Техника - молодёжи 1946-05-06, страница 17

более параллельных лучен н оснащенность радара приемным устройством, собирающим с 'возможно большей площади мощность, падающую на Землю после отражения, — вот что нужно для осуществления радиоэха от Луны. Все это достижимо для современной радиотехники.

Метод радиоэха может обеспечить измерение расстояния до Луны с точностью до долей километра, причем это измерение будет произведено быстро и удобна

Действительность подтвердила правильность расчетов. Американцы сообщили о том, что 10 января 1946 года им удалось получить радиоэхо от Луны с помощью специально переоборудованного радара. Как и следовало ожидать, запаздывание радиоэха оказалось равным примерно 2,5 секунды.

В своем докладе академик Н. Д. Папалекси рассказал и о возможности получения отраженного от Луны светового сигнала.

Старая идея впервые облеклась в форму строгих расчетов. Разница в длине волны обусловливает различное поведение света и радиоволн при их прохождении сквозь атмосферу, при их отражении и т. д. Задача осуществления светового эха, или, лучше теперь сказать, «зайчика», от Луны существенно разнится от радиолокации ее.

В последнем случае Луна не мешает опыту. Луна сама радиоволн не излучает. Иное дело, когда мы станем пользоваться светом. Луна сама светит, и отраженный «зайчик» будет теряться в свете самой нашей спутницы.

И все же, несмотря на эту трудность, как показали расчеты, получение светового отражения от Луны доступно для современной техники.

Для регистрации «зайчика» академик Папалекси предлагает использовать фотоэлемент.

Фотоэлемент чутко реагирует на свет и регистрирует его объективно и мгновенно. На световое раздражение этот «искусственный глаз» отзывается тем, что в его цепи возникает электрический ток. Этот электрический ток очень слаб, но, подав его на усилитель, можно сделать его сколь угодно большим. Нью-Йоркскую выставку открывала и закрывала звезда Арктур. Едва ее лучи доходили до фотоэлемента, как приходило в действие реле, включавшее освещение выставки.

Чувствительность фотоэлементов очень высока: освещенность, равная всего

_9

лишь 10 ватт/м², вполне достаточна для того, чтобы они работали. Такую освещенность создает свеча, горящая от нас на расстоянии в 1 км. Это» число —

_9

10 ватт/м² — академик Папалекси положил в основу своих расчетов. Такую освещенность на Земле должен создавать и «зайчик» от Луны, чтобы быть уверенно зарегистрированным фотоэлементом в том случае, если лучи, отраженные от Луны, непосредственно падают на фотоэлемент. Но ведь можно эти лучи сконцентрировать с помощью телескопов и уже после этого бросить на фотоэлемент. Современные телескопы способны в десятки тысяч раз сгущать падающий на них свет — и во столько же раз можно понизить требования, предъявленные к освещенности, создаваемой «зайчиком». Если воспользоваться телескопами, то эта освещенность может быть равной всего

_ 13

лишь 10 ватт/м². Такое освещение даст свеча, расположенная от нас уже на расстоянии в 100 км. Чтобы получить мощность, потребляемую лампочкой карманного фонаря, пришлось

бы собирать излучение «зайчика» от Луны с площади в 3 миллиарда квадратных километров. Вот как ничтожно излучение «зайчика»! Какова же должна быть мощность источника света, чтобы дать такой слабый лунный «зайчик»? Оказывается, совсем не маленькой. Световые лучи поглощаются «атмосферой сильнее, чем радиоволны, а отражаются от Луны значительно хуже. Луна поглощает i⁸/i« «падающего на нее света, только ¹/м долю света разбрасывает во все стороны. К Земле же вернутся только немногие из рассеянных ею лучей. Расчеты академика Папалекси показали, что прожектор для получения «зайчика» должен иметь мощность в сотни тысяч киловатт, тогда как для радиолокации Луны нужны только 800 квт. Таких прожекторов нет. Но можно ли их построить? Где взять источник света для такого прожектора? Постоянно горящего источника света такой мощности не найти. Но ведь для посылки сигнала нужен, как и в случае радиолокации, только очень короткий импульс. Колоссальную мощность источник света должен давать только на мгновение, а такие недолговечные источники есть уже и сейчас. При сильном искровом разряде выделяемая в «искре мгновенная мощность может достигать требуемого значения в сотни тысяч киловатт. Примерно такую же мощность можно получить, если пропустить через проволоку импульс сильного тока. Мгновенно сгорая, со взрывом обращаясь в пар, проволока дает ярчайшую вспышку.

Мигающий свет прожектора с такими источниками света можно использовать для получения «зайчика» от Луны.

Но как заметить отраженный сигнал на фоне постоянного сильного свечения Луны?

Освещенность, создаваемая Луной, во время полнолуния равна 0,2 люкса, или

3 * 10 ~~ ватт/м². Она в миллиард раз больше освещенности, создаваемой «зайчиком». Обнаружить «зайчик» не легче, чем, скажем, заметить мерцание светлячка, сидящего на линзе прожектора.

Во время прихода «зайчика» от Луны сила тока, создаваемого в фотоэлементе лунным светом, возрастает на миллиардную долю. У нас нет приборов, способных заметить столь ничтожные изменения тока, и казалось бы, что регистрация «зайчика» — задача просто невозможная. <

Прожекторная установка, снабженная радаром для более тонного поиска самолетов.

Однако, как показали расчеты академика Папалекси, дело обстоит не так уж плохо, и есть целый ряд способов решения этой трудной Задачи.

Первый способ — астрономический. Его предложила астроном Е. Я. Буго-славская. Она указала, что опыты с лунным «зайчиком» надо проводить во время лунных затмений. Во время полного лунного затмения освещение от Луны ослабевает в десятки тысяч раз. «Зайчик» окажется в более выгодном положении — доля тока, создаваемого им в фотоэлементе, будет уже сравнима с током, вызванным самой Луной. У этого- способа есть, однако, порядочный недостаток — он применим только в очень редких случаях. Но есть и другой способ ослабить действие лунного света на фотоэлемент, не дожидаясь лунных затмений. Для такого искусственного затмения Луны Н. Д. Папалекси предложил использовать обтюратор. Обтюратор — это быстро действующая заслонка для света. В киноаппарате обтюратором служит диск с прорезями, вращающийся перед объективом. Обтюратор прерывает свет на те моменты, когда один кадр ленты заменяется другим.

Поставим обтюратор на пути лунного света к фотоэлементу. Предположим для простоты, что обтюратор четверть секунды пропускает свет, а следующие три четверти секунды задерживает его. Теперь за каждую секунду на фотоэлемент падает в четыре раза меньше энергии.

Обтюратор уменьшил в четыре р«аза мощность лунного света, действующего на фотоэлемент, и фототок уменьшится во столько же раз. Ослабляя свет, даваемый Луной, обтюратор в то же время не должен быть препятствием для «зайчиков», летящих один вслет за другим вместе с лучами самой Л>-ны. К моменту прихода отраженного сигнала обтюратор должен быть открыт.

Наилучшие результаты применение обтюратора дало бы, если бы он, пропустив «зайчик», сразу же закрывался и оставался закрытым для лучей самой Луны вплоть до- прихода следующего «зайчика». Но академик Папалекси полагает, что придется удовлетвориться временем пропускания, в десять раз превышающим продолжительность импульса, так как трудно будет точно согласовать время открывания обтюратора с моментами приходов «зайчиков». Но и этого будет достаточно. Обтюратор со временем пропускания, равным десятитысячной доле секунды, ослабит ток от лунного света в десятки тысяч раз. «Зайчики» же все пройдут сквозь обтюратор, и теперь фотоэлемент сможет их уверенно зарегистрировать.

Вот еще один метод регистрации «зайчика». Он заключается во включении в цепь фотоэлемента, устройства, дающего ток противоположного направления, по сравнению с током, производимым светом Луны. Отрегулировав силу этого обратного тока, можно добиться компенсации тока от самой Луны. Когда светит только сама Луна, тока в приборе нет. Если же к свету Луны прибавится свет «зайчика», равновесие нарушится, и появившийся в цепи ток отметит приход «зайчика».

Для того чтобы легче найти «зайчик» среди лунного света, может быть использован и такой способ. Пусть наш прожектор посылает не белый свет, каким светит сама Луна, а «цветной» световой луч, спектр которого состоит из нескольких отдельных спектральных линий. Такой линейчатый спектр дает, например, искра. Для улавливания све

ш