А. С. Попов и советская радиотехника

Из предыстории радио

Связь без проводов возникла не случайно. Чем больше развивался электрический телеграф, тем более ощущались его недостатки: необходимость прокладки проводов, сравнительно небольшие обслуживаемые такой связью расстояния, высокая стоимость устройства и частая порча проволочных линий. Одновременно все более ясной становилась необходимость найти такой способ связи, который не нуждался бы в наличии провода, который мог бы помочь осуществлению связи на любые расстояния, через любые препятствия.

На первых порах поисков средств беспроволочной связи учёные и изобретатели на Западе пытались использовать свойства земли и воды проводить электрический ток, а также явления электромагнитной и электростатической индукции[1].

Время показало, что все попытки осуществить беспроволочную связь посредством индукции, использования проводимости почвы или воды были практически непригодны, так как они обеспечивали связь только на очень небольших расстояниях.

Электромагнитные волны

В середине XVIII века гениальный русский учёный Михаил Ломоносов впервые высказал замечательную мысль о волновом характере света и о родстве явлений световых и электрических.

В 1831 г. английский учёный Фарадей открыл явление электромагнитной индукции. Идеи Фарадея, обладавшего редким даром научного предвидения, противоречили господствовавшей в тогдашнем учёном мире «теории дальнодействия», объяснявшей все электрические и магнитные явления мгновенным «действием на расстоянии». Эта теория была одним из вредных учений в физике и тормозила её развитие.

Через 42 года (в 1873 г.) другой английский учёный, последователь Фарадея, Клерк Максвелл опубликовал «Трактат об электричестве и магнетизме». Из чисто теоретической работы Максвелла, лишний раз подтверждавшей гениальность высказываний Ломоносова, вытекало, что природа световых и электрических явлений — одна и та же, что в природе должны существовать электромагнитные волны, распространяющиеся со скоростью света. Эти волны сам Максвелл не мог создать или обнаружить.

Максвелл не придал своей теории ясной и простой формы, а самые её основы были столь далеки от господствовавших тогда механистических представлений в физике, что вся она казалась многим учёным недостаточно обоснованной.

Теория существования электромагнитных волн нанесла серьёзный удар механистическому представлению о природе, существовавшему у большинства физиков XIX столетия. Привычное им представление о природе, как механической системе из неизменных элементов, движение которых подчиняется задачам механики, явно рушилось.

Теория электромагнитных волн говорила об электромагнитных явлениях, как о некоторых физических процессах, распространяющихся в пространстве в конечное время.

Мучительно рождалось в сознании физиков представление о дотоле не известной им форме существования материи — электромагнитном поле.

Из электромагнитной теории вытекало, что изменение энергии электрического поля приводит к образованию изменяющегося магнитного поля, которое, в свою очередь, вызывает изменяющееся электрическое поле. Изменяющиеся поля распространяются во все стороны в виде электромагнитных волн.

Немецкий учёный — физик Генрих Герц задался целью опытным путём найти доказательства существования электромагнитных волн и их распространения в свободном пространстве. Понадобились годы упорной работы, прежде чем Герцу удалось получить электромагнитные волны в лаборатории и доказать, что они обладают всеми свойствами световых волн.

Лабораторная аппаратура, подтверждавшая существование электромагнитных волн, состояла из индукционной катушки с прерывателем тока в первичной обмотке. Во вторичную обмотку был включён колебательный контур, оканчивавшийся двумя металлическими шариками. Когда между этими шариками проскакивала искра, происходил разряд, вызывавший электромагнитные волны. Для обнаружения этих волн применялся резонатор — круг проволоки, также заканчивавшийся шариками. При появлении электромагнитных волн между шариками резонатора проскакивала маленькая искра.

13 декабря 1888 г. Герц доложил о найденном им способе подтверждения существования электромагнитных волн.

В работах Герца содержится ряд основных положений, на базе которых развилась современная радиотехника. Однако он не выходил со своими опытами за пределы лаборатории, хотя, как он сам писал, и ощущал неудобства работы в здании со стенами и железными балками. Но Герц и не мог этого сделать, так как применявшийся им «приёмник» электромагнитных волн — резонатор был слишком мало чувствителен для приёма слабых электромагнитных колебаний за пределами стен лаборатории.

Работы с электромагнитными волнами, как мы теперь видим, подготовили открытие радиотелеграфа. Но сделать этот решающий шаг сумел только А. С. Попов; тогда как другие учёные долго и неуверенно топтались на одном месте, Попов сформулировал идею телеграфирования без проводов, понял и оценил многообразие её практических применений, изобрёл и сконструировал беспроволочный телеграф.

Изобретатель радио — А. С. Попов

На Турьинских рудниках бывшего Богословского округа (ныне город Краснотурьинск) на Северном Урале 16(4) марта 1859 г. в семье местного священника родился Александр Степанович Попов. Худощавый, белокурый мальчик, всегда задумчивый, он предпочитал играм со своими сверстниками устройство самодельных мельниц и ветрянок. В одиннадцатилетнем возрасте Александр был отправлен с попутчиками-возчиками за 400 километров в Долматовское училище. Среднее образование А. С. Попов получил в Пермской духовной семинарии, которую он окончил в июне 1877 г. Среди сверстников-семинаристов сохранились воспоминания о том, что Александр с огромным интересом и увлечением занимался математикой и физикой, хотя в семинарской программе этим предметам отводилось самое второстепенное место. Это увлечение с годами не ослабевало, а наоборот, усиливалось. Выйдя из семинарии, А. С. Попов стал усиленно готовиться к экзамену на аттестат зрелости, без сдачи которого семинаристы не могли поступить в университет. В августе 1877 г., после сдачи экзаменов, Попов был принят в Петербургский университет, на физико-математический факультет.

А. С. Попов в годы учебы в университете.

В то время электротехники как самостоятельной научной дисциплины еще не существовало. В европейских столицах только что вводилось освещение «русским светом» — электрическими свечами, изобретенными выдающимся русским электротехником П. Н. Яблочковым.

При крайней материальной необеспеченности и необходимости затраты большого времени и энергии на изыскание средств на существование не только своё, но и двух сестёр, Попов продолжал интересоваться достижениями физики и электротехники, уделяя особое внимание практической деятельности в области прикладной электротехники. Будучи студентом, А. С. Попов работал электромонтёром на одной из первых электростанций Петербурга, установленной на барже возле моста на Мойке, и участвовал в проводке электрического освещения на Невском проспекте. К этому времени относится знакомство Попова с пионерами электротехники в России — П. Н. Яблочковым и изобретателем электрической лампы накаливания А. Н. Лодыгиным. Он регулярно посещал заседания шестого (электротехнического) отдела Технического общества, был объявителем на первой электротехнической выставке в Петербурге.

Всё свободное время А. С. Попов отдавал научным занятиям и очень скоро обратил на себя внимание своих преподавателей. Еще на четвёртом курсе университета Попову поручили исполнение обязанностей ассистента профессора, что было очень редким случаем в истории университета. Совместно с несколькими своими товарищами-студентами А. С. Попов участвовал в работе научных кружков, задачей которых было расширение и пополнение знаний студентов по математической физике и электромагнетизму.

Осенью 1882 г. А. С. Попов окончил университет, получив степень кандидата наук, и в марте следующего года был оставлен при университете для приготовления к профессорскому званию по кафедре физики. Однако условия и возможности для совершенствования и самостоятельной научной работы по электротехнике были в университете малоудовлетворительны, главным образом из-за недостаточного оборудования лабораторий. Эта причина заставила молодого учёного отказаться от предложения остаться при университете и принять место преподавателя в Минной школе и в Офицерском минном классе в Кронштадте. Работу А. С. Попов начал с ассистирования на лекциях по электричеству, ведения практических занятий по гальванизму и одновременно заведывания физическим кабинетом.

Минная школа в Кронштадте была первым учебным заведением в России, где уже существовал курс электротехники и ее применений. Время поступления молодого преподавателя в школу совпало с периодом интенсивных работ в области применения электричества в морском деле. В школе работали все значительные русские специалисты по электротехнике. Здесь, наряду с преподаванием, проводилась и большая исследовательская работа по электротехнике и магнетизму, а физический кабинет школы мог по праву считаться лучшим в России. Подбор приборов физического кабинета, особенно по электричеству и магнетизму, был превосходным.

Ближайший сотрудник А. С. Попова П. Н. Рыбкин рассказывает в своих воспоминаниях, что трудовой день А. С. Попова начинался с 9 часов утра. Лекции длились до 12 часов дня, после чего до 3 часов шли практические занятия со слушателями. С 5 до 8 часов вечера проходила вторая группа практических занятий. После них приходилось готовить опыты и практические работы на следующий день. Во всех этих работах А. С. Попов принимал самое непосредственное участие.

П. Н. Рыбкин в первые годы работы с А. С. Поповым.

Будучи хорошим токарем по дереву и металлу и стеклодувом, Александр Степанович сам готовил приборы и собирал аппаратуру для демонстрации многочисленных опытов на своих лекциях.

При Офицерском минном классе имелась хорошая библиотека с наиболее важными журналами по физике и электротехнике, благодаря которым Александр Степанович был всегда, в курсе новых работ и открытий в интересовавших его областях.

Практические работы А. С. Попова в области прикладной электротехники, начатые еще в студенческие годы, дали ему тему для кандидатской диссертации. Она носила название: «О принципах магнито- и динамо-электрических машин постоянного тока». В беседах с товарищами Александр Степанович часто рассказывал о тех практических трудностях своей работы, которые встретились из-за несовершенства конструкции генераторов, как ощутимо отсутствие измерительных приборов при работе на электростанции.

В 1883 г. в журнале «Электричество» появилась первая печатная работа А. С. Попова под заглавием «Условия наивыгоднейшего действия динамо-электрической машины», представлявшая собой переработку диссертации. В этой статье уже отчётливо намечалось практическое направление мыслей автора, даны простые и понятные решения. Уже первый печатный труд А. С. Попова свидетельствовал об его незаурядных способностях. Вскоре после начала работ в школе молодому преподавателю пришлось участвовать в разрешении многих технических вопросов, связанных с применением электричества на кораблях флота. Так, одним из затруднений оказалась недостаточная изоляция проводов вдоль металлических стен и бортов корабля: часто появлялись искры, короткое замыкание в тех местах, где их не ожидали.

Через несколько лет преподавательской работы, сопровождавшейся углубленным изучением электротехники, А. С. Попов стал одним из виднейших морских специалистов в этой области. По свидетельству проф. А. А. Георгиевского, который в течение пяти лет был ассистентом Попова в Минной школе, «Ни один крупный вопрос, так или иначе соприкасавшийся с областями физики и в частности электротехники, не решался в Морском ведомстве без участия А. С. Попова». В 1894 г. А. С. Попов был избран в члены Русского технического общества, а затем товарищем председателя Кронштадтского отделения этого общества. Такое быстрое завоевание авторитета среди специалистов флота и вообще в научном мире объяснялось не только глубиной знаний и широтой научных взглядов А. С. Попова, но и исключительной скромностью, вдумчивым отношением к вопросам, предлагаемым ему при различных консультациях, и продуманными, глубокими ответами на них.

Области электротехники, которыми интересовался и изучал А. С. Попов, были самыми разнообразными. Он следил за развитием теории и техники переменного тока, хорошо знал работы выдающегося русского инженера М. О. Доливо-Добровольского, основоположника теории многофазных переменных токов, конструктора первого надежно работавшего асинхронного электродвигателя[2]. Помимо того, Попов часто выступал с публичными лекциями по физике и электротехнике в собрании специалистов по минному делу и других офицеров, выбирая для таких выступлений новые и интересные темы, специально готовясь к ним и разрабатывая для них различные физические опыты, демонстрации аппаратуры. Его лекции, подкрепляемые опытами и демонстрациями, всегда вызывали большой интерес, проходили при переполненной аудитории и пользовались исключительной популярностью.

А. С. Попов (в центре) и его сотрудники и сослуживцы — Г. А. Любославский и Н. Н. Георгиевский.

Таким образом, ко времени опубликования сообщений о подтверждении существования электромагнитных волн А. С. Попов сложился уже как зрелый преподаватель, широко подготовленный физик и электротехник. В начале 1889 г. А. С. Попов присутствовал на заседании Русского физико-химического общества, на котором проф. Егоров воспроизводил опыты с электромагнитными волнами. Для показа той ничтожной искорки, которая проскакивала между шариками резонатора, требовалась полная темнота в аудиторий, но и при этих условиях искру могли видеть лишь несколько «счастливцев», стоящих непосредственно у резонатора. Эта лекция навела А. С. Попова, блестящего экспериментатора, на мысль, что аппаратура, применяемая для показа действия электромагнитных волн, носит чисто лабораторный характер и что даже для простого повторения таких опытов в учебной аудитории она не годится и, следовательно, требует коренного улучшения. Поэтому А. С. Попов сразу отказался от слепого копирования опытов (что делало большинство учёных), а стал методически устранять недостатки аппаратуры, испытывать множество вибраторов и приёмных резонаторов различного вида и конструкции, причём большинство их изготовлял собственноручно. Через несколько месяцев А. С. Попов имел в своём распоряжении реконструированную им аппаратуру, позволявшую показывать проскакивание искры в приёмном резонаторе при нормальном освещении в лекционном зале.

Товарищи и сотрудники А. С. Попова неоднократно обращались к нему с вопросами, зачем он столько времени и труда отдаёт изучению свойств электромагнитных волн. Для подавляющего большинства из них электромагнитные волны казались только интересной новинкой физики, не имеющей определённых практических перспектив. В ответ А. С. Попов в кругу своих близких знакомых и сослуживцев развивал убедительную картину возможного применения электромагнитных волн для осуществления связи без проводов.

Пользуясь улучшенными им самим приборами, А. С. Попов прочёл в Кронштадте и в Петербурге несколько лекций, названных «Новейшие соотношения между световыми и электрическими явлениями». Свою лекцию в Кронштадтском морском собрании 23 февраля 1890 г. А. С. Попов закончил так: «Человеческий организм не имеет такого органа чувств, который замечал бы электромагнитные волны в эфире; если бы изобрести такой прибор, который заменил нам электромагнитные чувства, то его можно было бы применить к передаче сигналов на расстояние». Эти слова Александра Степановича указывают на то, что он не только правильно оценил значение открытия электромагнитных волн, но и продолжал размышлять о практическом применении их для осуществления беспроволочной связи, идя в этом направлении дальше, не подчинившись слепо, как огромное большинство физиков того времени, распространённому мнению, что практическое применение электромагнитных волн не имеет почвы. Приведенные выше высказывания А. С. Попова сопровождались работами изобретателя над осуществлением беспроволочной связи. Нетрудно заключить, что эта идея изобретателя зародилась в прямой связи с его работами в военно-морском флоте, чрезвычайно нуждавшемся в подобном средстве связи.

В опубликованной литературе нередко можно встретить указание, что впервые мысль о возможности практического применения электромагнитных волн для связи была высказана английским учёным Круксом в статье, опубликованной в журнале «Фортнайтли Ревью» в феврале 1892 г.

А. С. Попов в кругу семьи.

На самом деле первые мысли о таком применении электромагнитных волн были высказаны А. С. Поповым. Именно это его высказывание, видимо, повлияло и на опубликование аналогичной идеи в русском журнале «Электричество» в 1890 г. В № 1–5 журнала был напечатан обзор О. Д. Хвольсона «Об опытах Герца и их значении», который автор заканчивал словами: «Опыты Герца пока кабинетные; что из них разовьется дальше и не представляют ли они зародыш новых отделов электротехники — этого решить в настоящее время невозможно». Редакция журнала «Электричество» не согласилась со столь осторожной формулировкой и добавила к этим строкам О. Д. Хвольсона редакционное примечание: «Например, телеграфия без проводов, наподобие оптической». (Примечание редакции журнала «Электричество».) Таким образом, первые высказывания А. С. Попова о практическом использовании электромагнитных волн и первое указание об этом в русской технической литературе на два года опередили подобные высказывания в иностранной печати.

Почти пять лет со времени лекции в Кронштадтском морском собрании А. С. Попов работал над своим изобретением. Несомненно этот срок был бы много короче, если бы изобретателю были предоставлены те исключительно благоприятные условия, в которых работают наши советские учёные и конструкторы. Своему крупнейшему изобретению А. С. Попов мог уделять только очень незначительное время, свободное от повседневной большой педагогической нагрузки. Исследования приходилось вести лишь по вечерам, а нередко и ночью, за счёт отдыха, расходовать на опыты и изготовление приборов свои, более чем скромные средства. Крайняя необходимость улучшить материальное положение, вызванная увеличением семьи, заставила А. С. Попова с 1889 г. в течение 9 лет уезжать с начала весны и до осени в Нижний-Новгород (ныне г. Горький), где он был начальником электростанции, обслуживавшей Нижегородскую ярмарку. Во время этих постоянных летних отлучек Александра Степановича намеченные им исследования и опыты с электромагнитными волнами проводил в Кронштадте П. Н. Рыбкин, ближайший сотрудник изобретателя, регулярно выполнявший намеченную Поповым программу работ, постоянно сообщавший в письмах А. С. Попову результаты опытов и получавший в ответ новые советы и указания.

К 1894 г. А. С. Попов закончил усовершенствование передатчика электромагнитных волн. Он понимал, что этот передатчик еще несовершенен и пригоден для опытов по существу лабораторного характера. Вместе с тем ему было совершенно ясно, что на пути решения поставленной задачи заниматься дальнейшим усовершенствованием только передатчика не имеет смысла, потому что наиболее слабым звеном всей цепи аппаратуры беспроволочного телеграфирования на первоначальном этапе является не передатчик, а приёмное устройство для обнаружения электромагнитных волн.

Проволочный круг-резонатор удовлетворял требованиям, пока опыты проводились в небольшой лаборатории. Однако он оказывался уже неподходящим, как только опыты требовалось показать большой аудитории и, как отчётливо представлял себе А. С. Попов, должен был стать вовсе непригодным (из-за очень низкой чувствительности) при опытах по беспроволочной связи. Поэтому, прежде чем разрабатывать аппаратуру для таких опытов, надо было найти новый способ обнаружения электромагнитных волн, значительно более совершенный, более чувствительный, чем проволочный резонатор. Такую задачу поставил перед собой изобретатель и начал работать над её разрешением.

Из журнальной литературы 1891–1894 гг. А. С. Попов ознакомился с работами, указывавшими на свойства металлических порошков изменять свою проводимость, т. е. менять сопротивление электрическому току, под действием электромагнитных волн. Но этот прибор работал очень ненадёжно. Металлические опилки, насыпанные в стеклянную трубочку, оказывали большое сопротивление прохождению через них электрического тока, но как только вблизи этой трубочки происходило возбуждение электромагнитных волн, опилки слегка спекались и проводили ток значительно лучше. Для того чтобы восстановить высокое сопротивление опилок, трубочку требовалось слегка встряхнуть. С этой целью приспосабливали пружинный часовой механизм из телеграфного аппарата, служивший для протягивания ленты.

А. С. Попов сразу понял, что трубочка с металлическими опилками пригодится, но её нужно значительно усовершенствовать, прежде чем она сможет стать пригодной для уверенного обнаружения электромагнитных волн. Он говорил об этом так: «…я убедился, что постоянство чувствительности трубки… очень мало: причина малого постоянства чувствительности лежит, мне кажется, в непостоянстве контакта между электродами и порошком».

Высказав это соображение, А. С. Попов занялся детальным исследованием свойств порошков различного состава, зернистости, изучением поведения их при прохождении электромагнитных волн, подбором трубочек разной формы, длины, расположением соединительных электродов в них. Эти многочисленные опыты в конечном результате привели к успешному созданию волнообнаружителя оригинальной конструкции А. С. Попова.

Свой прибор Александр Степанович описал следующими словами: «Внутри стеклянной трубки, на ее стенках, приклеены две полоски тонкой листовой платины АВ и CD почти во всю длину трубки (см. чертеж). Одна полоска выведена на внешнюю поверхность с одного конца трубки, другая — с противоположного конца. Полоски платины своими краями лежат на расстоянии около 2 миллиметров при ширине 8 миллиметров; внутренние концы полосок В и С не доходят до пробок, закрывающих трубку, чтобы порошок, в ней помещённый, не мог, набившись под трубку, образовать неразрушаемых сотрясениями проводящих нитей, как то случалось в некоторых моделях».

Волнообнаружитель конструкции А. С. Попова.

Созданный А. С. Поповым волнообнаружитель имел постоянную чувствительность, работал безотказно; все капризы, вызванные несовершенством порошка, недостатками конструкции, были устранены путём тщательного продумывания результатов многочисленных опытов. Но теперь перед изобретателем встала другая, ещё более сложная задача: добиться такой комбинации, чтобы временное сцепление между опилками, вызванное электрическими колебаниями, разрушалось немедленно и притом автоматически. «Автоматизация» встряхивания с помощью часовой пружины из-за ее нерегулярности совершенно не годилась для целей, поставленных Поповым. Начались новые длительные и упорные поиски наиболее простой и удачной конструкции. В одном из вариантов такого решения А. С. Попов для встряхивания опилок применил вращение рамки измерительного прибора — гальванометра, стрелка которого одновременно своим отклонением указывала на прохождение электромагнитных волн. Однако такое встряхивание опилок оказывалось иногда недостаточным для уверенного разрушения временного сцепления между ними.

Напряжённые поиски лучшего решения закончились исключительно простой конструкцией, но эта кажущаяся простота была найдена в результате длительного упорного труда. Для указания на прохождение электромагнитных волн А. С. Попов ввёл в своё приёмное устройство обычный электрический звонок. При сцеплении опилок в волнообнаружителе, вызванном действием электромагнитных волн, звонок срабатывал; молоточек ею был расположен так, что он ударялся о стеклянную трубочку с опилками в том месте, где она была защищена куском резины; таким образом одновременно обеспечивались и сигнализация и автоматическое встряхивание волноуказателя.

Прибор, разработанный Поповым для обнаружения электромагнитных волн, в своём законченном виде представлял собой не что иное как первую в мире приёмную радиостанцию[3]. Трубка с опилками была расположена горизонтально между зажимами М и Н на легкой часовой пружине, слегка согнутой с одной стороны для большей гибкости. Над трубкой был установлен молоточек звонка. Работала приёмная радиостанция следующим образом. К выводу А или В трубки присоединялся отрезок проволоки (приёмная антенна), воспринимавшая электромагнитные волны. По электрической цепи, составленной из батареи напряжением 4–5 вольт, волнообнаружителя и нижнего реле, непрерывно протекал ток от зажима батареи к пластине А, через опилки к пластине В и по обмотке электромагнита обратно к батарее. Из-за большою сопротивления опилок волнообнаружителя величина этого тока в обычном состоянии приёмной станции была очень мала, и поэтому якорь нижнею электромагнита не притягивался.

В момент спекания опилок их сопротивление электрическому току уменьшалось, отчего возрастала сила тока в цепи и якорь нижнего электромагнита притягивался. В это мгновение в точке С происходило замыкание второй электрической цепи, составленной из батареи и звонка, что приводило в действие молоточек. Его удар по чашечке давал сигнал о прохождении волны; на обратном пути молоточек ударял по трубке волнообнаружителя и встряхивал её, нарушая этим спекание опилок и приводя указатель в готовность к приёму следующего сигнала. При этом вновь уменьшался ток через первую электрическую цепь, отпадал якорь нижнего электромагнита, и схема оказывалась готовой к очередному приёму электромагнитных колебаний. На одиночное прохождение электромагнитной волны радиостанция А. С. Попова отзывалась одиночным звонком; непрерывно проходящие электромагнитные волны давали серию звонков.

Схема первого радиоприёмника.

Для того чтобы эта первая в мире радиостанция работала уверенно, было достаточно протекание через электромагнит электрического тока величиной 5 тысячных долей ампера, что свидетельствовало о высокой чувствительности станции к слабым сигналам. Достаточно было присоединить к зажиму А отрезок горизонтальной проволоки длиной 1 метр, чтобы станция уверенно сигнализировала о прохождении электромагнитных волн в большой аудитории, причём вибратор находился в самом дальнем углу этой аудитории. Присоединение вертикального отрезка проволоки длиной 2,5 метра позволяло уже на открытом воздухе принимать сигналы от вибратора, находившегося на расстоянии 12 метров. Окружённая металлическими экранами приёмная радиостанция не отзывалась на электромагнитные сигналы, производимые в самом непосредственном соседстве, но довольно было вывести через отверстие в экране наружу отрезок проволоки длиной 10–15 сантиметров, присоединённый к зажиму А, как станция принимала сигналы от вибратора на расстоянии 4–5 метров; удлинение антенны заметно повышало чувствительность к приёму более слабых сигналов (от более далеко отнесённого вибратора). Перенеся свою приёмную радиостанцию в сад Минной школы и присоединив к ней отрезок проволоки, наброшенный на кусты, А. С. Попов повысил дальность действия станции до 80 метров (вибратор оставался в помещении физического кабинета).

Открытие А. С. Поповым роли приёмной антенны, являющееся само по себе крупным самостоятельным изобретением в деле развития беспроволочной связи, было отнюдь не случайной находкой. Проводя испытания своей станции еще в стенах физического кабинета Минной школы и относя прибор на всё большее и большее расстояние от вибратора, Александр Степанович заметил, что приём электромагнитных волн получался увереннее, когда станция находилась у стен кабинета, по которым были проложены электрические провода. Наблюдения помогли установить роль подобной проводки и использовать это открытие для повышения чувствительности прибора к приёму сигналов. В радиотехнике известен закон так называемой обратимости антенн: любая антенна, хорошо принимающая электромагнитные волны, не менее хорошо работает и будучи присоединённой к передатчику электромагнитных волн. Таким образом, открыв приёмную антенну, А. С. Попов в дальнейшем присоединил антенну и к передатчику электромагнитных волн.

Итак, первую поставленную перед собой задачу изобретатель решил. Он создал приёмную станцию, значительно превосходящую по своей технической завершённости и высокой чувствительности проволочный резонатор, устранив этим наиболее слабое звено всего устройства, необходимого для осуществления беспроволочной связи. Теперь требовался источник электромагнитных колебаний, более мощный, чем вибратор. В самом первоначальном периоде опытов А. С. Попова таким источником явились грозы — электромагнитные волны, существующие в природе. Установив при одном из опытов в саду Минной школы, что приёмная радиостанция отзывается на сигналы и тогда, когда вибратор не работает, Александр Степанович понял, что его приёмник воспринимает грозовые разряды. Так была создана вторая конструкция приёмной радиостанции — «грозоотметчик», прибор, предупреждавший заблаговременно своими звонками о приближении грозы. Кроме звонка, к этому прибору был присоединён и пишущий телеграфный аппарат, служивший для регистрации сигналов на ленту и без присутствия оператора на станции.

Наружный вид грозоотметчика.

7 мая (25 апреля по старому стилю) 1895 г. на заседании физического отделения Русского физико-химического общества А. С. Попов выступил с докладом «Об отношении металлических порошков к электрическим колебаниям». Как указано в протоколе заседания, доклад сопровождался демонстрацией прибора в действии, причём источником колебаний служил находившийся поблизости вибратор. Этот знаменательный день и является днём изобретения радио А. С. Поповым. Столь скромно озаглавленный доклад на самом деле представлял собой сообщение изобретателя о возможности применения электромагнитных волн для осуществления беспроволочной связи, подтверждённое демонстрацией работы аппаратуры. Недаром свой доклад А. С. Попов закончил словами:

«В заключение могу выразить надежду, что мой прибор при дальнейшем усовершенствовании его может быть применён к передаче сигналов на расстояние при помощи быстрых электрических колебаний, как только будет найден источник таких колебаний, обладающий достаточной энергией».

Эти знаменательные слова, свидетельствующие о том значении, которое придавал А. С. Попов своему изобретению, вместе с тем говорят и о чрезвычайной скромности изобретателя, его высокой требовательности к себе и к своей работе. На самом деле, каких-либо крупных принципиальных усовершенствований схема приёмной радиостанции, разработанная Александром Степановичем, в последующие годы не потребовала. В очень скором времени (осенью 1895 г.) его первый радиоприёмник с добавлением пишущего телеграфного аппарата, уже применявшегося ранее в опытах Попова, стал подлинной практически работающей приёмной радиостанцией. Не пришлось искать и источник электромагнитных колебаний, обладающий «достаточной» энергией. Эту задачу выполнял вибратор, в корне реконструированный и усовершенствованный А. С. Поповым.

А. С. Попов принимает первую в мире радиограмму. С картины художника Шимко.

Содержание доклада А. С. Попова в Русском физикохимическом обществе в переработанном и дополненном автором виде было опубликовано в первом выпуске журнала этого общества за 1896 г. под названием «Прибор для обнаружения и регистрирования электромагнитных колебаний», а также в журналах «Электричество» и «Метеорологический вестник» в том же году.

Участники этого исторического заседания О. Д. Хвольсон и В. К. Лебединский вспоминали, что по окончании доклада все слушатели тепло приветствовали Александра Степановича.

Уезжая весной 1895 г. в Нижний-Новгород, А. С. Попов передал свой грозоотметчик университетскому товарищу Г. А. Любославскому, заведывавшему метеорологическим кабинетом Лесного института. Здесь станция была присоединена к прибору, спускавшемуся с верхушки мачты на крыше здания, т. е. к настоящей, по современным представлениям, антенне, и работала длительное время. В Нижнем-Новгороде А. С. Попов построил второй грозоотметчик и пользовался им как сигнализатором приближения грозы, во время которой, по правилам эксплуатации электролиний того времени, следовало выключать и заземлять воздушные провода с целью защиты их от разрушения при возможном прямом ударе молнии.

В январе 1896 г. А. С. Попов демонстрировал свой прибор в Кронштадтском отделении Русского технологического общества и говорил в своём докладе о желательности испытания работы прибора на значительных расстояниях. Во время доклада демонстрировался приём электромагнитных сигналов от вибратора, расположенного в другом здании.

24 (12 марта) 1896 г. на очередном заседании Русского физико-химического общества изобретатель показал первую в мире передачу и приём радиограммы. Во время этого доклада П. Н. Рыбкин сидел у вибратора, установленного в здании химической лаборатории университета на расстоянии 250 метров от физической аудитории, где происходило заседание общества и где была установлена приёмная радиостанция. Сигналы записывались на телеграфную ленту.

Приёмная радиостанция А. С. Попова периода 1896 г.

Председательствовавший на заседании проф. Ф. Ф. Петрушевский следил за записью точек и тире на ленте и по таблице телеграфной азбуки расшифровывал их, воспроизводя на учебной доске каждую букву.

Можно утверждать, что этими опытами и демонстрациями работы аппаратуры беспроволочной связи закончился начальный этап изобретения радиотелеграфа. На очередь теперь стали работы по практическому применению нового средства, подаренного миру русским учёным.

Работы А. С. Попова заложили прочный фундамент основ современной радиотехники. Насколько удачно было техническое решение задачи, найденное А. С. Поповым в результате его упорной работы, видно хотя бы из того, что все последующие конструкторы приборов беспроволочной телеграфии полностью копировали схемы Попова, использовали развитые им идеи.

Практически А. С. Попов располагал всем необходимым для осуществления на первых порах беспроволочной радиосвязи: имелся передатчик-вибратор, реконструированный и усовершенствованный А. С. Поповым так, что он стал достаточно мощным источником электромагнитных волн, а также пишущий радиоприёмник. День 7 мая 1895 г. потому и считается днём изобретения радио, что вся нужная для беспроволочной связи аппаратура была уже создана изобретателем и опробована.

Что же сделал А. С. Попов для радиотелеграфии? Он первый создал совершенно не встречавшуюся ранее схему прибора, осуществлявшего приём радиосигналов. В этот прибор входили детали, частично известные и ранее, но их сочетание, равно как и коренное улучшение работы волноуказателя, превратившее его из капризной лабораторной конструкции в исправно действовавшее автоматизированное устройство, принадлежит Попову.

Приёмная станция А. С. Попова была проста, легка и безотказна в работе. Конструкция станции А. С. Попова была настолько продумана и закончена, что многие экземпляры этих станций, находясь в дальнейшем в длительной практической эксплуатации, работали безотказно. Аппаратура, изготовленная изобретателем, позволяла вести приём сигналов неопределённо долго, с постоянной чувствительностью.

Изобретение Поповым приёмной антенны и присоединение ее к передатчику обеспечило решение поставленной изобретателем задачи — увеличить дальность действия радиосвязи.

Усовершенствованный А. С. Поповым волноуказатель стал основной технической частью всех приёмников электромагнитных воли первых лет радиотелеграфии. Через 5 лет сам изобретатель заменил его ещё более чувствительным кристаллическим детектором.

Учитывая, что при связи на больших расстояниях принимаемые сигналы будут слабыми, А. С. Попов применил в своей схеме электромагнитное реле, которое под воздействием приходящих колебаний пускало в ход пишущий прибор. Это сразу чётко намеченное разделение цепей приёмной схемы в дальнейшем было усовершенствовано выделением цепи антенны, введением промежуточного контура, осуществлением настройки.

Современный радиоприёмник по наружному виду совсем не похож на конструкцию А. С. Попова, однако в его схеме сохранились идеи, заложенные изобретателем. Как и А. С. Попов, современный конструктор заботится о том, чтобы слабый электромагнитный сигнал не испытал дополнительных потерь при прохождении от приёмной антенны к каскадам усиления, о том, чтобы эти слабые сигналы могли управлять как работой приёмника в целом, так и его отдельными каскадами.

В схеме А. С. Попова электромагнитное реле включало местную батарею, заставлявшую колебаться молоточек звонка и приводившую в действие ленту пишущего аппарата. В современных конструкциях радиоприёмной аппаратуры эту работу выполняет электронная лампа. По аналогии с электромагнитным реле, применённым Поповым в своем приёмнике, электронную лампу много лет после её появления в радиоаппаратуре называли катодным реле.

Широко распространённый в настоящее время в гражданской профессиональной и военной радиоаппаратуре приём на телефонные трубки был впервые применён А. С. Поповым и его помощником П. Н. Рыбкиным ещё в 1899 г. В 1900 г. А. С. Попов ввёл в свой приёмник кристаллический детектор (с парой уголь — сталь), заменивший собой прежний волноуказатель. С этого времени кристаллический детектор занял прочное место в приёмной радиотехнике. Он не был вытеснен и электронной лампой, нашёл широкое применение в простейших радиолюбительских приёмниках, а в настоящее время вновь широко применяется в современной радиолокационной аппаратуре, где с ним в ряде случаев не может соперничать электронная лампа. Следует ещё добавить, что А. С. Попов в своих работах первым демонстрировал роль экранировки, значение которой в современной радиоаппаратуре необычайно велико.

Короче говоря, А. С. Попов первым в мире сделал всё то, что нужно было для превращения беспроволочной телеграфии из чисто теоретической проблемы в практически осуществимую систему.

В последующие годы Александр Степанович достиг и других поразительных успехов, а также наметил многие из тех основных путей, по которым и в наши дни развивается современная радиотехника.

Практические применения

Весной 1897 г. А. С. Попов с большими трудностями получил под отчёт всего лишь 300 рублей на производство опытов «по электрической сигнализации между судами эскадры». Программа этих опытов, составленная изобретателем, намечала следующие задачи:

1) Увеличить расстояние, на котором можно посылать сигналы. Считая, что один из возможных способов такого увеличения расстояния, а именно, повышение чувствительности приёмника, в основном уже достигнут, А. С. Попов намеревался заняться повышением мощности, излучаемой передатчиком, и заказал для этого вибраторы разной формы.

2) Опытным путем найти комбинацию приборов, дающую наибольшую дальность действия беспроволочной связи.

3) Определить степень постоянства чувствительности приборов и установить причины изменения её, если она окажется непостоянной.

4) Определить влияние атмосферы на дальность связи и прохождение сигналов.

5) Проверить работу аппаратуры на кораблях, чтобы установить влияние металлических частей, найти наивыгоднейшее расположение приборов на корабле.

Весной 1897 г., ещё до очередного отъезда в Нижний-Новгород, А. С. Попов провёл несколько опытов в Кронштадтской гавани со специально изготовленными для этого приборами и установил на первых же порах связь между кораблями «Россия» и «Африка» на расстоянии около 300 саженей (600 метров), а также получил некоторые данные для решения первой задачи из намеченной им программы. На основе этих данных были заказаны новые приборы.

Фотография корабельного передатчика А. С. Попова, применявшегося в опытах по радиосвязи в 1897 г.

После изготовления их П. Н. Рыбкин начал опыты на берегу острова Тейкар-Сари неподалёку от Выборга. На острове был установлен передатчик новой конструкции с шарами диаметром около 30 сантиметров и между ними разрезанный стержень длиной около 1 метра. В волноуказатель вместо опилок был насыпан мелкий стальной бисер, что повысило дальность связи в три-пять раз при постоянной чувствительности приёмника. Пока передатчик находился на берегу, а приёмник с приёмной антенной длиной около 9 метров на катере «Рыбка», дальность не превышала 3 вёрст. Но стоило в дальнейших опытах, по указанию А. С. Попова, перенести передатчик на верхний мостик транспорта «Европа», стоявшего на якоре, а приёмник — на крейсер «Африка» и увеличить длину антенны до 18 метров, как дальность сразу возросла до 5 вёрст.

Крейсер «Африка».

Опыты закончились осуществлением радиотелеграфного сообщения между «Европой» и «Африкой».

Материалы опытов 1897 г. позволили А. С. Попову сделать важнейшее открытие по возвращении его из Нижнего-Новгорода. Из того факта, что связь прекращалась, когда между «Европой» и «Африкой» во время радиосвязи оказывался крейсер «Лейтенант Ильин», Попов пришёл к заключению, что электромагнитные волны рассеиваются и отражаются большими металлическими объектами, т. е., иначе говоря, открыл явление, лежащее в основе современной радиолокационной техники[4]. Нельзя не добавить при этом, что это открытие было сделано при средней мощности передатчика Попова, не превышавшей… 5 ватт (мощности импульсного излучения современных радиолокаторов достигают нескольких сот киловатт). Предсказывая в своём отчёте возможность применения электромагнитных волн для определения направления, т. е. способа радиопеленгации, А. С. Попов указывал на возможность пользования радиомаяками при плавании в тумане и в бурную погоду.

Учебное транспортное судно «Европа».

В том же отчёте подчёркивалось влияние металлических предметов (мачты, трубы, снасти) как на приём, так и на передачу: «попадая на пути электромагнитной волны, они нарушают её правильность… вследствие интерференции волн, в них возбуждённых, с волнами источника». Иначе говоря, А. С. Попов предсказывал возможность осуществления направленной радиопередачи и радиоприёма в результате взаимодействия электромагнитных волн, излучённых собственно антенной (активным проводником) и окружающими её пассивными проводниками. На этом принципе и работает в настоящее время большинство антенн самых различных конструкций, обладающих направленным действием.

Выступая с публичным докладом 19 октября 1897 г. о телеграфировании без проводов в Электротехническом институте, А. С. Попов заявил: «история наших опытов… уже теперь позволяет мечтать о дальнейшем развитии этого дела и о практических применениях его в военно-морском и военном деле на суше, а также в помощь маячным световым и звуковым сигналам…» Текст этого доклада был опубликован в «Электротехническом вестнике» № 48, 1897 г., издан отдельной брошюрой и перепечатан в 1898 г. в «Журнале новейших открытий и изобретений».

Новые возможности применения изобретения А. С. Попова были чрезвычайно многообещающи и интересны. В заключение своего отчёта изобретатель сказал, что «…всё до сих пор сделанное может рассматриваться как первый шаг в этом направлении; продолжение опытов очень желательно, так как детали приборов могут быть усовершенствованы только при постоянных контрольных испытаниях». Александр Степанович указал также, что при достигнутых уже в описанных опытах 1897 г. расстояниях можно применять сигнализацию на судах эскадры. Нельзя не добавить, что в приложении к отчёту приведён перечень расходов на проведение опытов, из которого видно, что на приобретение приборов, частей к ним, на материалы, оплату механика, столяра, жестянщика и т. д. было израсходовано 1012 рублей, а получено на расходы только 300 рублей. Откуда же были взяты недостающие 700 рублей? Их дал из своих средств главным образом А. С. Попов и в некоторой мере П. Н. Рыбкин.

Через год, весной 1898 г., Минный отдел Технического комитета, рассмотрев отчёт А. С. Попова и результаты опытов прошлого года, решил продолжить дальнейшие опыты сигнализации без проводов в условиях практического применения. На этот раз было отпущено 1000 рублей вместо просимых А. С. Поповым по его смете 4000 рублей.

За зиму 1897 г. Попов внёс некоторые изменения в свою аппаратуру: изготовил новые вибраторы, выделил волноуказатель в отдельную цепь с отдельным питанием, установил более чувствительное электромагнитное реле, разработал несколько конструкций антенн и вплоть до очередного отъезда в Нижний-Новгород обучал работе на радиостанциях матросов, выделенных в качестве будущих радиотелеграфистов.

В конце июня на острове Тупоран-Сари П. Н. Рыбкин установил новый передатчик на берегу с передающей антенной, поднятой на мачтах, а приёмник — на крейсере «Африка». Опыты быстро подтвердили предположение Попова, что размеры дисков вибратора при наличии хорошей антенны не играют роли. В июле того же года были установлены передающие станции на крейсере «Африка» и на транспорте «Европа», и между судами осуществлялась постоянная радиотелеграфная связь. С 21 августа по 3 сентября было передано 136 служебных радиограмм, не считая ежедневных учебных. При шторме 3 сентября радиотелеграф оказался единственным средством сообщения между судами. В своем отчёте об опытах 1898 г. изобретатель указывал, что «В настоящее время вопрос о телеграфировании между судами может считаться решённым. В ближайшем будущем желательно снабдить несколько судов практической эскадры приборами и людьми, обученными телеграфному делу, чтобы сделать оценку полезности и применимости новых приборов в ежедневном обиходе и в различных случайностях морской службы».

Технический комитет Морского министерства обратился к Управляющему Морским министерством с предложением установить радиостанции на нескольких кораблях Черноморской эскадры, отпустить на заказ радиоаппаратуры для этих опытов 13 500 рублей и командировать на Чёрное море А. С. Попова.

В своей докладной записке по этому вопросу А. С. Попов указывал Техническому комитету, что необходимые телеграфные аппараты должны изготовляться в России во многих мастерских и только в случае крайней нужды могут приобретаться и за границей. Он подчёркивал необходимость применения более высоких антенн для увеличения дальности связи и предупреждал о необходимости заранее подготовить радиотелеграфистов.

Морское министерство согласилось с мнением Технического комитета и даже предложило Попову поехать за границу, чтобы ознакомиться с состоянием работ по связи и заказать там необходимую ему аппаратуру. Одновременно для проведения опытов на Балтийском море в распоряжение Попова были выделены миноносец № 115 и кронштадтские форты «Константин» и «Милютин», а также специальная команда телеграфистов Кронштадтского крепостного Военного телеграфа во главе с капитаном Д. С. Троицким[5].

Конструкция приёмника с детектором и телефонными трубками.

Незадолго до конца заграничной командировки А. С. Попова П. Н. Рыбкин и Д. С. Троицкий обнаружили возможность принимать радиотелеграфные сигналы на слух при помощи телефонных трубок и известили об этом важном открытии А. С. Попова телеграммой. Он прервал свою командировку и, вернувшись обратно, разработал схему радиоприёма на слух, значительно упрощавшую конструкцию и, кроме того, позволявшую вести приём при меньшей мощности передатчика. Из приёмника удалось даже удалить и звонок-встряхиватель и волноуказатель, заменённый теперь кристаллическим детектором. Дальность приёма на телефонные трубки достигла 40 километров.

Осенью 1899 г. А, С. Попов провёл на Чёрном море опыты по радиосвязи на броненосцах «Георгий Победоносец» и «Двенадцать Апостолов», где были установлены передатчики и приёмники, и на минном крейсере «Капитан Сакен», где был установлен только передатчик. В течение сентября была проведена большая серия опытов при различных положениях кораблей и на разных расстояниях. Дальность связи достигала 25 километров.

Схема приёмника с телефонной трубкой.

По возвращении из Севастополя в Кронштадт Александр Степанович получил приятное известие: совет Электротехнического института (ныне Электротехнический институт имени В. И. Ульянова-Ленина) присудил ему почётное звание инженера-электрика вместе с Н. Н. Бенардосом, одним из изобретателей способа электрической сварки металлов, и А. Н. Лодыгиным, изобретателем электрической лампочки.

50 лет назад, 6 февраля 1900 г. (нов. стиля), начала свою работу первая в мире линия практической радиосвязи. Она была осуществлена при непосредственном участии Александра Степановича Попова, его ближайшего помощника П. Н. Рыбкина и матросов-радистов, обученных Поповым. Строителям радиолинии была поставлена очень сложная и трудная по тому времени задача: построить в течение 10–15 дней линию радиосвязи для регулярной передачи радиограмм на расстоянии, достигающем почти 50 километров. Такая срочность объяснялась крайней необходимостью в линии радиосвязи для руководства снятием с камней у острова Готланд броненосца береговой обороны «Генерал-адмирал Апраксин».

Радиостанция на острове Гогланд.

Руководство работами по снятию броненосца с камней можно было бы осуществить с помощью прокладки подводного телеграфного кабеля между Готландом и Коткой — местечком на берегу Финляндии, откуда начиналась линия проволочного телеграфа. Однако прокладка кабеля должна была стоить 150–200 тысяч рублей и, самое главное, она могла быть закончена лишь весной 1900 г., а весенний ледоход в Финском заливе угрожал целости броненосца.

Теоретически возможен был и другой вариант: установка телеграфных столбов по льду от Котки до Готланда. Но частые зимние передвижения льда у острова исключали возможность регулярной работы такой линии.

Таким образом, единственным и наиболее удачным решением поставленной задачи могла быть только линия радиосвязи.

Строительство радиостанций началось в январе 1900 г. Александр Степанович Попов руководил постройкой радиостанции на острове Кутсало недалеко от Котки, а П. Н. Рыбкин строил радиостанцию на гранитном утёсе острова Гогланд, вблизи которого потерпел аварию броненосец. Ледокол «Ермак», недавно спущенный на воду, доставил из Кронштадта в Гогланд П. Н. Рыбкина, радистов, разборный домик для радиостанции, аппаратуру и строительные материалы для установки антенны.

Работы по сооружению и подъёму мачты, подвеске антенны, сборке домика и монтажу аппаратуры были связаны с огромными затруднениями из-за сильных морозов и вьюги. В этих работах на радиостанции Кутсало под руководством А. С. Попова участвовали минный квартирмейстер Безденежных, минёр Доброхотов, сигналисты Штафетов, Соколов, Кикин, Петров, а на Гогланде — сигналисты Санин и Кулаков.

Сборка мачты для антенны радиостанции на о. Котка.

В исторический день открытия работы радиолинии, первой не только в России, но и в мире, Александр Степанович Попов передал из Кутсало на радиостанцию Гогланд следующую радиограмму:

«Командиру ледокола „Ермак“. Около Лавенсари оторвало льдину с рыбаками. Окажите немедленно содействие спасению этих людей.

Авелан».

«Ермак» вышел в море в 4 часа утра на поиски льдины с рыбаками и вернулся из похода к 5 часам вечера, доставив на Гогланд спасённых, которые уже прощались с жизнью, не надеясь на возможность благополучного возвращения на землю. Эти рыбаки были первыми людьми, жизнь которых удалось спасти с помощью радиотелеграфа. В тот же день спасённые люди на «Ермаке» были отправлены в Ревель.

И сама по себе первая в мире линия практической радиосвязи и эпизод со спасением рыбаков, происшедший при открытии работы этой радиолинии, произвели огромное впечатление не только в России, но и во всём мире. Газеты ежедневно писали о Попове и его замечательном изобретении, его блестящем практическом успехе и огромных возможностях.

Беспроволочный телеграф — русское изобретение — оказался единственным средством, способным обеспечить регулярную связь в таких трудных условиях. Применение этого изобретения для практических целей, послужившее одновременно к спасению человеческих жизней, высоко подняло авторитет А. С. Попова.

Ледокол «Ермак». Налево — вырезка из газеты 1900 г.

Создатель «Ермака», адмирал С. О. Макаров писал в своей телеграмме А. С. Попову:

«От имени всех кронштадтских моряков приветствую Вас с блестящим успехом Вашего изобретения. Открытие беспроволочного телеграфного сообщения от Котки до Гогланда на расстоянии 43 вёрст есть крупнейшая научная победа».

В своём ответном письме адмиралу С. О. Макарову Александр Степанович рассказывал: «…Первая официальная депеша содержала приказание „Ермаку“ итти на спасение рыбаков, унесённых в море на льдине, и несколько жизней было спасено благодаря „Ермаку“ и беспроволочному телеграфу. Такой случай был большой наградой за труды, и впечатления этих дней, вероятно, никогда не забудутся».

А. С. Попов демонстрирует свою радиостанцию адмиралу С. О. Макарову. С картины художника И. С. Сорокина.

В докладе А. С. Попова осенью 1900 г. на заседании Международного электрического конгресса (из-за отсутствия А. С. Попова на конгрессе его доклад был оглашён М. А. Шателеном) говорилось: «Телеграмма была понята в точности, и ледокол тотчас же оказал помощь и спас рыбаков, унесённых в открытое море на льдине».

В спасении людей участвовала передовая русская техника того времени: радиотелеграф, изобретённый русским учёным А. С. Поповым, и ледокол «Ермак», построенный по проекту и чертежам известного адмирала русского военно-морского флота С. О. Макарова. Спасение рыбаков оказалось возможным только благодаря взаимодействию этих изобретений лучших, передовых людей России.

Советское правительство в 1945 г. в ознаменование 50-летия со дня изобретения радио А. С. Поповым постановило: «Соорудить обелиск на о. Гогланд на месте, где впервые в мире были использованы радиостанции системы А. С. Попова для спасения человеческих жизней».

Радиостанции А. С. Попова безотказно работали в течение нескольких месяцев, пока происходило снятие с камней броненосца. С января по апрель 1900 г. было передано 440 официальных радиограмм, причём некоторые из них имели более 100 слов.

С тех пор передача радиосигналов о бедствии на море стала входить в практику. История насчитывает много случаев, когда спасение на море было возможно только благодаря своевременной передаче сообщений по радио[6].

Корабельный радиопередатчик конструкции А. С. Попова.

Первая практическая линия радиосвязи в мире окончательно засвидетельствовала преимущества и широкие возможности беспроволочного телеграфа. Морское министерство отдало распоряжение ввести беспроволочный телеграф на боевых кораблях как основное средство связи[7]. А. С. Попов принялся за организацию в Кронштадте мастерских по изготовлению приборов для телеграфирования без проводов. Несмотря на ограниченные средства и оборудование, эта мастерская оказалась в состоянии изготовить в 1902 г. 12 полных комплектов радиостанций (по сложной схеме с настройкой) для кораблей эскадры, уходившей на Дальний Восток. Кроме того, А. С. Попов заботился о подготовке руководителей радиостанций и радиотелеграфистов, для чего предлагал организовать при Минной школе краткие курсы для обучения минных офицеров, откомандировать с каждого корабля четырёх минёров для обучения их телеграфной азбуке и работе на станции, организовать в Ораниенбауме, Петербурге и Кронштадте учебные радиостанции. Ведя занятия с офицерами, А. С. Попов вместе с обучающимися осуществил опыты по радиосвязи между Кронштадтом и Ораниенбаумом, а затем между Петербургом и Кронштадтом, проводя таким образом нужную практику для своих слушателей.

Полевая радиостанция в двуколке, собранная для опытов по радиосвязи в Каспийском пехотном полку. Налево (сидит) — П. Н. Рыбкин, направо — капитан Троицкий.

В 1900 г. в 148-м Каспийском пехотном полку под руководством А. С. Попова, П. Н. Рыбкина и Д. С. Троицкого были в короткий срок смонтированы две легкие радиостанции, которые могли перевозиться на двуколках или переноситься 5 солдатами. Для обслуживания этих станций была создана команда искрового телеграфа. Так появилось первое подразделение в пехоте, работа которого на учениях в июне 1900 г. получила заслуженное признание.

Не только радисты прилагали все силы, чтобы обеспечить надёжную связь, но и командование полка стремилось применить радио в самых разнообразных условиях. 23 июня 1900 г. ввиду пасмурной погоды и плохой видимости наблюдательный пункт был вынесен на значительное расстояние и ему придана радиостанция. Благодаря этому донесения с пункта поступали в кратчайший срок, что помогло командованию полка разгадать намерения условного противника и вовремя принять нужные меры, чтобы отразить готовившуюся атаку. Радиостанции поддерживали связь на походе полка и при переправе через реки.

Об опытах по применению радиосвязи в армии А. С. Попов писал:

«Опыты скоро получили практическое направление благодаря тому, что командир Каспийского полка предоставил охотничью команду своего полка, обучающуюся под руководством капитана Троицкого различным способам военной сигнализации, для опытов с переносными станциями беспроволочного телеграфа.

Потом, с 6 июля по 9 августа, во время подвижных сборов, бывших между г. Ораниенбаумом и г. Лугой, работали без отказа две станции, собранные из имеющихся у меня под рукой приборов от прежних опытов. Всё вооружение полевых станций разработано капитаном Троицким, и все летние опыты велись под его руководством охотничьей командой Каспийского полка, состоящей из одного обученного телеграфированию офицера и нижних чинов команды. Мачты этих станций были сделаны из бамбука и при высоте, превосходящей 10 сажен, имели вес 28 фунтов; остальные приборы этих полевых станций (аккумуляторы, индукционная спираль) были распределены между тремя нижними чинами, причём вес их не превышал 35 фунтов (около 15 кг) на человека. Вся команда каждой станции состояла из пяти нижних чинов. Установка станции требовала не более 15 минут. Не входя в оценку этих опытов с военной точки зрения, я считаю эти опыты очень важными и многообещающими для военно-полевой службы. Во время подвижных сборов опыты были показаны многим лицам, занимающим высокое положение в военном мире, но я все-таки считаю нужным просить ваше превосходительство довести об этих опытах до сведения г. военного министра, так как я знаю, что пока мы первые обладаем переносными приборами, — все опыты в иностранных государствах как на море, так и на суше производились с приборами большой мощности, тяжёлыми и неудобно переносимыми.

Испытанные прошлым летом станции требуют дальнейшего усовершенствования в деталях. Лично я занят теперь многими первостепенной важности вопросами, касающимися усовершенствования судовых станций беспроволочного телеграфа, а задача разработки полевых станций иная, поэтому я считаю долгом указать, что решение этой задачи при небольшом моём участии было бы посильно заведывающему Кронштадтским военным телеграфом капитану Троицкому, и я надеюсь на скорый успех, если будут предоставлены в распоряжение капитана Троицкого нужные средства от Военного министерства» (докладная записка А. С. Попова Главному командиру Кронштадтского порта, апрель 1901 г.).

Приёмные радиостанции А. С. Попова в Ленинградском музее связи имени А. С. Попова.

Летом 1901 г. А. С. Попов вновь уехал на Чёрное море для руководства установкой радиостанций на военных кораблях и проведения более обширных опытов. Для этого весной 1901 г. он разработал сложные схемы приёмной и передающей станций, продумал вопрос о настройке их и подборе наивыгоднейшей высоты и длины антенн. Вся эта предварительная подготовка дала свои результаты: дальность связи достигала (при приёме на телефонные трубки) 150 километров, т. е. в шесть раз больше дальности опытов на том же Чёрном море два года назад.

Во время пребывания в Севастополе А. С. Попов получил письмо из Ростова-на-Дону от Комитета Донских Гирл. Ростовский порт, находившийся в 8 верстах от Азовского моря, испытывал затруднения с проводкой судов, вызванные тем, что в рукавах Дона (гирлах) уровень воды под влиянием ветра менялся по нескольку раз в день, причем убыль воды доходила до 2–3 метров. Внезапные обмеления рукавов были причиной того, что пароходы и баржи терпели аварии или были вынуждены ожидать, пока не поднимется уровень воды. Для извещений об уровне воды в гирлах применялась сначала оптическая сигнализация, прекращавшая свою работу в дождливые и туманные дни. В дальнейшем оптическая связь была заменена телеграфной линией, но и она часто выходила из строя. Спасти положение мог только радиотелеграф, и именно поэтому Комитет Донских Гирл обратился к А. С. Попову с просьбой оказать всемерное содействие.

Прибыв в Ростов, А. С. Попов приступил к осуществлению проекта строительства гражданских радиостанций, из которых одну решено было установить на пловучем маяке, а вторую — на так называемом Лоцмейстерском посту. Александр Степанович сам проверял монтаж, обучал техников. После пуска в ход линии радиосвязи на расстоянии около 12 верст, А. С. Попов уехал в Петербург и отсюда периодически интересовался работой своих радиостанций, поддерживая переписку с радистами.

Насколько успешно выполняли свои задачи радиостанции в Донских Гирлах, видно из того, что в дальнейшем по примеру Ростова и при активной помощи А. С. Попова была установлена другая линия гражданской радиосвязи через Днепр между Херсоном и Голой Пристанью (дальность 17 километров). Чтобы осуществить проволочную связь между этими двумя пунктами, пришлось бы вести линию в обход на расстоянии 150 километров.

По возвращении в Петербург А. С. Попов был назначен профессором физики Электротехнического института с сохранением обязанностей в Морском министерстве по организации беспроволочного телеграфа на кораблях флота. В своём заявлении по этому поводу он указывал, что эту работу на флоте «считает своей нравственной обязанностью довести до конца».

Преподавание радиотехники впервые в России началось в стенах Электротехнического института в 1902 г., когда А. С. Попов ввёл в программу читаемый им курс «Телеграфирование без проводов». Литографированное издание этих лекций было первым учебным пособием по радиотехнике для студентов.

А. С. Попов добился значительного изменения учебного процесса и повысил качество обучения студентов. Он создал физическую лабораторию и установил в здании института станцию радиотелеграфа. В 1902 г. А. С. Попов, значительно улучшив свои станции, сам участвовал в опытах в шхерах Финского залива, неподалёку от острова Тупоран-Сари. Учебный крейсер «Посадник» и приёмно-передающая радиостанция на берегу острова обменивались между собой радиограммами на расстоянии 26 километров, причём приём сигналов производился на ленту. Этот результат показал, что улучшения, внесённые изобретателем, значительно приблизили дальность приёма на ленту к дальности при приёме на телефонные трубки. Весной того же года А. С. Попов построил измерительный мостик для измерения малых ёмкостей, предназначавшийся для исследования антенн. Одной из последних его работ было непосредственное руководство работами по осуществлению беспроволочного телефонирования, проводившимися в стенах Электротехнического института.

Зимой 1903 г. радиоречь передавалась из одного конца Электротехнического института в другой. Максимальная дальность радиотелефонной связи достигала 2 километров.

В феврале 1904 г. А. С. Попов сделал доклад на Всероссийском электротехническом съезде «О новейших успехах телеграфирования и телефонирования без проволок», на котором демонстрировал опыты по передаче речи по радио. Как свидетельствует в своей статье член-корреспондент АН СССР В. И. Коваленков («Военный связист» № 5, 1948 г., стр. 26), А. С. Попов предвидел, что радио станет впоследствии могучим средством культуры и прогресса. Он говорил еще в 1902 г. в беседе с автором упомянутой статьи, что «мы находимся накануне практического осуществления радиотелеграфии, как важнейшей отрасли радио» и советовал В. И. Коваленкову взяться за разработку генератора незатухающих колебаний.

Ещё более разительным в этом отношении было указание Александра Степановича о необходимости создать телефонную трансляцию, без которой, как говорил Попов примерно в те же годы, нечего мыслить о телефонной проволочной связи в общероссийском масштабе. При этом великий учёный предсказывал возможность соединения линий радиосвязи с линиями проводной связи и установки на таких линиях трансляций, чтобы обеспечить передачу сигналов на значительно большие расстояния. Как и прежде, А. С. Попов часто выступал в эти годы с публичными лекциями и докладами, в том числе и платными, сбор от которых передавался в пользу нуждающихся студентов.

После кровавого воскресенья 9 января 1905 г. и ленских событий было решено на студенческих сходках в институте прекратить учебные занятия. Они возобновились лишь в октябре того же года.

В общежитиях студентов и учебных помещениях Электротехнического института полиция пыталась организовать слежку, обыски и облавы. В этот период в институте неоднократно скрывался от преследований царской охранки создатель и организатор большевистской партии и первого в мире социалистического государства В. И. Ленин. 17 сентября 1905 г. институту было предоставлено автономное управление, что означало передачу единоначалия выборным лицам. Совету института предоставлялось право принимать меры по обеспечению нормальной академической жизни. Первым выборным директором института с 26 сентября 1905 г. стал А. С. Попов. Характерно его письмо от 1 октября 1905 г. по поводу избрания:

«Дорогие товарищи!

26 сентября вы оказали мне высокую честь единогласным избранием меня первым директором автономного Электротехнического института. То единодушие, которое выразилось в избирательном собрании в связи с пожеланиями, ранее выразившимися в заседании секции Академического совета в нашем институте, совершенно лишило меня возможности возражать против моего избрания по каким бы то ни было личным соображениям. Я рассуждал, что в таком важном деле, как выбор директора в настоящее трудное время в жизни высших учебных заведений, коллективный разум должен стать выше личного. Как член совета, в котором за своё четырёхлетнее пребывание в институте я не наблюдал никакого разногласия по сколько-нибудь важным вопросам, я не мог принять результаты баллотировки, как благоприятную для себя случайность, и счёл, что долг товарища обязывает меня принять в высокой степени трудное дело, возлагаемое на меня…»

15 октября 1905 г. под председательством А. С. Попова состоялось заседание совета института с участием всего профессорско-преподавательского состава. Состав единодушно вынес постановление, в котором говорилось:

«…Свобода собраний составляет насущную потребность и неотъемлемое право всего населения, особенно в переживаемое ныне трудное время. Эта свобода собраний не обеспечивается…

Поэтому совет, признаёт, что он не имеет не только возможности, но и нравственного права препятствовать устройству публичных собраний в помещении института какими бы то ни было средствами, в том числе и закрытием института. Всякое насильственное вторжение властей в жизнь института не может успокоить, а только ухудшит положение дела. Успокоение учебных заведений может быть достигнуто только путём крупных политических преобразований, способных удовлетворить общественное мнение всей страны…». Первым подписал это постановление А. С. Попов.

Работа на посту выборного директора оказалась чрезвычайно трудной для Александра Степановича. Институт, получивший автономию, продолжал тем не менее оставаться в ведении министерства внутренних дел. В сложной политической обстановке 1905 г. Александр Степанович отстаивал права на свободу института, выдерживая крупные разговоры с градоначальником Петербурга, с царским министром Дурново, недовольным тем, что в аудиториях института не прекращались митинги и собрания.

В конце декабря А. С. Попова вновь пригласили к министру. Произошла очередная крупная размолвка по поводу того, что в Электротехническом институте, как стало известно полиции, Владимир Ильич Ленин читает кружкам студентов лекции по историческому материализму. Дурново требовал от А. С. Попова выдачи разрешения полицейским агентам на вход в институт для наблюдения за студентами. Попов наотрез отказался. После этой беседы Александр Степанович слег из-за сердечного недомогания. К вечеру того же дня он, несмотря на болезнь, поехал на заседание физического отделения Русского физико-химического общества, где его единодушно избрали председателем отделения. Этим избранием учёные России отдали должное одному из своих лучших физиков. Новые волнения, хотя и радостные, ещё более отразились на здоровье Попова. Ему стало плохо ещё на заседании; добравшись домой, он слёг, а 13 января 1906 г. в 5 часов вечера умер в возрасте всего 46 лет.

Ушёл в могилу большой учёный, крупнейший русский изобретатель, раскрывший человечеству новую область знаний, отличавшийся большим упорством и настойчивостью в достижении поставленной перед собой цели, не отступавший перед, казалось, неразрешимыми техническими трудностями.

Искровой телеграф, созданный гением А. С. Попова, был тем началом, из которого на протяжении всех последующих лет родились современные радиовещание, телевидение, радиофототелеграфия, радиотелемеханика и радиолокация.

Роль радио в нашей жизни, в нашем движении к коммунизму колоссальна. И как бы далеко ни ушла вперёд в своём развитии современная радиотехника, мы никогда не забудем ни первых радиостанций А. С. Попова, ни первых рыбаков, спасённых с помощью радио. Мы всегда будем гордиться тем, что радио родилось в нашей стране и что создал его замечательный русский учёный, верный сын нашей Родины — Александр Степанович Попов.