Радио — одно из самых значимых достижений человеческого разума. А начало развития радиотехники неразрывно связано с именем Александра Степановича Попова, которого в России считают изобретателем радио. 16 марта 2019 года со дня его рождения исполнилось 160 лет.
На плечах гигантов
После лабораторных опытов немецкого физика Генриха Герца в начале 1880-х годов с электромагнитными волнами идея беспроводного телеграфа стала реальной перспективой. В то же время многие не видели в ней большой надобности: в Европе и Америке проводной связью были охвачены целые страны, и работала она вполне надежно. Однако кабели нельзя было протянуть к морским судам и в труднодоступные места. Дорого стоила и их прокладка через водные преграды.
К началу 1890-х годов уже был известен прибор, способный реагировать на электромагнитное излучение радиодиапазона. С ним много экспериментировал известный французский физик Эдуард Бранли. Детектором в приемнике служил когерер, еще в середине XIX века применявшийся в различных конструкциях грозоуказателей.
Когерер представлял собой трубку, заполненную металлическими опилками, с выведенными наружу контактами. Он довольно плохо проводил электрический ток, но под действием сильного электромагнитного поля электрическое сопротивление резко падало. Чтобы вернуть когерер в исходное состояние, его нужно было встряхнуть.
Преподаватель Морского инженерного училища, уроженец поселка Турьинские рудники (сейчас — город Краснотурьинск Свердловской области) кандидат физико-математических наук Александр Попов усовершенствовал когерер: он включил в его цепь электромагнитный звонок и укрепил его так, чтобы молоточек звонка при работе постукивал по трубке когерера.
Получился приемник электромагнитных колебаний, способный улавливать не только импульсы, но и непрерывный сигнал. На заседании Русского физико-химического общества, проходившем в Санкт-Петербурге 7 мая 1895 года, Попов продемонстрировал свое изобретение, выступив с докладом “Об отношении металлических порошков к электрическим колебаниям”. Для повышения чувствительности приемника к нему присоединили антенну длиной около 2,5 м. В качестве источника электромагнитных колебаний был использован вибратор Герца.
Дань памяти
Менее чем через год, 24 (12) марта 1896 года, на очередной сессии РФХО с помощью аппаратуры Попова была передана первая текстовая радиограмма. На заседании, которое проходило в физическом кабинете Санкт-Петербургского университета, присутствовали известные ученые-физики, преподаватели университета, руководители военно-морского ведомства. Радиотехник Петр Рыбкин, ассистент Попова, находился на расстоянии 250 м в здании химического факультета и передавал кодированные сигналы. В качестве источника электромагнитных колебаний использовался вибратор Герца с катушкой Румкорфа — устройства для получения импульсов высокого напряжения.
Текст передаваемой радиограммы присутствующим был неизвестен. Кстати, к выходу разработанного Поповым приемника можно было подключать регистрирующие устройства, например самопишущий прибор братьев Ришар или телеграфный аппарат Морзе. Появлявшиеся на ленте аппарата знаки расшифровывал учитель Александра Попова профессор Санкт-Петербургского университета Федор Петрушевский и записывал их мелом на доске. По окончании передачи на доске появилась запись, состоящая из двух слов: “HEINRICH HERTZ”. Так русский изобретатель отдал должное великому ученому-физику, умершему за два года до эксперимента Попова.
Сотни спасенных жизней
Александр Попов сразу понял, какое практическое значение имеет его изобретение, и предложил использовать беспроводную связь для оперативной связи с кораблями в Балтийском море и Финском заливе, для получения сообщений от судов, терпящих бедствие.
Правоту Попова подтвердили события, произошедшие несколько лет спустя. В ноябре 1899 года сел на мель броненосец “Генерал-адмирал Апраксин”. Команда крейсера “Адмирал Нахимов” заметила терпящий бедствие корабль и по радио сообщила о происшествии в Санкт-Петербург. На помощь броненосцу вышли корабли, и “Генерал-адмирал Апраксин” был спасен.
В начале 1900 года на Балтике в открытое море унесло льдину с 50 рыбаками. Благодаря принятому сигналу бедствия их удалось вызволить из беды. В суровых зимних условиях радиоаппаратура Попова проработала почти три месяца. Всего принято и отправлено 440 радиограмм. За методическое и административное руководство работами Александра Попова наградили денежной премией.
Король патентов
Вернемся в 1895 год. Летом сообщение о работах Попова поступило в Италию в Университет Болоньи, где с ними познакомился профессор Аугусто Риги. В конце 1895 — начале 1896 года его лекции по физике и приему электромагнитных возмущений посещал вольнослушатель Гульельмо Маркони.
К слову, родившийся в 1874 году Маркони был довольно молод и как специалист по радиотехнике совсем неизвестен. Не существует ни одного документа, подтверждающего его причастность к работам по физике и электротехнике. Однако 2 июня 1896 года Маркони подал в Англии предварительную заявку на патент “Усовершенствования в передаче электрических импульсов и сигналов и в аппаратуре для этого”. В самом начале заявки указано, что “сопровождающие данное изобретение электрические проявления и действия передаются по воздуху, земле или воде путем электрических колебаний высокой частоты”.
Уже одна эта фраза демонстрирует слабое знание Маркони предмета. Ведь даже школьникам известно, что вода и почва сильно препятствуют распространению радиоволн. И 2 марта 1897 года последовали дополнения к поданному ранее документу. Процитированный выше фрагмент выглядел по-другому: “Мое изобретение связано с передачей сигналов значениями электрических колебаний высокой частоты, распространяющихся в эфире”. Предлагаемая итальянцем схема по сути повторяла приемник Попова. И все же 2 июля 1897 года заявку утвердили и выдали патент.
Впоследствии Маркони показал себя талантливым предпринимателем, заметной фигурой в развитии радио. Создав коммерческое предприятие, он первым осуществил трансатлантическую передачу, которую многие ученые считали невозможной из-за кривизны земной поверхности.
От Теслы до Нобеля
Заимствование чужих идей не всегда приносило успех Маркони. Так, 1 июня 1898 года он подал в английское патентное ведомство заявку на изобретение радиоприемника, названного им джиггером (от англ. jigger — сортировщик) и имевшего в качестве основного элемента “резонанс-трансформатор” сербско-американского изобретателя Николы Теслы.
Изобретение позволяло перейти к селекционному (избирательному) приему электромагнитных колебаний. До этого приемник срабатывал на сигнал любой длины волны, если только он был достаточной мощности. Иначе говоря, если работали два передатчика, то различить их не представлялось возможным. Теперь появление колебательного контура позволяло настраиваться на определенную волну. Маркони получил в Англии патент и распространил его действие на другие технически развитые страны. Однако в США в 1943 году после многолетней судебной тяжбы ему отказали в выдаче патента. Верховный суд страны не усмотрел в изобретении Маркони принципиальных отличий в использовании “резонанс-трансформатора”, предложенного Теслой и воплощенного в его изобретениях.
Адаптация чужих изобретений все же помогла Маркони получить в 1909 году Нобелевскую премию “в знак признания вклада в развитие беспроволочной телеграфии”, который, по мнению комитета, он внес на равных с немецким физиком Карлом Брауном, изобретателем кинескопа.
Достижения – родине
Судьба Александра Попова сложилась куда менее удачно. В начале XX века Попова пригласили в США, чтобы наладить производство радиостанций. Только в качестве подъемных ему предлагали немалые даже по американским меркам деньги. Попов ответил следующим образом: “Я — русский человек и все свои знания, весь свой труд, все мои достижения имею право отдавать только моей родине”.
В 1905 году ученый совет Электротехнического института императора Александра III избрал Александра Попова ректором вуза. Казалось бы, вот он, успех. Но в тот момент страну сотрясали революция и студенческие волнения. Попова вызывали в Министерство внутренних дел. По слухам, речь шла о внедрении в студенческую и преподавательскую среду тайных агентов полиции. Ученый заявлял, что не потерпит стукачества в стенах своего института. Разговоры шли на повышенных тонах.
После одной из таких встреч Александр Степанович почувствовал себя плохо. Врачи констатировали инсульт. Через несколько дней, 31 декабря 1905 года ученого не стало. Изобретателю было на тот момент всего 46 лет.
