Зеркало для Венеры

Нажатие кнопки - и огромная стальная конструкция, похожая на опрокинутый на ребро купол спортивного зала, пришла в движение. Обтянутое металлической сеткой ажурное семидесятишестиметровое зеркало английского радиотелескопа Джодрелл Бэнк отыскивало скрытую зимними тучами Венеру. Но вот его движение замедлилось. Оно стало таким же незаметным, как перемещение небесных светил. Это означало, что автоматы нашли Венеру и теперь ведут антенну вслед за ней. И вдруг чувствительный радиоприемник, присоединенный к антенне, обнаружил сигнал...

А в это время мощные передатчики советского центра дальней космической связи продолжали облучать Венеру узким пучком радиоволн. Это была странная передача. Долгими часами советские ученые следили за излучением радиоволн. Они не передавали никаких сигналов. Более того, принимали все меры, чтобы ничто не исказило монотонной идеальности уходящего в космос луча.

Но радиоволны, через шесть минут достигавшие антенны, расположенной в северной Англии вблизи Манчестера, уже не были идеальными. Покрыв путь в 80 миллионов километров, они приходили крайне ослабленными, смешанными с шумами. Зато они несли в себе сигналы! Драгоценные сигналы, посланные самой Венерой, содержащие в себе информацию о ее поверхности, о скорости вращения вокруг собственной оси, о направлении этой оси в пространстве.

Английские астрономы напряженно следили за аппаратурой, записывающей сигналы. Впоследствии они и их советские коллеги обработали записи и извлекли из них то, что сообщила о себе Венера. И со временем перед нами легла карта этой загадочной, скрытой сплошными облаками планеты, которую люди окрестили нежным именем богини.

Так четырнадцать лет назад начался новый этап исследования нашей Солнечной системы, возникший как естественное развитие работ по радиолокации планет, систематически проводимых академиком Котельниковым и его сотрудниками, удостоенных за это Ленинской премии. Раньше приемник и передатчик космического радиолокатора стояли рядом. Теперь их разделяли тысячи километров. Такого в истории радиолокации еще не бывало. Это решение оказалось результатом длительных многолетних поисков.

В 1928 году ученых взволновало сообщение о космических эхо, обнаруженных радиостанциями, занимавшимися изучением ионосферы. Высота ионизированных слоев определялась по времени, прошедшему после того, как был послан радиосигнал и возвратилось эхо. Обычно это время составляло около тысячной доли секунды. И вдруг - тридцать секунд! За это время радиоволны могли пробежать 9 миллионов километров. От чего они отразились? Гипотезы следовали одна за другой. Некоторые подозревали Луну. Но советские ученые - академики Мандельштам и Папалекси доказали, что существовавшие в то время передатчики и приемники не могли обеспечить приема радиосигналов, отраженных от Луны.

Тогда так и не был найден виновник происшествия. Но мысль о локации планет уже не покидала ученых.

Вскоре в обстановке строгой секретности ученые ряда стран предприняли первые попытки определить положение самолетов при помощи радиоволн. Теперь мы знаем, что в Советском Союзе радиолокационные станции получили практическое применение уже в 1939 году. В середине 40-х годов венгерские и канадские ученые впервые зарегистрировали радиоволны, отраженные от Луны.

Ну а опыты с планетной радиолокацией? Только в 1957 году, когда первый советский спутник открыл нам путь в космос, она вдруг реально приобрела практическую ценность. Мечты Циолковского о полетах к другим планетам превратились в задачу близкого будущего. Однако оказалось, что, даже создав достаточно мощные ракеты, невозможно направить их к цели с нужной точностью.

Это может показаться странным. Ведь высокая точность астрономических расчетов общеизвестна. Но астрономы вычисляют положение планет при помощи своей астрономической единицы длины - среднего расстояния от Земли до Солнца. А выразить эту единицу в земных метрах с нужной точностью никто не умел. Лучшие измерения астрономов содержали ошибку в многие тысячи километров. Это предвещало верный промах. Казалось бы, можно послать радиосигналы на Луну - самое близкое небесное тело, чтобы, определив расстояние до нее, рассчитать размеры небесного треугольника, в вершинах которого находятся Солнце, Земля и Луна. Задачка казалась проще простой - по катету определить гипотенузу, это посильно ученику седьмого класса. Но для этого нужно было еще измерить угол между Луной и Солнцем, а сделать это точно пока невозможно. Пришлось обратиться к планетам. Правда, здесь возникло новое осложнение - планеты слишком далеки. Их трудно достать радиолокатором. И физики выбрали Венеру - она ближе других подходит к Земле. Но можно ли, и при каких условиях, получить радиоэхо от Венеры?

Наблюдения начались 18 апреля 1961 года, когда расстояние до Венеры было минимальным для этого года и участники работы еще были под свежим впечатлением триумфального полета Юрия Гагарина. Радиоволны путешествовали в пространстве пять минут. Легко представить себе напряжение этих минут! Все было предусмотрено и многократно проверено. Сигнал ушел. Найдет ли он Венеру? Вернется ли? Будет ли принят?

Но ждать пришлось не пять минут, а гораздо дольше. Нужно было ждать, пассивно наблюдая за автоматической работой планетного локатора. Ведь отраженный сигнал настолько слаб, что его невозможно увидеть на фоне шумов приемника. Только после долгой и сложной обработки результатов удастся выяснить, приходит ли вожделенное эхо.

Наконец, обработка принятых сигналов закончена. Победа! Аппаратура сработала безупречно. Астрономическая единица длины определена. Конечно, ошибка возможна, но теперь она - не более тысячной доли процента... Сколько же это в километрах? Целых две тысячи! Разве можно на этом остановиться?

Летом 1962 года коллектив, руководимый Котельниковым, сделал следующий шаг. Венера к этому времени, увы, удалилась. Тогда решено было лоцировать Меркурий. Но это гораздо труднее. Во-первых, в это время Меркурий был в два раза дальше от Земли, чем Венера во время опытов 1961 года. Во-вторых, Меркурий - самая маленькая планета солнечной системы. Его поверхность в шесть-семь раз меньше, чем поверхность Венеры. Значит, должно уменьшиться и радиоэхо. Для всех известных радиоприемников принять это эхо - задача безнадежная. Но не для парамагнитного усилителя, работающего на рубине.

Его-то и использовали при радиолокации Меркурия. Информативность системы возросла сразу в 40 раз.

Итак, жидкий гелий залит. Рубин охладился почти до абсолютного нуля. Все блоки космического локатора проверены. Опыт начался. Но с увеличением расстояния возросло и время путешествия радиоволн, Их возвращения нужно было ждать 10 минут. Правда, магический кристалл сделал ответный сигнал более ясным, и для получения результата требовалось гораздо меньше времени, чем в первых опытах.

Когда закончилась обработка принятых сигналов, стало ясно, что радиоволны отражаются от Меркурия примерно так же, как от Луны. И можно было впервые проверить наши предположения о свойствах поверхности Меркурия. Эта работа принесла советским ученым не только научные достижения, но и мировой рекорд дальности радиолокации.

Осенью того же года, когда Венера вновь приблизилась к Земле, на нее снова направили луч космического радиолокатора. Именно тогда на Венеру и обратно простой азбукой Морзе были переданы понятные во всем мире слова: "Ленин, СССР, Мир". Но это был не единственный результат. Точность астрономической единицы длины увеличилась более чем в пять раз. Впервые удалось оценить характер отражения радиоволн от поверхности Венеры.

А за Венерой начался штурм Марса. Он приблизился к Земле на столько, что оказался в зоне досягаемости планетного локатора и был взят на прицел. Радиоэхо показало, что поверхность Марса, представляющаяся глазу ровной пустыней, в действительности обладает сложным рельефом, более гладким в одних частях и изрезанным в других. Кстати, эти результаты впоследствии подтвердились фотографиями, полученными учеными при помощи космической лаборатории "Маринер IV".

Ну а Юпитер? Удалось ли ученым привлечь и эту отдаленную планету к экспериментам? Гигантские размеры Юпитера отчасти компенсировали увеличение расстояния. Радиосигналы, направленные на него, путешествовали около часа. Они принесли сведения об отражающих свойствах этой планеты и новый рекорд дальности радиолокации. Аналогичные радиолокационные исследования планет стали уже проводиться в США и Англии.

А затем ученые вновь вернулись к Венере - ведь они еще не узнали ни свойств ее поверхности, ни точной скорости вращения, ни положения оси.

Ожидая, пока Венера вновь приблизится к Земле, Котельников и его сотрудники начали готовить эксперимент еще более сложный, чем раньше. Чтобы точнее провести анализ эха, отраженного Венерой, они решили удалить на большое расстояние приемную часть от передающей. Сделать это вовсе не просто. Радиоприемная часть современного планетного локатора - не миниатюрная "Спидола". Это огромные тысячетонные антенны со сложнейшей автоматикой, позволяющей вести их за планетой, даже если ее скрывают густые облака. Строительство такого радиоприемника стоит дорого и требует длительного времени.

Гораздо проще воспользоваться готовой антенной. Нужно лишь, чтобы она находилась в руках у людей, способных увлечься исследованием планет и, кроме того, обладающих мастерством, остроумием и терпением, необходимым для тонкой работы по анализу космического эха. Ведь информация, которую оно несет, записана не словами, а ничтожными изменениями принятого сигнала по сравнению с посланным.

По удачному совпадению, в 1963 году в Советском Союзе гостил директор обсерватории Джодрелл Бэнк профессор Бернард Ловелл. Оказалось, что и он мечтает о подобной работе, но не имеет нужного передатчика. В разговоре с академиком Котельниковым он предложил объединить усилия. Предложение было с энтузиазмом принято. Началась подготовка к совместной работе.

И вот в начале 1966 года из Москвы была отправлена телеграмма: "Англия. Радастра. Маклесфилд. Ловеллу. Будем работать по Венере 8 и 9 января с и до 14. Котельников".

Восьмого января мощные передатчики советского центра дальней космической связи в течение трех часов направляли на Венеру узкий пучок радиоволн. Отразившись от Венеры, они возвратились на Землю, были приняты станцией Джодрелл Бэнк и записаны автоматическими самописцами. Англичане тотчас сообщили: "Москва, Аэлита. Сигнал от Венеры принят".

Телеграфный адрес Института радиотехники и электроники Академии наук СССР - находка сотрудников. Это связано с полукомичной историей. Телеграфу были предложены институтом на выбор пять слов. Все они оказались занятыми другими учреждениями. Тогда ученые дали на выбор пять названий планет. Телеграф ответил: все планеты заняты, назовите новые слова. Из вновь названных слов оказалось свободным лишь одно - Аэлита. Это было очень удачно - ученые действительно трудятся на грани фантастики.

Долго еще в этот адрес из Англии шли телеграммы о ходе работы...