Ответ был отыскан много раньше, чем поставлен вопрос. Когда Александр Степанович Попов проводил опыты по радиосвязи в Финском заливе, он заметил, что, если между приемником и передатчиком проходил корабль, сила приема резко изменялась. Попов понял, что часть радиоволн отражалась от металлической поверхности корабля и отбрасывалась ею обратно в сторону радиопередатчика. Возникла мысль о возможности применения радиоволн для контроля входов в бухты и заливы, для охраны фарватера.
«Применение источника электромагнитных волн на маяках в добавление к световому или звуковому сигналам может сделать маяки работоспособными в тумане и в бурную погоду; прибор, обнаруживающий электромагнитную волну, звонком может предупредить о близости маяка, а промежутки между звонками дадут возможность различать маяки. Направление маяка может быть приблизительно определено, пользуясь свойством мачт, снастей и т. п. задерживать электромагнитную волну, так сказать, затенять ее», — писал Попов в одном из своих отчетов в 1897 году. Но изобретателю радио не удалось воспользоваться своим замечательным наблюдением и реализовать эту новую идею.
Созревание идеи о применении радиоволн для обнаружения морских судов и других крупных предметов шло параллельно с развитием радиотехники. Родилось много патентов на различные приборы, много конструкций, среди них были такие, которые почти ничем не отличаются от современных радиолокаторов – активных устройств, излучающих радиоволны и принимающих сигналы, отраженные от цели. Но дальше идеи дело не двигалось. Радиолокатор требовал создания специальных типов радиоламп, особых антенн, особых регистрирующих устройств. Но главное: чтобы радиоволны «заметили» встречный предмет и отразились от него, их длина должна быть много меньше размеров этого предмета. Чем больше разница, тем четче эффект. Если длина радиоволны будет больше размеров встречного предмета, она легко обогнет его и уйдет дальше, подобно тому, как морские волны огибают сваи пристани или небольшие камни. Только от скал морские волны отражаются назад. Поэтому для осуществления идеи радиолокации нужны короткие волны — волны длиною от нескольких метров до нескольких сантиметров. Однако известные в начале двадцатых годов радиолампы не могли генерировать столь короткие волны. Мощность радиоволн, получаемая при их помощи, быстро падала по мере укорочения длины волны. Причиной были как принципиальные, так и непреодолимые в то время конструктивные трудности.
В 1920 году Д.А. Рожанский начал исследование процесса управления электронами в магнитном поле. В 1924 году на съезде физиков в Ленинграде он рассказал о возможности получения таким путем колебаний сверхвысоких частот. Как следствие родился прибор, сыгравший решающую роль в создании радиолокации, — магнетрон. В 1924–1925 годах с помощью магнетрона советские ученые получили радиоволны длиною в 60 см, через год они научились генерировать 30-сантиметровые радиоволны, а в 1927 году — радиоволны длиною 7,6 см, то есть первыми вошли в сантиметровый диапазон. Усовершенствованный магнетрон, предложенный в 1929 году М.А. Бонч-Бруевичем, дал возможность существенно повысить мощность генерируемых сверхвысокочастотных колебаний. Длина самых коротких радиоволн, полученных при помощи магнетрона, составляет около одного миллиметра, а мощность импульсов — тысячи киловатт.
В 1932 году Д.А. Рожанский предложил конструкцию нового прибора, генерирующего колебания сверхвысоких частот. Этот прибор получил название клистрон. Клистрон мог давать такие же короткие волны, как магнетрон. Но в отличие от магнетрона, работающего на фиксированной волне, клистрон допускал простое и удобное управление длиной генерируемой волны путем изменения напряжения на одном из электродов.
Клистрон и магнетрон позволили Советскому Союзу начать работу в области радиолокации уже в начале тридцатых годов. С первыми шагами советской радиолокации связаны имена Ю.К. Коровина, П.К. Ощепкова, Б.К. Шенбеля и других радиоспециалистов. Работы успешно развивались в различных лабораториях.
В 1935 году группе ученых: Ю.Б. Кобзареву, П.А. Погорелко, Н.Я. Чернецову — первой удалось добиться практических результатов. Они создали импульсную радиолокационную станцию с осциллографическим индикатором для обнаружения самолетов. В это время в Англии и Америке только приступили к аналогичным работам. Задача была столь соблазнительна, что работы велись в напряженном авральном темпе. К началу Второй мировой войны радиолокаторы существовали и в Советском Союзе, и у наших союзников — Англии и Америки, и в Германии. В 1939 году Германия располагала шестью тысячами радиолокаторов, работающих на коротких волнах длиною в 50 см. Когда в результате провала Дюнкеркской операции в руки фашистов в числе прочего английского вооружения попали радиолокаторы, немцы убедились в том, что английские станции работали на волнах 3–4 м, то есть были менее совершенны, точны, дальнозорки, чем немецкие. Понадеявшись на свое превосходство, немцы почти прекратили дальнейшие работы по освоению коротковолнового диапазона. Это кончилось для них необратимым отставанием. Они все больше и больше сдавали свои позиции в области коротковолновой радиолокации.
А англичане и американцы усиленно форсировали освоение коротких волн. Слишком дорого обошлось им первоначальное превосходство немецких радиолокаторов: в 1939–1940 годах во время воздушных бомбардировок Германии англичане и американцы теряли 10–12 процентов бомбардировщиков.
В ТОКСОВЕ
Одна из первых советских радиолокационных станций была установлена под Ленинградом, в местечке Токсово. На 20-метровых вышках, расположенных на расстоянии в несколько сот метров друг от друга, были установлены передающая и принимающая антенны, внизу, в домике, — остальная аппаратура. Там же останавливались приезжавшие на установку сотрудники Ленинградского физико-технического института Академии наук, директором которого был А.Ф. Иоффе.
Токсовская установка, испробованная еще в финскую войну, включилась в боевую работу при первой же воздушной тревоге Отечественной войны. Правда, она еще непосредственно не управляла зенитным огнем, координаты вражеских самолетов надо было передавать на пункты ПВО по телефону, но она уже позволяла с довольно большой точностью определять направление на вражеский самолет, расстояние до него и его высоту. Опытный оператор мог даже отличить одинокий самолет от пары, звено от эскадрильи.
Вот эту самую токсовскую установку и показал членам Комиссии областного комитета партии один из ее создателей, сотрудник ЛФТИ Ю.Б. Кобзарев, который также был членом этой комиссии.
Берг взбежал по крутой лесенке наверх, к антенне, а спустившись, наблюдал работу операторов. Антенны поворачивались вокруг своей оси, излучая в пространство импульсы радиоволн, а на осциллографе приемника можно было видеть сигнал, отраженный от цели. Берг впервые видел такую установку и осциллографический приемник, хотя об использовании радиолокатора на подводной лодке они с Ю.Б. Кобзаревым мечтали еще задолго до войны.
Токсовская установка была одной из первых в Советском Союзе, но, конечно, не единственной. Один из больших заводов осваивал выпуск радиолокационных установок, названных «Редут». «Редуты» были очень совершенными для своего времени приборами. В отличие от токсовской установки, имевшей две антенны, «Редут» имел лишь одну, совмещающую функции приема и передачи. Это было большим достижением, так как такие портативные установки удалось расположить на грузовых машинах, и они передвигались вместе с войсками. За границей в это время существовали только громоздкие двухантенные локаторы. Когда в Советский Союз приехал один из английских радиоспециалистов, присланных к нам союзниками, он изумился: «Ого, – сказал он, — мы мечтали об одноантенном радиолокаторе, но не решились осуществить эту идею».
Выпуск «Редутов» продолжался и значительно расширился после того, когда этот завод был эвакуирован в Сибирь и быстро развернулся на новом месте.
