Комуникационни проблеми в космоса
С всяка изминала секунда корабът се придвижвал все по-далеч от Земята. Сега тя вече е станала с размерите на Луната и скоро е напълно загубена сред хиляди сребристи искри върху черното кадифе на космоса. Корабът се движи безшумно по избраната траектория, инструментите следят отблизо курса. Но стремителността на полета престана да се усеща. Изглежда, че корабът е спрял завинаги някъде на половината път до целта. И тази потискаща тишина! Леко щракване - приемникът е включен. И моментално кабината на кораба се изпълни с живите звуци на Земята. Музика, чуват се думи. Тази родна планета изпраща поздрави на смелите астронавти. Тя следи отблизо техния полет, тя е до тях. Встрани! Предават се координатите на кораба, писма от любими хора, земни новини. Предавателят на космически кораб е включен. И сега Земята слуша друг доклад от дълбините на космоса: „Чувствам се страхотно! Полетът върви добре! " Комуникация! Космическият полет е немислим без него. Радиотехниката, родена преди малко повече от век, е предала в ръцете на космическите изследователи мощно, надеждно и ефективно средство за комуникация.
Историята на развитието на радиокомуникациите е непрекъсната борба за все по-кратки и по-къси дължини на вълните. В началото хората са работили на дълги и средни вълни. Когато се научихме да създаваме къси вълни (дълги до 10 метра), може да изглежда, че няма ограничения за техните възможности. Стана прост въпрос, използвайки способността на тези радиовълни да отразяват от Земята и йоносферата, да установят комуникация с всяко място на земното кълбо.
Но след това се появи телевизия и беше необходимо разработването на нов диапазон от радиовълни - с дължини от 10 до 1 метър. Те бяха наречени ултракъси. Радарните и радиорелейните линии бяха принудени да работят на още по-къси дължини на вълните: дължината им вече беше измерена в сантиметри.
И сега, радиотехнологиите са приели вълни, дори по-къси от сантиметър. Но всичко това е „земна технология“. С появата на човека в космоса стана необходимо да се създаде нова, космическа радиотехника и най-вече радиокомуникациите.
ПРОСТРАНСТВО, АТМОСФЕРА И КОМУНИКАЦИИ
Отначало радиотехниката използва радиовълни от обитаемите къси и ултракъси вълни, за да комуникира с изкуствени спътници. Известно е, че те свободно проникват през земната йоносфера. В допълнение, разстоянията между сателитите и наземните станции, изчислени само в хиляди километри, са типични за съществуващото радио оборудване.
Но когато първите космически ракети и кораби отплават, се изисква да се поддържа радио и телевизионна комуникация с тях на разстояния до стотици хиляди километри. Тази задача не е никак лесна и ето защо.
„Космическият кораб е надхвърлил атмосферата. Двигателите свършиха работата си, Тишината падна ... ”Ето как често писателите на научна фантастика започват своята история за междупланетните пътувания. Нашите представи за космоса са неразривно свързани с черно и безшумно, а именно безшумно пространство. Но наистина ли е толкова безшумно? Ако астронавтът беше в състояние да „чуе“ всички радиовълни наведнъж, той щеше да бъде оглушен от скърцането и точенето на радио гласовете на звездите. В различни посоки, без да срещат препятствия по пътя си, се втурват радиовълни с всички възможни дължини, пречещи на комуникацията с астронавтите. И за добро приемане е необходимо пристигащият към антената сигнал да бъде по-силен от падащия там шум. Следователно беше необходимо да се изследва дали сред целия спектър от радиовълни, запълващи пространството, има относително тиха зона. Оказа се, че има. Измерванията показват, че космическото пространство е най-малко изпълнено с вълни с дължина десетки сантиметри. Това означава, че работната вълна трябва да е със същата дължина.
Но правилният избор на работещи вълни не е достатъчен. Ако например в радиопредаването от района на Марс или Венера се използва конвенционална антена, излъчваща радиовълни еднакво във всички посоки, тогава само капка от океана, излъчена от тази антенна енергия, ще достигне до Земята. Как да бъде?
Запомнете: човек, разговарящ със събеседник на голямо разстояние, конструира от дланите си един вид мундщук, с помощта на който той насочва най-голямото количество енергия на гласа си в една посока, от която се нуждае. По същия начин антените се използват в радиокомуникациите, които излъчват радиовълни насочено.
Ето защо, ако антени с кръгова радиация все още са били използвани на изкуствени земни спътници, тогава, когато летите до планети, ще трябва да използвате силно насочени антени, така наречените параболични отражатели. Антена от този тип беше инсталирана на автоматична междупланетна станция, изпратена до района на Венера. Вярно е, че използването на такива антени създава нови технически трудности.
Наистина, за да не може радио лъчът да „пропусне“ и да удари Земята, е необходимо да се ориентира антената или цялата станция в космоса с висока точност.
Друга група вълни се предава от атмосферата през друг прозорец - „радио прозорец“ - и представлява вече познатите радиовълни с дължина от 1 сантиметър до 10 метра. Всички останали лъчения се поглъщат безмилостно от въздушните молекули, озона, кислорода, йоносферата или се отразяват от последните. Космическата комуникация започна да се осъществява през „радиопрозора“ на атмосферата. И незаслужено дълго време те не помнеха за тесния оптичен "прозорец", чието използване за комуникация по време на космически полети на бъдещето крие огромни възможности.