Что значит передавать энергию по радио? Разве каждое звучание музыки, разве голос певца, речь оратора, раздающиеся в микрофоне домашнего приемника, не представляют собою энергию, переданную за сотни и тысячи километров с помощью радиоволн? Без сомнения, это так. Но мы хотим сказать в этой заметке не столько о проблеме беспроволочной передачи самой энергии, как таковой, но о пересылке больших количеств энергии, достаточных, например, для того, чтобы пустить в ход машины, станки, зажечь электрические лампочки, двинуть колеса трамвая.
В этом отношении, наши радио-приемники оказываются вполне беспомощными: несомая ими энергия, даже от многокиловатных и близлежащих станций, оказывается недостаточной не только для того, чтобы зажечь лампочку, но и для громкоговорящей передачи звука. Требуется подавать в приемники электрическую энергию извне (батареей-ли „анодной цепи“, или штепселем осветительной сети), чтобы „усилить“ радио-ток настолько, чтобы музыка или речь оказалась слышной всем из рупора. Не только что двигателя в несколько десятков лошадиных сил, но и „мотора“, равного по мощности голосовым связкам человека — радио-энергия, как видим, питать не в состоянии!
Первая и сразу же напрашивающаяся причина этого явления заключается, конечно, в том, что энергия, передаваемая по радио, оказывается распыленной по всей колоссальной шаровой поверхности, какую представляет собою волна, распространяющаяся во все стороны: „всем, всем, всем“. Может быть, научившись собирать, концентрировать электромагнитную волну в один узкий, пущенный по нужному направлению пучек, — техника сумеет сдвинуть заманчивую идею с мертвой точки?! Огромные надежды, возлагавшиеся в этом отношении еще пять лет тому назад — потерпели жестокое (впрочем, давно предсказывавшееся физиками) разочарование, когда Маркони, в конце 1924 г., неустанно работавшему на яхте „Электра“, плававшей вдоль лазурного берега Средиземного моря, — удалось найти способ получать вышеуказанные концентрированные „радио лучи“ с помощью особых „прожекторных антенн“ по любому направлению. Эффект известного сгущения энергии здесь был, разумеется, наблюдаем и принес значительнейшие выгоды для техники самой радио-связи. Так, уже маломощные отправители в 100 ватт, соединенные с „радио-прожекторами“ Маркони, оказываются достаточными для передачи сигналов за океан. Тот же эффект чрезвычайной „дальнобойности“ при крайней маломощности, — проявляется, как известно, и короткими волнами, — и именно потому, что, в отличие от волн длинных, они распространяются более концентрированными сгустками — „цугами волн“. Применив к коротким волнам прожектора Маркони, т. е. сложив оба выгодных свойства вместе, можно было бы, казалось, рассчитывать на многообещающий эффект. Но ничего ни получилось. И физика давно уже знала, почему. Дело в том, что по самому закону испускания радио-волн, огромнейшая доля энергии, бросаемой в отправитель, должна оставаться и расходоваться в самой антенне, так как для излучения волн нужно заставить все свободные электроны в металлическом проводе антенны сняться с места и, уподобляясь „белке в колесе“, нестись вдоль по проводу то в одну сторону, то в другую — меняя направление миллионы раз в секунду. Совершенно аналогично: размахивая, с большой частотой и силой, гибким хлыстиком взад и вперед — мы воспроизведем в воздухе волны свистящего звука. Даже атлет с железными мускулами устанет долго махать таким хлыстиком. „Волновым“ же эффектом работы будет слабый писк, не слышный на расстоянии и десяти шагов. Электромагнитные волны радио представляют собою лишь слабый „свист“ в эфире, возбуждаемый как побочный результат бешеной гонки электронов взад и вперед по проводу антенны, — гонки, подстегиваемой иногда многокиловатными генераторами.
Здесь вырисовывается ясный и досадный тупик, из которого, кажется, нет выхода и, значит, навсегда приходится распрощаться с мечтою получать и передавать промышленную энергию без проводов.
Но вот, в последние дни марта с. г., краткая публикация физической лаборатории заводов „Вестингауз Электрик К°“ в С. Штатах приносит нам сообщение о том, что гениально-остроумный выход все же найден физиком указанной лаборатории проф. Филиппом Томасом, и проблема всемирно — исторической технической важности — решена не только в идее, но и на опыте, правда, пока еще чисто-лабораторном и миниатюрном по масштабам опыте.
Филипп Томас рассуждал следующим образом. Если нельзя использовать радио-волны для непосредственной передачи энергии через эфир, то может быть, можно проложить этими волнами путь для электрической энергии в воздухе. Ведь давно уже было известно, что целый ряд видов лучистой энергии (как-то: лучи рентгеновы, ультрафиолетовые и др.) обладают свойством делать воздух, в тех местах, где они проходят, проводником электричества. Или — как говорят — эти лучи ионизуют воздух. Сущность ионизации сводится к тому, что в воздухе, нормально состоящем из электрически-нейтральных частиц и потому непроводящем, лучи вырывают из молекул электроны. Возобладав свободными и подвижными электронами (ведь внутри всегда проводящих металлов — свободные электроны всегда имеются в наличии), воздух и становится проводником электричества. Не происходит-ли то же явление и для радиоволн? Оказалось, что для очень коротких (короче 10 см) волн — сильная ионизация действительно имеет место. Пустив с помощью прожекторной антенны ультра-коротковолный луч, Томас обнаружил, что вдоль всего этого луча — на многие десятки и сотни километров — воздух оказывался проводником электричества. Что это означает? Да не что иное, как то, что такой луч является в подлинном смысле невидимым и неосязаемым проводом, проложенным, без столбов и подпор, по любому направлению от коротковолнового излучателя в воздухе. Если мы пустим теперь не один, а два радио-луча 10-см длины волны на достаточно близком расстоянии друг от друга, то в воздухе невидимо протянется пара проводов.
Присоединив их концы к полюсам генератора электрического тока (т. е. попросту „проткнув“ воздух в соответственных местах металлическими конусами), а противоположные стороны „лучей“ примкнув к полюсам электромотора, — можно будет обнаружить, что по невидимым проводам течет ток, и, находящийся на любом расстоянии от генератора, электромотор должен заработать в воздушной связи с первым! Такой эффект Ф. Томас и наблюдал в своей лаборатории. Мотор, находившийся в одной комнате, работал, непрерывно питаясь энергией по воздуху от находящегося в другой комнате генератора. Здесь нужно подчеркнуть, что речь идет о питании энергией. Ведь и сейчас можно приводить в движение моторы и управлять безлюдными самолетами, кораблями на далеких расстояниях. Но там источники энергии (аккумуляторы или дизеля) находятся на самих кораблях и повозках, и роль радио сводится только к замыканию соответственных контактов — так называемых „реле“.
Что обещает нам впереди гениальное открытие Томаса? Во-первых, — освобождение будущих Волховстроев и Днепростроев от тягостной власти проводов. Вспомним, сколько хлопот (не говоря уже о расходе дорогого металла) происходит от того, что медные провода, протягиваемые за сотни верст от электроцентрали, должны поддерживаться столбами, через которые ток угрожает прорывом в землю. Здесь приходится защищаться нагромождением многосложной изоляции. „Невидимый провод“, высылаемый радио-лучом, не нуждается в изоляции, уже потому, что висит „в воздухе безо всякой опоры": неионизованный воздух вокруг него — самая лучшая изоляция! Предвидится уничтожение, как видим, в недалеком будущем столбов, проводов, изоляции. Возможности электрификации становятся совсем чудесными! Допустим: совхозу-хлебной фабрике, работающей в далекой степи, нужно смолоть столько-то тонн зерна. Получив извещение по радио, администрация удаленной за сотни километров электроцентрали пускает коротковолновый радиолуч по направлению централь-совхоз, а вдоль этого луча струит ток высокого напряжения. Поймав луч и присоединив его к трансформатору и мотору своей мельницы, совхоз произведет все нужные ему работы. По миновании надобности луч „тушится“... Сотни таких лучей от комбинированных радио-электро-централей, работая непрерывно, изо дня в день, по сотням заранее выбранных направлений, — приведут в движение сотни и тысячи электромоторов разного назначения, зажгут миллионы ламп в деревнях, селах, и самых отдаленных глухих медвежьих углах. Протянув „невидимые провода“ вдоль проселочных, шоссейных, водных и иных дорог и снабдив любую повозку, локомотив, автомобиль, баржу — электромотором и дугою (подобной трамвайной дуге), скользящей по все тому же невидимому воздушному „проводу“ — можно будет полностью электрифицировать транспорт, — задача, не решенная до сих пор (для безрельсовых сообщений) только в силу невыгодности аккумуляции электрической энергии внутри самих повозок.
В агро-метеорологии — возможности не менее изумляющие. Кинув в облака по „невидимым проводам“ многосоттысячевольтный ток, — можно ожидать возникновения искусственных грозовых разрядов и дождевания в любой нужный момент, — вопрос, особо тщательно разрабатываемый сейчас в лаборатории проф. Томаса.
В военном деле — другие перспективы, над которыми следует задуматься в первую очередь. Пущенный по невидимому проводу ток высокого напряжения несет за собою, очевидно, такую же опасность для „притронувшегося“ к нему человека, как и провод металлический. Каждый коротковолновый радио-луч, вдоль которого струится высоковольтный ток, будет представлять собою самый реальный „луч смерти“, от которого в промышленной практике, конечно, легко будет уберечься, пустив его по соответственно-безопасному направлению, напр, на достаточной высоте над поверхностью земли. А на войне? Тут открывается непосредственная возможность прямо нацеливать невидимый коротковолновый пучок на наступающие колонны и, пустив вдоль пучка десятитысячевольтный ток, начать „веером“ косить этим лучом, как пулеметным жерлом, с той разницей, что пулеметная пуля хватает на сотни метров, а радио-луч на десятки и сотни километров. Техника выработает здесь, бесспорно, свои методы обороны и контр борьбы. Но любопытно все же то, что проблема „лучей смерти“, служившая темой для бесчисленных спекуляций авторов фантастических романов и целой толпы лже-изобретателей, вроде англичанина Гринделл Нэтьюса, всячески „решавших“ (не без успеха для их карманов) принципиально-неразрешимую, как мы видели, задачу о передаче энергии волнами через эфир, не смогли предвидеть того, действительно-гениального простого и изящного, способа передачи той же энергии через воздух, каковой достигнут ныне физикой в дни, являющиеся кануном новой эры в энергетике земного шара.
Весьма примечательные факты, сообщенные выше, заслуживают того, чтобы ими вплотную занялась и советская физика.
Физик.
Закрыть [x]