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?
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.