Владислав Пристинский - 100 знаменитых изобретений

Внимание астрономов-конструкторов вновь обратилось к телескопам-рефлекторам.

В 1919 г. в Калифорнии в Маунт-Вилсоне вступил в строй телескоп-рефлектор с поперечником зеркала 2,5 м. Опыт его изготовления был учтен в проекте 5-метрового телескопа, на сооружение которого ушло четверть века. Он вступил в строй в 1949 г. в обсерватории Маунт-Паломар.

После Великой Отечественной войны в Крымской астрофизической обсерватории Академии наук СССР был введен в строй самый крупный в Европе телескоп-рефлектор с поперечником зеркала 2,6 м. Накопленный опыт позволил советским оптикам построить крупнейший в мире телескоп-рефлектор с поперечником зеркала 6 м. Его 24-метровая труба весит 300 т, а зеркало – 42 т. Зеркало телескопа в любом положении должно находиться в состоянии невесомости. Оно лежит на 60 подпорных точках. Три из них несущие, остальные – опорные.

Ведение инструмента за звездами осуществляет ЭВМ. Она рассчитывает смещение звезд, внося поправки на влияние рефракции и изгиб трубы, и поворачивает телескоп с необходимой скоростью. Масса подвижной части телескопа составляет 650 т.

В отличие от парагалактической монтировки, применявшейся Фраунгофером, в этом телескопе применена азимутальная монтировка. Сам телескоп называется БТА – большой телескоп азимутальный.

После долгих поисков места телескоп БТА был установлен в предгорьях Северного Кавказа близ станицы Зеленчукская на высоте 2070 м и вступил в строй в 1975 году.

В 1931 г. американец К. Янский при помощи антенны, предназначенной для исследования грозовых радиопомех, зарегистрировал радиоизлучение космического происхождения (от Млечного Пути). Длина его волны составляла 14,6 м.

В 1937 г. в США Г. Ребер построил первый радиотелескоп для исследования космического радиоизлучения – рефлектор диаметром 9,5 м.

Важнейшей характеристикой оптических приборов является разрешающая способность. Она равна наименьшему углу, под которым два объекта различаются данным прибором как самостоятельные. Для человеческого глаза в обычных условиях разрешающая способность составляет около Г. Разрешающая способность телескопа увеличивается с увеличением диаметра телескопа и уменьшением длины волны принимаемого излучения. Для оптических телескопов этот показатель ограничен атмосферой и не превышает 0,3 м.

В радиоастрономии этот показатель долгие годы был гораздо ниже, поскольку длина радиоволн в десятки тысяч раз больше, чем длина волн видимого света. В связи с этим возникла необходимость в постройке радиотелескопов с огромными объективами – параболоидами. Но разрешение радиотелескопов долгое время оставалось недостаточным. Оно составляло минуты и десятки минут. Это не давало возможности изучать тонкую структуру наблюдаемых на небе объектов и даже определять их протяженность.

Эта трудность была преодолена сооружением радиоинтерферометров. Они представляют собой два радиотелескопа, отнесенных друг от друга на сотни и тысячи километров. Сравнение одновременных наблюдений на обоих телескопах дает возможность добиться разрешающей способности до 0,00Г. Первый радиоинтерферометр был построен в Австралии в 1948 г. В 1967 г. были проведены первые наблюдения на интерферометрах с независимой записью сигналов и сверхбольшими базами.

В 1953 г. был сооружен первый крестообразный радиотелескоп. Полноповоротный радиотелескоп с диаметром параболоида 76 м был сооружен в английской обсерватории Джодрелл Бэнк. Позже в Эффельсберге (ФРГ), в радиотехническом институте им. М. Планка был построен телескоп с диаметром зеркала 100 м.

Крупнейший неподвижный радиотелескоп с неподвижной сферической чашей диаметром 300 м был построен в специально подготовленном кратере вулкана Аресибо (Пуэрто-Рико).

В 1976 г. вступил в строй радиотелескоп Академии наук СССР с поперечником 600 м – РАТАН-600. Элементы его зеркала – вертикально установленные на круговом фундаменте плоские отражающие панели размером 7,4 на 2,1 метра. Каждая панель смонтирована на отдельной ферме, которая может перемещаться в небольших пределах взад-вперед и поворачиваться в пределах 70°. Число панелей – около тысячи.

Наблюдения выполняются в отдельных секторах РАТАНа. По команде оператора в соответствии с программой ЭВМ панели разворачиваются в строго рассчитанные положения.

В 60–70-е годы XIX в. наряду с развитием проволочного телеграфа стояла задача передачи по проводам человеческой речи в виде электрических сигналов.

Первый телефонный аппарат был создан в начале 60-х годов XIX в. англичанином И. Ф. Райсом. С его помощью можно было передавать музыку, однако передача человеческой речи была затруднена.

Дальнейшую разработку телефона вели в 70-е годы XIX в. американцы А. Г. Белл и И. Грей. Участвуя в конкурсе на решение проблемы уплотнения телеграфных цепей, они обнаружили эффект телефонирования. 14 февраля 1876 г. они оба сделали заявки на телефонные аппараты, которые можно применять на практике. Белл опередил Грея на два часа, и приоритет остался за ним. Грей возбудил процесс против Белла, но проиграл его.

В телефоне Белла звук преобразовывался в электрические колебания, которые индуцировались в электромагните вибрирующей металлической жесткой пластинкой, замененной впоследствии гибкой пластинкой – мембраной. Индуцированный ток, а следовательно, и звук были очень слабыми. Несколько месяцев спустя Белл продемонстрировал разработанный им электромагнитный телефон, выполнявший функции передатчика и приемника.

Телефонные трубки Белла хорошо передавали речь лишь на небольшом расстоянии и обладали рядом недостатков, делавших невозможным их практическое применение.

Над усовершенствованием телефона работали многие изобретатели. Уже в 1877 г. Д. Э. Юз изобрел стержневой угольный микрофон, а в 1878 г. русский изобретатель М. Махальский сконструировал более чувствительный порошковый угольный микрофон.

В 1878 г. свою конструкцию телефонного аппарата предложил Т. А. Эдисон. Он ввел в схему телефона индукционную катушку и применил микрофон из прессованной сажи. Это позволило передавать звук на большое расстояние.

Первая в мире телефонная станция была построена в 1878 г. в американском городе Нью-Хейвен по проекту венгра Пушкаша. В 1879 г. телефонная станция была сооружена в Париже, а в 1881 г. – в Берлине, Петербурге, Москве, Одессе, Риге и Варшаве.

На первых порах для телефонной связи использовались телеграфные линии. Но заманчивая экономия в проводах, достигнутая в однопроводных телеграфных линиях связи, обернулась резким ухудшением качества связи вследствие индуцирования токов от соседних линий. Пришлось вернуться к двухпроводной линии передачи, где помехи, наведенные в каждом из проводов, взаимно компенсировались. А для большего уменьшения влияния наведенных помех параллельные провода линии через определенное расстояние скрещивались.