Поиск - новости науки и техники

Властелины эфира. В университете ЛЭТИ приумножают наследие великого изобретателя

10.05.19

Картина Ольги Котик.

Формирование уникальных технологических заделов, создание продвинутой научной инфраструктуры – эти по-современному сформулированные задачи успешно решались в России еще в конце XIX века, более ста лет назад. Тогда в нашей стране зарождались основы современных инфотелекоммуникационных технологий в виде беспроводной телеграфии. Происходило это благодаря нашему великому соотечественнику, изобретателю радио и основателю отечественной школы радиотехники, заведующему кафедрой физики и первому выборному директору Электротехнического института императора Александра III (ныне – СПбГЭТУ «ЛЭТИ») профессору Александру Попову. День радио, отмечаемый в начале мая, – хороший повод вспомнить о наследии ученого и рассказать о том, как продолжают его дело в вузе, который он возглавлял.
Из публикаций А.Попова можно сделать вывод, что приемник он сконструировал и опробовал в начале 1895 года. Весной этого же года он уже создал модель приемника с дальностью действия в несколько десятков метров, которая увеличивалась при присоединении к когереру (детектору электромагнитных волн) металлического вертикального провода – первой приемной антенны. А первая общественная демонстрация беспроводной удаленной регистрации на собранный им приемник электромагнитных сигналов различной длительности произошла на заседании Русского физико-химического общества 7 мая (25 апреля) 1895 года. Это событие впервые отметили в нашей стране в 1925 году, а 7 мая 1945-го (еще не отгремела война) постановлением Совета народных комиссаров СССР впервые было названо Днем радио.
В 1899 году А.Попов изобрел первый в мире детекторный радиоприемник с приемом телеграфных сигналов на слух. Запатентованный во многих странах мира аппарат выпускался серийно и был, по сути, первым в мире радиотелефоном – прообразом систем мобильной телефонной связи.
Изобретение А.Попова уже при первом практическом применении послужило гуманной цели – спасению попавших в беду людей. В конце 1899 года Морской технический комитет предложил использовать его для организации работ по спасению броненосца «Генерал-адмирал Апраксин», севшего на камни у острова Гогланд в Финском заливе.
В начале 1900 года А.Попов и его ассистент П.Рыбкин участвовали в строительстве и вводе в эксплуатацию первой линии радиосвязи между Гогландом и финским городом Котка, имевшим телеграфную проводную связь с Петербургом. Ледокол «Ермак» обеспечивал проведение операции. Первая же радиограмма, отправленная А.Поповым из Котки и принятая П.Рыбкиным на Гогланде, содержала приказ командиру «Ермака» выйти в открытое море для помощи рыбакам, унесенным на льдине. «Ермак» вернулся с 27 рыбаками на борту, что сам А.Попов назвал «лучшей наградой за все его труды».
А.Попов – основоположник не только радиосвязи, но и радиоразведки, и радиопротиводействия. В 1902-1903 годах он предложил способы ведения радиоразведки и создания помех посредством радиосвязи. В марте 1904-го идеи А.Попова о ведении радиоразведки реализовал командующий Тихоокеанским флотом адмирал С.Макаров, поручивший корабельным связистам записывать неприятельские депеши и определять направления на работающие радиостанции.
Многие достижения русского ученого были неразрывно связаны с Электротехническим институтом. Впервые (еще в старом здании ЭТИ) он выступил 31 (19) октября 1897 года перед руководством Главного управления почт и телеграфов, преподавателями и студентами на тему «О телеграфировании без проводов» и продемонстрировал свои приборы беспроводной телеграфии (см. картину Ольги Котик).
В 1901 году Александр Степанович принял предложение директора Электротехнического института Н.Качалова стать ординарным профессором и почти сразу же возглавил кафедру физики.
В этот период велось строительство нового здания ЭТИ на Аптекарском острове. Для обоснования закупки необходимых для лекционных демонстраций приборов и оборудования для новых лабораторий А.Поповым была составлена записка «Общее направление курса физики и ближайшие задачи научных работ в физической лаборатории Электротехнического института». Фактически на одной странице текста были изложены общие направления курса физики и ближайшие задачи научных работ. Автор сумел сформулировать тематику научных исследовательских работ ЭТИ, по крайней мере, на десятилетия вперед.
К записке был приложен «список начатых и намеченных к исполнению работ в физической лаборатории института», включавший 21 тему, которые условно можно разделить на четыре группы: физические свойства электромагнитных полей и сред; физические основы радиотехники (беспроводная телефония); генерирование незатухающих колебаний; радиотехнические измерения. В рамках работ второй группы предполагалось исследовать физические явления, положенные в основу радиотелефонии. Полученные результаты были использованы в полупроводниковом приборостроении.
За короткий срок А.Попов подготовил циклы лекций для студентов первых-вторых курсов, поставил 42 лабораторные работы, провел исследования в области совершенствования аппаратуры беспроволочного телеграфирования.
В новом здании ЭТИ изобретатель радио организовал научно-исследовательскую лабораторию по физике, в которой была создана аппаратура беспроводного телефонирования с использованием затухающих электромагнитных колебаний с дальностью передачи до 2 километров. Это были пионерские работы в области радиотелефонной связи. Свой курс «Телеграфирование без проводов» он впервые прочитал в 1902-1903 учебном году. Сейчас эти материалы бережно хранятся в библиотеке СПбГЭТУ «ЛЭТИ». Лекции по беспроводной связи студенты факультета радиотехники и телекоммуникаций слушают в рамках учебного курса «Введение в специальность».
В 1905 году по стране прокатилась волна революционных выступлений, высшая школа получила автономию, включая право выбора директора. Совет ЭТИ избрал А.Попова директором института. Под его председательством 27 (15) октября прошло заседание Совета института, который поддержал студенческие требования демократических свобод. Противодействие давлению властей привело к трагическому исходу: 13 января 1906 года на 47-м году жизни Александр Степанович скоропостижно скончался от кровоизлияния в мозг.
Решением Совета ЭТИ в октябре 1926 года впервые в вузах России была введена специальность «радиотелеграфные станции». Тем самым было положено начало системной подготовке инженеров по радиотехнике. В советские годы для ЛЭТИ новыми направлениями наряду с радиосвязью и радиолокацией, имеющими мировой приоритет, стали звуковидение (дефектоскопия), высокочастотная электротермия, электровакуумная и полупроводниковая техника.
Сегодня ЛЭТИ продолжает развивать традиции радиотехнического образования, заложенные А.Поповым. Его выпускники работают в таких сферах деятельности, как космическая и наземная локация, персональный телекоммуникационный сервис, системы компьютерного сбора и обработки информации, средства мобильной связи, компьютерное проектирование радиоэлектронных средств, аналоговая и цифровая микросхемотехника.
В июне 1948 года в бывшей научно-исследовательской лаборатории профессора физики был открыт мемориальный музей А.Попова. Здесь демонстрируются подлинные физические приборы, аппаратура серийных корабельных станций беспроволочного телеграфирования, документы, подтверждающие приоритет А.Попова в изобретении радио. В мае 1967 года первых посетителей принял мемориальный музей-квартира ученого, находящийся на территории университета.
В ЛЭТИ творчески приумножают наследие А.Попова – на новом уровне развития технологий беспроводной передачи информации в рамках программы «Цифровая экономика Российской Федерации». Вуз входит в ассоциацию ведущих университетов России и как участник Проекта 5-100 стремится соответствовать современной модели «Университета 4.0», прокладывая персонализированные траектории обучения на основе перспективных технологий.
По независимым экспертным оценкам, современные разработки радиоэлектронных систем, создаваемые в ЛЭТИ, отличают креативность и нацеленность на импортонезависимость. Они востребованы не только в России, но и за рубежом. Стоит привести в пример принципиально новую пассивную радиолокационную систему. Такие системы в отличие от активных не посылают свои зондирующие сигналы, а принимают отраженные от контролируемых объектов сигналы сторонних передатчиков, например, цифрового телевидения. Фактически это использование «чужого» электромагнитного излучения и «скрытная» рекуперация информации из эфира.
Система абсолютно невидима, экологична и электромагнитно совместима с другими радиоэлектронными. Она используется для обнаружения воздушных, наземных, надводных целей, то есть нетрадиционными методами решает задачи защиты важных объектов – от АЭС, ГЭС и аэропортов до мест проведения массовых мероприятий. Этот проект реализуется совместно с петербургским предприятием АО «НИИ «Вектор».
В перспективных диапазонах волн специалисты ЛЭТИ разрабатывают терагерцовые и фотонные технологии для высокоскоростной инфобезопасной связи нового поколения, радиофотонные интегрированные системы обработки сверхширокополосных сигналов. Исследуются метаматериалы для управления микроволновым излучением.
Особое внимание в университете уделяют проблематике рекуперации энергии в виде электромагнитного излучения из радиоэфира и окружающей среды – фактически новому направлению энергообеспечения распределенных сенсорных систем Интернета вещей. В рамках развития креативных технологий созданы наноразмерные твердотельные сильноточные вакуумные автоэмиссионные и высоковольтные полупроводниковые излучатели на основе генерации электронно-дырочный плазмы – они позволяют генерировать и локализовать сверхвысокие плотности электромагнитного излучения. Базовыми материалами для такой электронной компонентной базы являются карбид кремния и алмаз.
«Я – русский человек, и все свои знания, весь свой труд, все свои достижения имею право отдавать только моей Родине. Если не современники, то, может быть, потомки наши поймут, сколь велика моя преданность нашей Родине и как счастлив я, что не за рубежом, а в России открыто новое средство связи», – так ответил когда-то Александр Попов на приглашение работать в Америке. Пример великого изобретателя и ученого вдохновляет питомцев его школы, помогая им сохранять лидирующие позиции в радиотехнике.

Инженер НИИ «Прогноз» Евгений Воробьев ведет отладку антенной системы пассивного когерентного локатора, размещенной на крыше 5-го корпуса ЛЭТИ
Аспиранты кафедры микро- и наноэлектроники Антон Серков и Михаил Ершов проводят исследования нанокомпозиций алмаза в лаборатории Инжинирингового центра микротехнологии и диагностики ЛЭТИ

Виктор ЛУЧИНИН, Владимир КУТУЗОВ, Лариса ЗОЛОТИНКИНА

Нет комментариев