Глава 21 Радар

Глава 21

Радар

В 1916 году были опубликоваы унизительные сведения о тяжелом финансовом положении Теслы и связанной с этим потерей «Уорденклиффа», когда его вызвали и в суд Нью-Йорка, за то, что он не уплатил городу налог в размере 935 долларов [1]. Шерфф не спал ночами, беспокоясь за своего бывшего работодателя и его налоги. И вот теперь это случилось! Каждая местная газета кричала об этой истории. Несчастье казалось несправедливо жестоким, к тому же оно обрушилось именно в тот момент, когда Эдисон был назначен на важный пост в Вашингтоне, связанный с оборонными исследованиями, когда Маркони, Вестингауз, «Дженерал электрик» и тысячи более мелких фирм благоденствовали на доходах от патентов Теслы.

Теперь Тесла был вынужден рассказать в суде, что на протяжении ряда лет он жил в кредит в «Уолдорф-Астории», что у него нет ни гроша и огромное море долгов. У него отобрали землю, на которой стояла башня «Уорденклифф», и продали нью-йоркскому поверенному, сообщалось даже, что изобретателя могут отдать под суд по обвинению в неуплате долгов по налогам.Тем не менее, в это тяжелое время испытаний и упадка духа он отшлифовал и опубликовал основные принципы того, что станет известно почти три десятилетия спустя как радар. Немецкие подводные лодки наносили огромный ущерб противнику, когда в апреле 1917 года Америка вступила в Первую мировую войну. Вопрос об обнаружении подводных лодок получил первостепенную важность. Острой необходимости в поиске способов предсказывания атак с воздуха пока не было, хотя немецкие самолеты дальнего действия и «Цепеллины» с растущей регулярностью начали свои полеты над центральной Францией и Англией. И хотя можно было предвидеть, что воздушные бомбардировки со временем превратятся в ужасную катастрофу, пока еще все это было не очевидно. В любом случае, война в воздухе воспринималась как что-то романтическое и экстравагантное, выявляя скрытый героизм даже среди побежденных.

Когда немецкие самолеты сбрасывали первые бомбы на Париж, парижане оставались на улицах, чтобы увидеть это зрелище. Когда Лондон был атакован с воздуха, лондонцы затаптывали примулы и низкие живые изгороди, торопясь к месту действия. Загоревшийся падающий самолет описывался в газетах как «вне сомнения, величайшее бесплатное шоу, которым когда-либо наслаждался Лондон».

Даже у пострадавших почти не было потрясения от случившегося. Как писали в газетах, столь необычным и стимулирующим было происходящее. Действительно, англичане приветствовали возможность показать то, что, по словам репортера, можно описать как «основополагающее и важное качество нации, которое проявляется в героической реакции на начало войны…» Война заставила англичан еще больше почувствовать себя англичанами. При таких обстоятельствах не удивительно, что Тесла, начав рассуждать о военном применении радара, больше говорил об обнаружении кораблей и подводных лодок, а не вражеских бомбардировщиков. Тесла предсказал общую концепцию радара в своей статье для журнала «Century» в июне 1900 года: «Стоячие волны… означают нечто большее, чем беспроводная телеграфия на любые расстояния. Например, при их применении мы по своему желанию можем получать от посылающей станции электрическое воздействие в любом определенном месте земного шара, мы сможем определять относительное положение или траекторию движущегося объекта, такого как морское судно в океане, пройденное им расстояние или его скорость…

В журнале «Electrical Experimenter» в 1917 году он описал основные характеристики современного военного радара: «Если бы мы могли выстрелить концентрированным лучом, состоящим из потока крошечных электрических зарядов с электрической вибрацией очень большой частоты, скажем, миллион колебаний в секунду, и потом перехватить этот луч, после того как он отразился от обшивки подводной лодки, например, а потом заставить этот отраженный луч осветить флуоресцентный экран (подобно методу рентгеновского излучения) на том же или другом корабле, тогда наша проблема обнаружения скрытой подводной лодки будет разрешена».

«У этого электрического луча неизбежно будет очень маленькая длина волны, и здесь, именно в этой области, скрыта самая сложная задача — суметь создать достаточно малую длину волны и большое количество энергии…

«Исследуемый луч можно будет заставить периодически вспыхивать, таким образом, возможно будет выбрасывать очень грозный луч пульсирующей электрической энергии…»

Мы описали особенности атмосферного пульсирующего радара, который, в итоге, был применен на практике в военной программе всего за несколько месяцев до начала Второй мировой войны. Тесла предполагал использовать его как подводный радар, что в дальнейшем оказалось непрактичным из-за сильного ослабления электромагнитных волн в воде. Несмотря на самые последние исследования, не было найдено никаких способов распространения света, высокочастотных радиолучей или радара в океане. Но сверхнизкочастотные волны Теслы все же могли проходить сквозь толщу моря и служить иной цели, не только связи. [10]

Даже если радар Теслы не мог определять объекты, погруженные в воду, удивительно, что никто тогда не мог придумать для него другого применения. По крайней мере, что касается военно-морского флота, у Эдисона могла быть «своя рука», которая положила бы радар в долгий ящик. Теперь почтенный седовласый государственный деятель Эдисон был назначен руководить новым Военно-морским консультационным советом в Вашингтоне, с первым заданием — найти способ определения подводных лодок. Идея Теслы, если она только удостоилась внимания Эдисона, почти точно могла быть снята со счетов как пустые мечтания. В любом случае Эдисон был занят борьбой с бюрократией военно-морского флота и равнодушно относился к тем, кто шумно претендовал на кусок этого вкусного угощения — федерального исследовательского «пирога». Собственные идеи Эдисона были неоднократно отклонены военным начальством, а сам Эдисон переживал глубокое разочарование. Как оказалось, негативные последствия его назначения имели большее значение для истории, чем все то положительное, что ему удалось осуществить на своем посту.

К тому времени, когда Эдисон отправился в Вашингтон, немного потрепанный, но богатый, а Тесла остался в Нью-Йорке, бедный, но элегантный, каждый из них сознавал, что пропасть, шириной с реку Гудзон пролегла между ними и новым поколением физиков-ядерщиков. Последние не могли говорить ни о ком, кроме Эйнштейна. Новые люди были специалистами в своей области. Они вошли в Американское физическое общество, и им мало верилось, что они не достигнут небывалых успехов. Майкл Пупин столкнулся с массой неприятностей, добиваясь создания инженерного отделения в национальной Академии наук, которая до того отказалась принять даже Эдисона. Разделение практиков (инженеров) и теоретиков (физиков) было несколько искусственным, чтобы его поддерживать, к тому же подобное разделение было препятствием для необходимых усилий в условиях войны. Тот, кто был изобретателем, ученым и инженером, как Пупин и Тесла, или химиком и изобретателем, как Эдисон, были почти по определению несовременными.

Современные физики погружались в споры о «волнах против частиц» и о специальной теории относительности Эйнштейна, которую Тесла, имея свои собственные космические теории, категорически отверг. Когда общая теория относительности Эйнштейна была опубликована в 1916 году, даже ее создатель не мог полностью принять динамическую вселенную, которую она предполагала. Это так смущало Эйнштейна, что он ввел в свои вычисления «поправочный множитель», который все же сохранял возможность того, что в конце концов выяснится, что вселенная стабильна и неизменна. Для Теслы это было лишь еще одним доказательством непонимания релятивистами своих собственных концепций. Сам он работал над теорией вселенной, которая должна была быть обнародована в соответствующий момент, и он уже давно предложил на обсуждение (но не опубликовал) свою собственную теорию гравитации.

Он верил и часто утверждал, что атомная энергия будет: 1. бесполезной или 2. чрезвычайно опасной, и ею практически невозможно будет управлять. И он это очень ярко иллюстрировал. У Эйнштейна также были очень тяжелые сомнения относительно этого вопроса. Лишь только в 1928 году д-р Милликан сказал: «Атомной энергии, до которой может добраться человек, нет никаких аналогов. Сомнительное предположение об использовании атомной энергии, когда подойдут к концу запасы угля, является полностью ненаучной утопической мечтой…» [2] А в 1933 году английский лорд Резерфорд отметил: «Энергия, получаемая при разрушении атома, — это неплодотворная идея. Каждый, кто ожидает найти источник энергии при трансформации атомов, говорит вздор» [3].

Возможно, Теслу раздражали остроты одного из «новых физиков» профессора сэра Уильяма Брэгга, получившего Нобелевскую премию в 1915 году, в то время, как Тесла уже считал ее своей. «Бог управляет электромагнетизмом посредством волновой теории по понедельникам, средам и пятницам, — сказал Брэгг, — а по вторникам, четвергам и субботам дьявол приводит ее в движение посредством квантовой теории».

В последние годы жизни мысли Теслы все больше и больше обращались к объединению физической теории. Он считал, что все вещество происходит из первичной субстанции светоносного эфира, который заполняет все пространство, и он решительно утверждал, что космические лучи и радиоволны иногда движутся быстрее света. Более молодые ученые, большинство которых работали при университетах, только лишь начали понимать, чем может быть «сад земных наслаждений» — исследования, оплачиваемые правительством. Довольно странно, но именно Эдисон, создатель современной исследовательской лаборатории, был тем человеком, кто вставлял палки в колеса их мечты.Его первым высказыванием в качестве главы Военно-морского консультативного совета были слова о том, что «он не считает, что научные исследования будут необходимы в какой-либо существенной степени». В заключение он сказал, что Морское ведомство уже имеет «целый океан фактов» в Бюро стандартов, и что на самом деле Морскому ведомству нужны сотрудники-практики, которые создавали бы технологии, а не теории. И хотя совет собирался принимать невоенных специалистов, он ясно дал понять, что ему не нужны физики, хотя один или два математика могли бы пригодиться. Военные офицеры с амбициями в научной области были в замешательстве, так же как и университетские ученые. Как насчет детекторов подводных лодок? Им хотелось бы узнать. Разве не будут осуществляться интенсивные исследования в этой области? Но Эдисон невозмутимо ответил, что, с его точки зрения, сама идея исследовательской лаборатории военно-морских сил слишком экзотична. Но если военные на этом настаивают, он надеется, что они знают, как он руководит своей лабораторией: «У нас нет системы, у нас нет правил, но у нас есть большая свалка». А изобретатели, которые довольно долго пребывают вокруг этой свалки, приходят с изобретениями. Он не упомянул, что его собственные сотрудники обычно называли его лабораторию «навозохранилищем». Этого было достаточно, чтобы привести университетских ученых к активности. Они разработали схему, в которой миновали военно-морские силы и нацеливались на самую верхушку. Они обратились к президенту Вильсону через Национальную академию. Они убедительно доказывали, что академия способна предоставить полный «научный арсенал» для страны.

Вскоре был образован Национальный исследовательский совет (НИС), предок всех последующих исследовательских агентств и источник научных грантов. НИС должен был представлять ведущих ученых и инженеров из университетов, представителей промышленности и правительства, с целью поддерживать как фундаментальные, так и прикладные исследования. Вторым безошибочным движением профессоров, которое также создало прецедент, было установление головного офиса в Вашингтоне, который стал причастен к денежному потоку из Белого дома и конгресса.

Польза от Национального исследовательского совета для всей Америки была очевидна. Совет сразу же получил поддержку бизнеса и промышленности. Для будущего была заложена могущественная модель, триумвират правительства, промышленности и академии, который будет определять каждый аспект жизни Америки XX века. По иронии судьбы, деятельность этого триумвирата началась с захвата «старого скряги» хитростью.

Правительство сразу же обеспечило НИС фондами и работой по отысканию способа обнаружения подводных лодок — той же самой задачей, над которой трудился совет Эдисона. Была сформирована также и Объединенная миссия с французскими и американскими учеными, стремящимися изобрести подслушивающие устройства для подводных лодок.

Описание Теслой будущего радара было официально отклонено, поэтому он не мог обременять себя такими мелкими беспокойствами, как подслушивающие устройства. Управляемые ракеты больше соответствовали его направлению. В своем интервью «Нью-Йорк Таймс» он изложил содержание своего последнего патента нового прибора, подобного «ударам молнии Тора», способного разрушить целые флотилии военных кораблей врага, не говоря уже об армиях [4]. «Д-р Тесла настаивает, что в этом нет ничего сенсационного, — сообщала «Times», — что это лишь результат многолетней работы и исследований».

Он описал это устройство как ракету, способную лететь по воздуху со скоростью 300 миль в секунду, беспилотный самолет без мотора и без пилота, движимый электричеством и способный сбросить бомбы в любой точке земного шара. Тесла сказал, что он уже сконструировал беспроводный передатчик, достаточно мощный, чтобы проделать этот трюк, но что еще не пришло время раскрывать детали его управляемой ракеты.

Он также не оставил свою идею создания флота автоматов-кораблей. Как раз год назад он убеждал правительство «установить по обоим океанским побережьям на подходящих со стратегической точки зрения возвышенностях многочисленные радиоуправляемые электростанции под командой компетентных офицеров, к каждой из которых было бы приписано определенное количество подводных лодок, кораблей и самолетов. С берега этими судами… можно будет прекрасно управлять с любого расстояния, на котором их можно будет видеть через мощные телескопы… Если бы мы были должным образом снабжены подобными средствами защиты, то невозможно представить, чтобы какое-либо военное или другое судно врага когда-либо могло бы попасть в зону действия этих автоматических средств защиты…»

Вашингтон не мог быть заинтересован в новых разработках более, чем сейчас. Казалось, все обратились в слух, чтобы услышать сигналы довольно примитивных подслушивающих устройств, созданных учеными НИС, приборов, состоящих из множества трубок с электроусилителями, сконструированных для судов, определяющих подводные лодки. Это работало до некоторой степени. Позже, когда был изобретен гидролокатор, принципы которого были близки к принципам действия неопубликованной концепции радара Теслы, он мог определять наличие подводных лодок, мин и других подобных неясных высокочастотных вибраций, отражаемых обратно к посылающему устройству.

К концу войны Эдисон, подобно Тесле, полностью расстался с иллюзиями относительного того, что он считал слепотой и отсутствием творческих способностей у бюрократии военной обороны. Из сделанных им многочисленных предложений ни одно не было одобрено Военным департаментом.

Через много лет после Первой мировой войны и спустя пятнадцать лет после того, как было опубликовано описание радара, сделанное Теслой, обе команды, американская и французская, усердно трудились, чтобы разработать систему согласно его принципам. Лоуренс Хилэнд и Лео Янг, два молодых ученых из исследовательской лаборатории военно-морских сил, заново открыли возможное применение высокочастотных пучков коротких импульсов энергии, подразумевая на этот раз как самолеты, так и морские корабли.

Военные разработки радара в Америке задерживались межведомственной секретностью, но в определенное время и в армии, и в военно-морских силах были разработаны начальные, еще несовершенные длинноволновые радарные устройства (от одного до двух метров в противовес микроволнам). Тем временем французская группа ученых под руководством д-ра Эмиля Жирардо сконструировала и установила радар как на кораблях, так и на наземных станциях, с использованием «аппаратуры, созданной в точности по принципам, утвержденным Теслой, — сообщает французский ученый, и добавляет: — Необходимо отметить, как прав был Тесла, подчеркивая необходимость особо сильных импульсов». Но подобная технология в то время была недоступна, и «наибольшие усилия пришлось приложить к огромному увеличению силы» [5]. Первые испытания радара на море были проведены в Америке в 1937 году на военном корабле «Лири», старом эсминце флота Атлантики, и их успех привел к развитию модели XAF. Более поздняя модель к 1941 году применялась на девятнадцати кораблях, о чем сохранились записи военного времени.

Одновременно с этой проблемой работала и английская группа ученых, поскольку теперь Гитлер угрожал вторжением в Англию. Первый домикроволновой радар, установленный для использования британской службой наведения, обладал очень большой длиной волн радиопередающей антенны — около 10 метров в длину. Будучи несовершенными, эти системы тем не менее заслужили доверие, выигрывая воздушные бои. В конце концов был построен достаточно мощный магнетрон, ставший основой для всех генераторов, установленных для современного радара, который начал действовать в 1940-х годах.

Немецкие ученые тоже разработали некоторую разновидность радара. Таким образом, это стало международным достижением, вдохновленным умом Теслы. Хотя официально изобретение радара было приписано английскому ученому Роберту Уотсону-Уатту в 1935 году.

Эта долгая гонка была выиграна как раз вовремя, чтобы помочь спасти Британию от разрушения фашистскими бомбардировщиками. Радар стал основным инструментом защиты почти любой страны в мире. После войны он охотно применялся коммерческими авиалиниями и морскими судами, вскоре став неотъемлемой частью исследования космоса.

Д-р Жирардо говорил о том времени, когда Тесла формулировал свои принципы: «Он пророчествовал или мечтал, поскольку у него не было возможностей реализовать на практике свои изобретения, но можно заметить, что если даже он и мечтал, то он мечтал безошибочно» [6].

Когда в 1917 году описание его изобретения появилось в печати, Тесла был в Чикаго. Уязвленный, но не разгромленный, он опять сконцентрировался на разработке своих более практических изобретений. Еще до того, как он обратился к этой прозаической и тяжелой миссии, к тому же столь болезненной для него, поскольку она подразумевала долгий период времени взаимодействия с инженерами вдали от своих друзей и привычного образа жизни, — один из его прежних поклонников, Б.А. Беренд, попросил его принять награду, получение которой все остальные инженеры Америки сочли бы за огромную честь, — медаль Эдисона Американского института инженеров-электротехников.

Казалось, будто Беренд привел в действие один из гостиничных огнетушителей и вместо воды из него хлынул купорос.