«Америка» 1962 г. сентябрь (?) (№72), с.16-20


ТЕЛСТАР


Коммуникационный спутник — предвестник нового этапа в установлении системы всемирной связи

Роу Финдлей

Персведено с разрешения журнала Нашионал джеографик. Международн. авт. права: Национального географического общества. Вашингтон, США.


Испытание антенн Телстара в камере, в которой искусственно созданы условия, аналогичные космическим.
Радиоэнергию поглощают пирамидки из губчатой пластмассы.

К


азалось, я попал в больничную операционную. Сосредоточенно склонившись, хирурги в белоснежных шапочках и халатах работали над чем-то. Стены и пол сияли чистотой. От странного вида машин тянулись бесчисленные трубки и провода. Не хватало лишь одного: оперируемого пациента.

Таково было мое первое впечатление, когда я очутился в лабораториях Телефонной компании Белла в Хиллсайде (Нью-Джерси). Вскоре сопровождавший меня инженер Роберт X. Шеннум отвел меня в угол комнаты, где я наконец увидел пациента — блестящий белый шар диаметром с большую автомобильную шину. На его отшлифованной поверхности искрились прямоугольники, подобно сотне самоцветов. Посередине шар опоясывали маленькие оконца, а над ним высилась выдвижная мачта, верхушку которой венчали витки проволоки.

— Присмотритесь ко всему хорошенько, — предупредил меня Шеннум, — другого случая, пожалуй, больше не представится.

Он был прав: шара я, действительно, больше не увижу. Но, по всей вероятности, мне придется говорить с ним или, во всяком случае, заниматься чем-то в этом роде. Блестящий шарообразный объект — это «Телстар» (Телезвезда), пионер коммуникационных спутников, с помощью которых будет установлена всемирная радиотелефонная связь. Из всех запущенных в космос объектов такие спутники, пожалуй, найдут себе наиболее широкое применение.

Телстар (сокращенное слово: «телекоммуникация» и «звезда») — детище ученых из Мэррей-Хилла (Нью-Джерси), где находятся Лаборатории Белла — научно-исследовательский отдел Американской телефонной и телеграфной компании (АТТК). Итак, здесь родились не только такие чудеса, как полупроводники, солнечные батареи и охватившая всю страну телевизионная сеть, но и самый замечательный из всех аппаратов связи — радиотелефонная релейная станция в космосе.

На спутнике устанавливаются батареи, заряжаемые солнечной энергией. Для защиты от радиации каждая покрыта искусственным сапфиром.

Внутри раскаленной спирали идет процесс сварки деталей усилителя. Лицо наблюдающего защищает тепловой щит решетчатой конструкции.

Газовое пламя расплавляет окись алюминия, которая наносится на Телстар. Толщина покрытия — одна десятая толщины волоса человека.

Телстар не будет одинок в небесах: Национальное управление по аэронавтике и исследованию космоса заключило контракт с «Радио корпорэйшн оф Америка» на постройку спутника связи «Реле» и с «Хьюс эркрафт компани» — на постройку спутника «Синком».

Так как Телстар решено было вывести на орбиту первым, я начал свой тур с Хиллсайда, чтобы ближе познакомиться со спутником-связистом, тем более, что работы по постройке его уже подходили к концу.

Описанная мною операционная оказалась лабораторией для постройки И. С. З. Такие лаборатории здесь называют «белыми комнатами» — и неспроста: по безукоризненной чистоте они могут поспорить с любой образцовой больницей. Правда, в отличие от больниц, здесь монтируют ценнейшую аппаратуру, а не лечат людей. В данном случае собирали Телстар, детали которого реагируют даже на мельчайшую пылинку.

Телстар вмонтирован в третью ступень ракеты. Расходы по выводу спутника на орбиту АТТК возмещает казначейству.
 

Воздух в «белые комнаты» поступает через специальные фильтры. Весь обслуживающий персонал облачен в шапочки и халаты из неосыпающегося и пылеотталкивающего нейлона. Прежде чем переступить порог лаборатории, необходимо очистить обувь пылесосом. На окружающих столы досках инженеры пишут не мелом, а пастельными смывающимися карандашами.

М


астерскую космического века в Хиллсайде я готов был осматривать часами, но мне непременно хотелось узнать все о спутнике связи. Для этого пришлось ехать за пятнадцать километров в Мэррей-Хилл, где в Лабораториях Белла впервые родилась мысль о Телстаре. Там я обнаружил, что ученые решают проблемы не только научного характера. Вопрос времени, например, создает серьезные затруднения.

— За последние десять лет, — пожаловался мне директор отдела передач Алтон К. Дикисон, — в Соединенных Штатах колоссально увеличилось число телефонных разговоров — процентов на семьдесят пять. Связистам приходится работать день и ночь. Все время нужно прокладывать новые линии и расширять телефонную сеть. Но нам мешают океаны. Соединенные Штаты имеют в своем распоряжении лишь 550 каналов для радио— и кабельной связи, которые способны передать около четырех миллионов международных разговоров в год. А ведь за один 1961 год количество трансокеанских вызовов увеличилось на пятнадцать процентов.

По словам Дикисона, не лучше обстоит дело и с телевидением, так как для передачи одного телесигнала нужно более 600 каналов. Быть может в будущем, с увеличением емкости кабелей, положение улучшится, однако в настоящее время телевизионная сеть Соединенных Штатов не в состоянии передать по кабелям ни одну передачу в Европу.

— Требования повышаются с каждым днем, — продолжает объяснения Дикисон. — В ближайшие десять лет потребности в телефонной связи возрастут еще больше. Прокладка подводного кабеля обходится слишком дорого, радиосвязь на ультракоротких волнах потребует установки множества башен-антенн, находящихся на небольшом расстоянии одна от другой, а строить вышки в океане невозможно.

Но неужели нельзя обойтись без спутников? Ведь существуют еще короткие волны, которыми пользуются радиолюбители.

— Нет, — ответил Дикисон, — короткие волны и без того перегружены. Кроме того, коротковолновый передатчик зависит от сигналов, которые совершают скачки с одной точки земного шара на другую, используя при этом высокие слои атмосферы в качестве электронного зеркала. Вся трудность заключается в том, что солнечная активность (т. е. солнечные пятна) создает магнитные бури и другие явления, отрицательно влияющие на распространение коротких радиоволн. Если вам когда-нибудь приходилось вести разговор на коротких волнах с другой страной, вы не могли не заметить, как часто прерывается связь, пропадает голос или его заглушают разные помехи. Необходимо найти такое средство, которое сумело бы обеспечить сотни и даже тысячи разговоров через океаны всего мира. А это под силу лишь сети спутников.

Работающая на солнечных батареях космическая радиостанция Телстар и предназначена для приема с Земли на ультракоротких волнах радиосигналов, которые она будет усиливать и передавать обратно на Землю.

З


а дальнейшей информацией о работе Телстара я обратился к д-ру Джону Р. Пирсу, ответственному директору научно-исследовательского отдела в Мэррей-Хилле и инициатору конкретного проекта использования системы спутников связи.

Д-р Пирс, худощавый человек с мягкими манерами, отличается редким умом, который его коллеги часто сравнивают с электронным вычислителем. Обладает он и незаурядным писательским талантом; свои научно-фантастические рассказы он печатает под псевдонимом Дж. Дж. Коплинг.

— Никто не сомневается в необходимости использовать систему спутников для связи, — начал д-р Пирс. — По нашим подсчетам, выведение на разные орбиты от двадцати до двадцати пяти Телстаров обеспечит передачу телефонных разговоров и телепрограмм в Европу, в то время как тридцать-пятьдесят спутников позволят осуществить связь со всеми странами мира. Больше того: работая на широкой полосе частот от 1000 до 10 000 мегагерц, они намного опередят нынешние кабеля по количеству передач телефонных разговоров и телепрограмм. Разница между теми и другими, говоря языком мотористов, столь же велика, сколь между проселочной дорогой и скоростной автомагистралью.

И я представил себе, как, сидя у себя в гостиной в Вашингтоне, я увижу на экране заседание английского парламента или состязание спортсменов на Олимпийских играх — скажем, где-нибудь в Азии.

Еще больше сведений о Телстаре мне удалось получить от директора проекта Юджина Ф. О'Нейла. У него я узнал, что сверкающие прямоугольники (а их 3600 на блестящей поверхности 77-килограммового спутника) — это солнечные батареи, превращающие солнечные лучи в электрическую энергию. Солнечные батареи — вещь дорогая. Каждая из них покрыта синтетическим сапфиром для защиты от радиации. Орбита Телстара проходит через район наиболее интенсивных излучений в космосе, известный под названием пояса Ван Аллена.

— Надежность прежде всего, — объясняет О'Нейл, — обратно на стартовую площадку мыса Канаверал спутника не вернешь для ремонта.

Я поинтересовался, на какой высоте будет летать Телстар.

— Первая модель — на высотах от 1000 до 5500 километров с периодом обращения в 2 часа 40 минут, — ответил О'Нейл. — В будущем мы собираемся запускать спутников на высоты от 9500 до 11000 километров. При наличии пятидесяти спутников в космосе, по крайней мере один из них будет непременно находиться в радиусе действия любого из двух передающих и принимающих материков.

— Значит, чтобы дойти до спутника и вернуться на Землю, радиосигнал должен будет проделать путь в 19 000-22 000 километров. Не утратит ли он по дороге своей силы? — спросил я.

— Да, — согласился О'Нейл, — лишь на пути от спутника к наземной станции мощность сигнала понизится с двух с половиной до одной биллионной ватта.

Удивлению моему не было предела.

— Каким же образом, — воскликнул я, — вы надеетесь принимать радиосигналы?

О'Нейл усмехнулся:

— А поезжайте взглянуть на приемное устройство.

Усмешку О'Нейла можно понять лишь в Андовере, в штате Мэн. Там, в сосновом лесу, на поляне построена самая грандиозная «слуховая трубка» в мире — детище Американской телефонной и телеграфной компании. Колоссального веса антенна из стали и алюминия — свыше трехсот тонн — выполняет два дела сразу и выполняет их отлично: с безупречной точностью она передает сигналы спутнику в космическом пространстве и с такой же исключительной чувствительностью ловит невероятно слабые радиосигналы со спутника, «очищая» их от посторонних шумов. Гигантское слуховое сооружение покрывает надувной колпак-футляр из прорезиненного дакрона, высотой с пятнадцатиэтажное здание.


Вот как работает спутник связи: сигнал из Лондона Телстар принимает верхним рядом опоясывающих корпус окон-антенн и затем передает его в Нью-Йорк (на фото — справа): таким же образом он осуществляет связь Чикаго с Лисабоном (слева).


В ионосфере, обычно отражающей радиосигналы на ультракоротких юлнах, связь часто нарушается бурями на Солнце и другими помехами. Телстар будет принимать и передавать радиосигналы на ультракоротких волнах, но только за пределами ионосферы.



Разрез станции в Андовере с ее антенной — «слуховой трубкой» — длиной в 53 метра. Купол-футляр из синтетической ткани надувается сжатым воздухом. Станция должна передавать радиосигналы в космос и принимать сигналы, отражаемые спутниками связи.

— Во время первых испытаний Телстара, — поясняет О'Нейл, — передавать и принимать сигналы будут в Андовере. Передача — вещь не трудная; вот прием радиосигналов — дело другое. Основная проблема — это помехи. Под этим словом инженеры-связисты подразумевают все звуки, мешающие приему радиосигналов. Известно ли вам, что тепло, выделяемое падающими каплями дождя, создает в чувствительной трубке приемника шум Ниагарского водопада? Шумы создает даже тепло, выделяемое человеческим телом.

— Как же бороться с этим электронным грохотом?

— Десять лет назад, ответил О'Нейл, — мы были бы не в состоянии выловить сигналы Телстара из моря звуков. Но это время позади. Теперь у нас есть «Мазер».

«Мазер» я видел в Мэррей-Хилле. Это электронное чудо было впервые использовано в Лабораториях Белла. Сердце его — синтетический рубин. Усиливая электрические импульсы, новый прибор не захватывает никаких посторонних шумов и совершенно свободен от помех.

«Мазер» значит [по-английски] «молекулярный усилитель путем возбужденного излучения». Рубин — продолговатый красный кристалл длиною около 15 сантиметров — помещен в наполненную жидким гелием ванну, температура которой лишь на два градуса выше абсолютного нуля.

— С помощью такого усилителя, — говорит О'Нейл, — слуховое устройство способно увеличить силу радиосигналов с Телстара в четыре тысячи раз. Этого для нас вполне достаточно.

Как я потом выяснил, наземная станция была установлена в Андовере по двум причинам: во-первых, Андовер отдален от зоны электрических помех, и, во-вторых, близкое к восточному побережью положение пункта наиболее удобно для наблюдений за спутниками, пролетающими над Атлантическим океаном. Первый опыт передачи и приема сигналов с запущенного на орбиту Телстара был произведен О'Нейлом и его сотрудниками именно в районе Андовера.

— При каждом обращении, — объяснил мне за несколько недель до запуска О'Нейл, — спутник будет оставаться в нашей зоне от двадцати до сорока пяти минут, но и этого довольно. Наши маленькие антенны быстро обнаружат Телстар и наведут главную антенну на цель. Затем мы передадим несколько пробных сигналов на наш передатчик и установим телефонную связь. После этого мы попробуем передать телевизионный сигнал. Если на нашем контрольном экране получится удовлетворительное изображение, это покажет, что Телстар работает хорошо. Затем сигналы спутника поймает приемная станция Лабораторий Белла в Холмделе (Нью-Джерси), а там и наши европейские станции во Франции и в Англии — в Ланнионе и Кунхилли-Даунс. И каждый новый опыт приближает нас к осуществлению всемирной телефонной и телевизионной связи.













По фото можно судить о размерах купола: его высота — 48 метров, диаметр — 63 метра. Фундаментом служит бетонный круг, оснащенный механизмом для вращения антенны по рельсам. Обслуживающий персонал и грузовики пользуются герметически закрывающимися воротами.