Посвящение в радиоэлектронику

На этом закончим рассказ о первом (и самом простом) ИСЗ для исследования природных ресурсов. Сейчас разрабатываются и используются более сложные и совершенные спутники и системы. Сообщалось, например, о разработке сканера, работающего в 24 спектральных диапазонах от ультрафиолетовой по дальней инфракрасной области. Все шире используется всепогодная радиометрическая и радиолокационная аппаратура. Радиометр (приемник собственного теплового радиоизлучения Земли), работающий на сантиметровых волнах, позволяет обнаруживать очаги лесных пожаров и вулканической деятельности, составлять карты сельскохозяйственных угодий и определять влажность почвы. Он оказался незаменимым в ледовой разведке, ведь кажущаяся яркостная температура льда оказалась почти на 100° выше температуры открытой воды.

Еще большие возможности имеет радиолокатор бокового обзора с синтезированной апертурой. Облака для этих приборов не помеха.

Много аппаратуры для исследования природных ресурсов и решения других народнохозяйственных задач размещается на отечественных ИСЗ «Метеор — Природа», регулярно запускаемых и эксплуатируемых с 1978 года. Они созданы на базе метеорологического спутника «Метеор», но существенно отличаются от него составом аппаратуры, параметрами орбиты и другими данными.

Искусственные спутники Земли для исследования природных ресурсов запускают на синхронно-солнечные орбиты. При таких орбитах ИСЗ пролетает над каждой точкой земной поверхности в одно и то же местное время. Высота Солнца при съемке остается одной и той же. Это даст возможность наблюдать поверхность в одинаковых условиях и легко выявлять произошедшие изменения ее состояния (например, появление всходов, их созревание, изменение береговой линии рек, озер и водохранилищ и т. д.). Высота орбит составляет около 650 км при угле наклонения около 98°, т. е. спутник пролетает и через полярные области планеты.

Основной аппаратурой для съемки поверхности Земли остается многоспектральная телевизионная аппаратура с механическим сканированием. Но уже имеются разработки приборов и с электронным сканированием. В них используются линейка светоприемников и интегральное электронное устройство сканирования, выполненное на приборах с зарядовой связью. Принцип действия линеек состоит в том, что по мере поступления тактовых импульсов «считывается» заряд с каждой из последующих ячеек-фотоприемников и таким образом разворачивается строка изображения. Используют как системы низкого разрешения, позволяющие наблюдать крупномасштабные образования при ширине полосы обзора 2100…2400 км, так и системы среднего и высокого разрешений для получения детальных изображений.

Космическая информация широко используется в народном хозяйстве нашей страны. Созданы, например, геологические карты в масштабах 1:2500000 и 1:5000000, которые невозможно было бы создать в сжатые сроки другими методами. Немало народнохозяйственной аппаратуры устанавливают на орбитальных космических станциях. Вот, например, состав такой аппаратуры: многоспектральная аэрофотокамера; ИК спектрометр; многоканальный сканер; СВЧ радиометр и измеритель коэффициента отражения от земных покровов (скаттерометр) трехсантиметрового диапазона; СВЧ радиометр диапазона ДМВ.

Существуют и другие разработки. Например, метеорологический спутник на геостационарной орбите. Он не только каждые 20 мин получает и передает в центр обработки изображение облачного покрова видимой половины Земли, но служит еще и ретранслятором. Обработанные снимки снова передаются на спутник, а оттуда ретранслируются любым возможным пользователям информации.

Рассказ о спутниках и межпланетных станциях можно продолжать до бесконечности, но тогда и эта книга никогда не имела бы конца. Так что лучше вовремя остановиться, a те из читателей, кто заинтересуется космической электроникой, могут прочитать о ней в популярных или научных изданиях.

Заключение

Приступая к работе над этой книгой, я надеялся познакомить читателей, если не со всеми, то, во всяком случае, со многими аспектами современной радиоэлектроники. По мере работы и особенно с приближением к ее завершению становилось все яснее, что полностью решить поставленную задачу не удастся. Электроника проникла в такое множество отраслей научной и производственной деятельности, что даже их простое перечисление оказывается практически невозможным. Еще труднее отразить современное состояние дел в радиоэлектронике. Прогресс настолько стремителен, что сведения. которыми мы располагали вчера, сегодня становятся безнадежно устаревшими.

Только что узнал: установлен новый рекорд дальности связи по волоконно-оптическому каналу — 200 км без промежуточных усилителей; на одном самолете полностью отказались от соединительных проводов и заменили их оптическим волокном; на одном кристалле площадью несколько квадратных сантиметров сделали микропроцессор с памятью объемом в четверть миллиона бит информации…

И подобные сообщения поступают непрерывно.

Как же быть? Может быть, базнадежно и пытаться изучать радиоэлектронику — все равно за современными достижениями не угонишься? Нет, дорогой читатель, все совсем не так. Речь идет не о гонке и не о соревновании, а о вашем посильном вкладе в общее дело совершенствования техники и технологии. Радиоэлектроника — увлекательнейшее дело и необъятное поле приложения ваших сил и знаний. Многие люди беззаветно служили радиоэлектронике. Наверное, они были очень счастливыми людьми, ибо испытали самое высшее наслаждение, которое только доступно человеку, — наслаждение творческой работой.

Вдумайтесь в эти слова, читатель, и, может быть, вы припомните моменты из собственной жизни, когда испытывали что-то подобное. Процесс творческого познания в самом себе несет удовлетворение для человека. Пока интересно — изучайте, пока есть желание — экспериментируйте! Радиолюбитель с паяльником и ученый перед сложнейшим компьютером едины в одном: они заняты творческой деятельностью. Если вы и не достигнете уровня всемирно известных ученых — не беда. Вы внесете посильный вклад своей творческой деятельностью в создание общества будущего.

Вот что писал Б. К. Шембель, один из столпов отечественной радиотехники, молодым читателям: «В работе не бойтесь трудных тем… Пристально и настойчиво изучая вопрос, вы обязательно найдете в нем новое, интересное, а иногда очень важное. А чем больше вы вложите труда в вашу работу, тем ближе она вам будет.

Список условных сокращений, принятых в книге

АЛС — автоматическая лунная станция

AM — амплитудная модуляция

АМС — автоматическая межпланетная станция

БИС — большая микроинтегральная схема

ВОЛС — волоконная оптическая линия связи

ВУ — видеоусилитель

ВЧ — высокая частота

ГВЧ — генератор высокой частоты

ГКР — генератор кадровой развертки

ГСР — генератор строчной развертки

ДВ — длинные волны

ДМВ — дециметровые волны

ЗУ — запоминающее устройство

ИК — инфракрасный

ИКО — индикатор кругового обзора

ИСЗ — искусственный спутник Земли

КА — космический аппарат

КВ — короткие волны

КМОП — комплементарная структура металл-окисел-полупроводник

МОП — структура металл-окисел полупроводник

МПЧ — максимальная применимая частота

ОЗУ — оперативное запоминающее устройство

ПАВ — поверхностные акустические волны

ПЗС — прибор с зарядовой связью

ПЗУ — постоянное запоминающее устройство

ПТК — переключатель телевизионных каналов

РЛС — радиолокационная станция

СБИС — сверхбольшая интегральная схема

СВ — средние волны

СВЧ — сверхвысокая частота

СМВ — сантиметровые волны