в-третьих, опыт определения рельефа, накопленный на Луне, как на своеобразном полигоне, может оказаться весьма ценным для исследования других объектов Солнечной системы и прежде всего Венеры, плотный слой облаков в атфмосфере которой скрывает от нас конфигурацию этой планеты.

В самых последних экспериментах, проведенных в окололунном пространстве, удалось сделать очень важное открытие. На дневной стороне Луны была обнаружена тонкая плазменная оболочка. Вывод о наличии ее был сделан на основании анализа радиосигналов, излучаемых станцией Луны-19, что позволяет коренным образом изменить схему радиосвязи на Луне. Предполагалось, что из-за отсутствия ионосферы на Луне возможна связь лишь в пределах прямой видимости. Теперь же, если удастся использовать плазменную оболочку для отражения сигналов, на Луне станет реальной и загоризонтная связь на достаточно длинных волнах.

Конечно, специально для таких исследований создавалась уникальная приемная радиоаппаратура, которая является большим достижением советских ученых. Можно представить себе какова же должна быть ее чувствительность, чтобы принять, например, слабые сигналы аппарата Марс-2, прошедшие свыше 300 миллионов километров космического пространства.