13 февраля отмечается Всемирный день радио. На этом «Открытом уроке» мы решили затронуть не привычную обывателям медийную и музыкальную составляющую, а серьезные научные и технические сферы, без которых невозможна дальнейшая научно-техническая революция. И везде, на каждом направлении требуются квалифицированные специалисты, которым и предстоит двигать нашу страну по пути прогресса.
Многие полагают, будто радио — это нечто из прошлого века, чтото там бубнящее у стариков на кухнях. Ну, или в машине, стоя в пробке, послушать.
На деле радио применяется куда шире.
Радио как средство массовой информации и развлечения — лишь одна из многих и, да простят нас коллеги-радийщики, не самых значимых ипостасей этого способа связи. Радио — это область науки и техники, которая изучает физические явления, позволяющие использовать радиоволны для связи, звукового вещания, передачи изображений, навигации, поиска и локализации различных объектов. И это далеко не все сферы его применения.
Изучаем космос
— Уже почти 100 лет существует радиоастрономия — это наука об изучении космических объектов и процессов посредством радиоволн, — говорит кандидат технических наук, преподаватель МГУ имени Ломоносова Сергей Живилов. — Основной метод, используемый в радиоастрономии, называется «радиоинтерферометрия».
Несколько антенн объединяются в радиоинтерферометр для создания крупных мощных устройств, позволяющих измерять радиоволновые сигналы от объектов в космосе. Эти сигналы обрабатываются с помощью компьютеров, которые создают изображения объектов.
К слову, в рамках радиоастрономии реализуется множество научных проектов, в их числе «Радиоастрон», радиотелескоп «Аресибо», программа «Карл Саган». Реализуя эти проекты, астрономы изучают свойства галактик и космических явлений.
— Радиоастрономия также помогает найти экзопланеты — планеты вне Солнечной системы. Радиоастрономы ищут радиоволновые сигналы, которые могут быть отправлены инопланетными цивилизациями, — рассказывает Сергей Живилов. — Это направление радиоастрономии называется SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence, «поиск внеземного разума»). Да, пока никаких конкретных сигналов не обнаружено, но ученые не сдаются!
Радиоволны используются и для связи с космическими объектами. Радиоволны, как и световые волны, движутся со скоростью 300 000 километров в секунду.
— Когда мы обращаемся к таким большим расстояниям, то часто конвертируем их в измерение скорости света. Например, 300 000 километров — это одна световая секунда. На Земле задержки в передаче почти не ощущаются, а вот с космонавтами на орбите приходится говорить уже с задержкой. Ответ с Луны будет идти полторы секунды, с Марса, если туда долететь, уже минут шесть, — поясняет ученый.
Сегодня самый удаленный космический объект, с которым поддерживается радиоконтакт, — американская автоматическая межпланетная станция «Вояджер-1», запущенная 5 сентября 1977 года. Сейчас он находится на расстоянии 24 миллиардов километров от Земли. Радиосигнал с такого расстояния идет около суток.
Разведываем недра
Радио используют для изучения не только космических далей, но и того, что находится у нас буквально под ногами. А именно — для разведки земных недр.
— В науке уже давно применяются георадары — устройства, позволяющие не просто обнаружить предметы под землей, но и видеть их контуры, а также определять глубину залегания, — говорит Сергей Живилов.
Георадар, по сути, это радиолокатор, чей сигнал может проникать сквозь толщу горных пород, воды, льда. Прибор использует высокочастотный (от 10 МГц до 1000 МГц) метод электромагнитных волн высокого разрешения для получения изображений грунтов и наземных структур. Георадар состоит из трех основных частей: антенны, блока регистрации и блока управления. Первая часть включает передающую и приемную антенны. В качестве блока регистрации выступает ноутбук. А роль блока управления выполняет система кабелей и оптико-электрических преобразователей.
— Как правило, для удобства перемещения по поверхности земли георадар собирается в виде тележки со смонтированной на ней аппаратурой, — объясняет эксперт. — Принцип действия большинства георадаров прост: в изучаемую среду излучается электромагнитная волна, которая отражается от разделов сред и различных включений. Отраженный сигнал принимается и записывается.
Широкий охват
Радиоволны применяются в телевидении, мобильной связи, для изучения структуры вещества (радиоспектроскопия) и даже в медицине, например для магнитно-резонансной томографии.
— Спектр применения радиоволн в науке и быту до сих пор расширяется. Думаю, ХХI век подарит нам очередные открытия в области их использования. Радиоэра не закончилась, она вовсю продолжается, — уверен Живилов.
КСТАТИ
Радио до сих пор остается популярным видом медиа. По данным исследовательской компании Mediascope, среди жителей крупных городов России старше 12 лет 79 процентов слушают радио еженедельно и 54 процента — ежедневно. Да, некоторые до сих пор в автомобиле или дома пользуются приемниками, но все большая часть аудитории предпочитает интернет-вещание. Многие радиостанции, например, сейчас размещены на платформе «VK Музыка».
ЛЮБИТЕЛИ ПЕРЕСТУКИВАТЬСЯ МОРЗЯНКОЙ
В Москве до сих пор существуют радиолюбители, которые используют для общения не слова, а только точки и тире, то есть морзянку, азбуку Морзе. Это важно, потому что морзянка позволяет общаться с кем угодно без знания языка. Чтобы стать радиолюбителем, нужно пойти в Московский радиочастотный центр на Дербеневской набережной (станция метро «Павелецкая») и сдать экзамен. Новичку присваивают позывной четвертой категории — по сравнению с позывными более опытных радиолюбителей они длиннее.
В позывном зашифрована конкретная локация. Например, R (Россия), 3 (Центральный район), D (Подмосковье) и так далее. Для обмена информацией требуется трансивер — радиочастотный приемопередатчик и антенна.
И можно переговариваться со всем миром.
Соревнования для радиолюбителей называют контестом. Например, на «двойке» (длина волны середины диапазона 150 МГц составляет два метра) классические соревнования состоят из шести туров по 30 минут. За это время всем нужно связаться со всеми участниками.
Кстати, в недавнем чемпионате мира IARU HF CHAMPIONSHIP 2023 года российские радиоспортсмены одержали триумфальную победу. Достижение серьезное, ведь всего было 5587 участников из 101 страны!