Темы дня

Эхо радиоволны: исполняется 160 лет со дня рождения изобретателя радио Александра Попова

В безэховой камере, радиофак УрФУ

На стенах безэховой камеры – радиопоглощающие материалы. Фото: Алексей Кунилов

Сегодня радио – не классические радиоприёмники, а сотовая связь, Интернет, цифровое телевидение. В основе функционирования всех этих разработок лежит открытие, сделанное уральцем Александром Поповым, – передача информации на расстояние с помощью электромагнитных волн. Как сегодня развиваются радиотехнологии на родине первооткрывателя радио?

День радио

Александр Степанович Попов родился 16 марта (по старому стилю – 4 марта) 1859 года в посёлке Турьинские Рудники Верхотурского уезда в семье священника, и, судя по говорящей фамилии, далеко не в первом поколении. Поначалу он готовился именно к этой стезе, хотя с детства его больше влекли различные механизмы и хитроумные устройства, которых было немало на местных рудниках.

– А выбирать не приходилось, в семье было семеро детей, а дети священников в конце XIX века могли получить бесплатное образование только в духовных заведениях, – рассказывал заведующий музеем радио им. А.С. Попова в Екатеринбурге Вячеслав Богданов.

Кстати, Екатеринбургский музей радио был открыт в 1986 году в том доме, где два года (с 1871-го по 1873-й) жил сам Александр Попов. Тогда он как раз учился в Екатеринбургском духовном училище, а приютила его старшая сестра Мария в доме своего мужа Георгия Левитского, тоже, кстати, священника. Но после окончания семинарии Александр Попов не пошёл в священнослужители, а осуществил мечту – поступил на физико-математический факультет Санкт-Петербургского университета. Его влекли электротехника, магнетизм, практическое применение электричества. Труды в этой области привели учёного к мысли, что электромагнитные волны можно использовать для беспроволочной связи – проводной телеграф тогда уже существовал. Звёздным часом Попова стало 7 мая 1895 года, когда он, будучи преподавателем Минного офицерского класса в Кронштадте, на заседании Русского физико-химического общества продемонстрировал работу созданного им первого в мире радиоприёмника. В память о событии в СССР этот день стал отмечаться как День радио.

музей радио. Макет первого радиопередатчика Александра Попова
Макет первого радиопередатчика Александра Попова – один из главных экспонатов его музея в Екатеринбурге. Фото: Алексей Кунилов

Гонка за 5G

Эхо бывает не только у отражённого звука, но и у электромагнитной волны. В Институте радиоэлектроники и информационных технологий УрФУ демонстрируют радиочастотную безэховую камеру – помещение, где нет радиопомех из окружающей среды и отсутствует отражение радиоволн. Это – своего рода радиовакуум. Именно здесь проводятся научные исследования и испытывается уже созданное оборудование на электромагнитную совместимость с другими приборами. Увы, со времён Попова радиоэфир неузнаваемо и безвозвратно изменился. И это стало проблемой.

– Если бы мы могли видеть радиоволны, то ужаснулись бы, в какой свалке живём. Потому что источников электромагнитного излучения стало слишком много, – говорит профессор кафедры радиоэлектроники и телекоммуникации Института радиоэлектроники и информационных технологий (ИРИТ) УрФУ Сергей Шабунин.

В безэховой камере, радиофак УрФУ
Так выглядит спектр радиосигналов. Фото: Алексей Кунилов

Перед учёными стоит задача сделать так, чтобы одни устройства не создавали лишних помех, другие, наоборот, могли работать в условиях высоких помех. Одними из первых, например, здесь исследовали кювезы для новорождённых, потому что современные клиники – это тоже свалка радиоволн от огромного количества электрооборудования. Безэховая камера помогает и в прорывных исследованиях.

– Мы стремимся к использованию всё более высокочастотного диапазона спектра радиоволн. Изучаем терагерцовые длины волн электромагнитного излучения. Поколение 4G-мобильной связи – гигагерцы. Стоит задача передавать информацию на ещё более высоких частотах. Волна будет меньше, устройств больше, возрастёт скорость передачи информации. В итоге мы получим следующее поколение связи – 5G, – говорит младший научный сотрудник департамента радиоэлектроники и связи ИРИТ УрФУ Виктор Чечёткин.

В гонку за передовым форматом связи 5G сегодня включились ведущие исследовательские центры мира. Уральцы тоже занимаются этой проблемой.

Импорт спасовал перед «Вектором»

Но есть радиооборудование, разработанное учёными УрФУ, которое уже сегодня работает и считается самым передовым. Это – мобильные радиопеленгационные комплексы и системы зондирования атмосферы. Какие-то используются в оборонном ведомстве, например, мобильный метеорологический комплекс «Улыбка М». Другие – обеспечивают пуски ракет с космодромов. Изготавливают их тоже на уральских предприятиях – НПО «Вектор» и АО «Радий». Так, мобильные аэрологические комплексы используются перед стартом ракет для определения скорости, направления ветра, температуры атмосферы. В начале 2000-х аэрологический комплекс «Вектор М», сделанный уральцами, помог стране обойтись без закупки аналогичного импортного оборудования. В те годы чаще бывало наоборот.

– Основная наша проблема – развитие собственного производства. У нас же был ещё в 1987 году свой собственный сотовый телефон. Мы его испытывали, многие преподаватели радиофака это помнят. А кто первым придумал Интернет? В 1969 году американцы только начинали работы в этом направлении, а в СССР за шесть лет до этого уже существовала файловая передача по телефонным каналам, – говорит профессор кафедры радиоэлектроники и телекоммуникации ИРИТ УрФУ Вячеслав Иванов.

радиофак УрФУ, Профессор Вячеслав Иванов
Профессор Вячеслав Иванов: «Мы сотовых телефонов покупаем на 10 миллиардов долларов ежегодно. Надо своё производство иметь. Стыдно перед Поповым!». Фото: Алексей Кунилов

Как это похоже на историю с нашим изобретателем Александром Поповым. Спустя почти год его успех повторил европеец Гульельмо Маркони, он быстро запатентовал открытие и создал акционерное общество. Это сегодня многим в мире даёт основание оспаривать первенство Попова в изобретении радио.

Роботы и кубсаты

Радио меняется и на бытовом уровне. Если включить сегодня старый радиоприёмник в диапазонах длинных и средних волн, то мы практически ничего не поймаем.

– Раньше в Екатеринбурге около Шарташа две антенны передавали средневолновые и длинноволновые сигналы, сейчас они выключены, поскольку мало стало потребителей. Так происходит во всём мире, всё уходит в Интернет, – рассказывает Сергей Шабунин.

Что же будет с радио завтра?

– Сейчас самостоятельно существует много направлений – технических, электронных, радиотехнических. Рано или поздно они сойдутся в одном устройстве – человекоподобном роботе, – считает доцент департамента радиоэлектроники и связи ИРИТ УрФУ Иван Малыгин.

радиофак УрФУ. В руках Ивана Малыгина основа кубсатов
В руках Ивана Малыгина основа кубсатов – будущих студенческих спутников, за ним на стуле – каркас робота. Фото: Алексей Кунилов

Вместе со студентами он занимается строительством человекоподобных роботов, изготовлением начинки для кубсатов – сверхмалых искусственных спутников нашей планеты. И тут тоже есть успехи. В прошлом году на студенческих соревнованиях по инновационному проектированию малых спутников среди технических университетов России и Китая магистранты УрФУ заняли второе место. Традиции Попова на Урале есть кому продолжать.

В ТЕМУ

Как студенты с ректором к деду Попову ходили

На радиофаке УПИ-УрФУ есть традиция в День радио ходить всем факультетом к памятнику Александру Попову, который был установлен в 1975 году в сквере его же имени на улице Пушкина. Когда впервые состоялось такое шествие, даже ветераны факультета вспомнить не могут. «Шествие стало официальным в 1994 году», – пояснил начальник отдела обеспечения деятельности ИРИТ УрФУ Олег Гусев.

В 1998 году состоялось самое памятное шествие студентов радиофака к памятнику Попову, которое пришлось возглавить тогдашнему ректору УПИ Станиславу Набойченко.

– Шёл ремонт сквера, около памятника Попову закладывали фонтан, и администрация Екатеринбурга запретила шествие, – вспоминает Набойченко. – Подъезжаем к остановке УПИ, а с улицы Гагарина вываливается толпа наших студентов: лозунги, носилки с бракованными радиодеталями – всё это подносилось по традиции к памятнику. А за день до этого памятник мыли. Я говорю: «Стойте, мы же договорились не ходить». Кричат: «Нет, мы пойдём к деду Попову!» Я говорю: «Можете идти через меня, я не сдвинусь». Но студенты начали группами обходить нас по тротуару, и тогда я предложил: «Возьмите меня с собой на условиях: я со знаменем факультета иду впереди, вы организованно формируете колонну, и мы идём по городу». Деваться им было некуда, согласились. Я как Павел Власов в произведении Горького «Мать», шёл впереди с флагом. Всё прошло спокойно, после митинга ребята организованно ушли обратно. Хотя, как мне стало известно, в этот день планировались провокации в наш адрес.

Кстати

Александр Попов на Урале

Родина Александра Попова – Краснотурьинск, тогда это были Турьинские Рудники. Девятилетним его отправили в Далматовское духовное училище, где он проучился три года. Далматово сегоня – город в Курганской области.

изобретатель радио Александр Попов в Турьинских Рудниках
Александр Попов увлекался фотографией. Это фото он сделал в Турьинских Рудниках во время очередной поездки к родителям. На снимке он – слева. Фото: Алексей Кунилов

Два года Александр Попов прожил в Екатеринбурге – учился в местном духовном училище. Потом – почти четыре года в Пермской духовной семинарии. Уехав в Санкт-Петербург и Кронштадт, он часто приезжал к родителям в Турьинские Рудники, в доме, в котором они жили сейчас, располагается музей Александра Попова.

  • Опубликовано в №45 от 15.03.2019 
Областная газета Свердловской области
.