Файл: Стерлигов, В. Л. Лазеры в авиации.pdf

Эти задачи, неосуществимые еще вчера, сегодня решаются с помощью лазерного луча, который, от­ разившись от выбранного участка атмосферы, при­ носит информацию о количественных и качественных компонентах загрязненного воздуха. При этом точ­ ность измерения тем выше, чем больше объем прост­ ранства, который насыщен примесями.

попадающих в воду при промывке танков судов и при авариях нефтеналивных танкеров, а даже вид этих нефтепродуктов. Лазерный генератор при проведении таких измерений устанавливается на самолете, летя­ щем со скоростью 300—400 км/ч на высоте 300 м над поверхностью воды. При проведении испытаний опыт­ ная система позволила различать около 30 сортов нефти и масел, а также измерять толщину пленки на водной поверхности.

Экономический эффект от применения квантовых генераторов для определения степени загрязнения поверхности моря весьма ощутим. Судите сами, если раньше пробу воды на поверхности, например, цент­ ральной части Атлантического океана можно было отобрать, только снарядив туда специальное судно, то теперь аппаратура, установленная иа борту само­ лета-лаборатории, надежно зарегистрирует степень загрязнения.

Не приходится говорить и о времени, затрачивае­ мом на такую экспертизу.

Лазеры-анализаторы нашли применение и в ави­ ации. Лучом оптического генератора измеряют со­ держание озона — этого сильнейшего окислителя на высоте 20—25 км, куда уже «забирается» авиация.

Нет сомнения, что в данной области лазеры еще не сказали своего последнего слова.

6 8

СВЯЗЬ И ТЕЛЕВИДЕНИЕ НА ЛАЗЕРАХ

1 Прошло немногим более 10 лет с того времени, ко­ гда аппаратура на лазерах для передачи звуков, сиг­ налов и изображения из лабораторий перекочевала на заводские полигоны. И хотя многочисленные про­ мышленные образцы аппаратуры для связи и телеви­ дения еще обладают рядом недостатков, они имеют большое будущее. Уже говорилось, что по одному каналу оптической связи может быть передано зна­ чительно больше информации, чем по тысяче обыч­ ных радиоканалов. И это сегодня очень важно, так как количество передаваемой информации растет уг­ рожающе быстро. Так быстро, что возникло даже по­ нятие «информационный взрыв». Информационный взрыв в первую очередь характерен для космической

связи.

В природе космические линии связи на лучах обычного видимого света существуют уже давно — столько же, сколько и окружающий нас мир. По та­ ким линиям связи человечество уже десятки тысяче­ летий получает информацию о далеких светилах. При этом следует помнить, что расстояния от дале­ ких звезд до глаз человека исчисляются многими миллионами световых лет. Всему тому, что до само­ го последнего времени было известно о звездах, мы обязаны слабым лучам света, приходящим на Землю от источников света колоссальной мощности. Совре­ менный человек пока не в состоянии создавать «пе­ редатчики» такой мощности — остается лишь усо­ вершенствовать космические линии связи, используя для этого удивительные свойства лазерного луча.

Пока в космосе идут эксперименты по связи на лазерах, на Земле настойчиво разрабатывают аппа­

6 9

ратуру, которая объединит двусторонней связью да­ лекие космические объекты. Создание такой аппара­ туры облегчается тем, что при передаче электромаг­ нитной энергии лазеров энергетические потерн могут сравнительно просто сводиться к минимуму. Для это­ го следует лишь воспользоваться уже достаточно хо­ рошо отработанными оптическими приборами и сфо­ кусировать луч лазера в узкий пучок с практически параллельными лучами.

Потери энергии в этом случае (при отсутствии в космосе на пути распространения луча непрозрачных тел) будут невелики.

В наши дни космическая связь будущего между

информация от многих корреспондентов поступает на тот спутник, который в данный момент находится над горизонтом. Связь при этом будет проводиться на частотах, которые в данных метеоусловиях лучше всего проходят через атмосферу. Быть может, это бу­ дут частоты, которые относятся к радиодиапазону.

Для обеспечения оптической связи на поверхно­ сти Земли и между самолетами в воздухе созданы различные образцы аппаратуры. Однако на пути внедрения таких систем связи в жизнь имеются труд­ ности в основном экономического характера (связь по радио пока дешевле). Эти трудности усугубляются тем, что волны светового диапазона интенсивно погло­ щаются атмосферой. Снег, дождь и даже ветер значи­ тельно сокращают дальность оптической связи. Пло­ хо проходят лучи света также в атмосфере, насы­ щенной парами воды, туманом, пылью.

7 0

Рис. 14. Схема дальнем космическом связи (те­ леметрии, телевидения, Телеуправления) на ла­ зерах. Вокруг Земли иа стационарных орбитах вращаются три спутни­ ка-ретранслятора

Чтобы устранить влияние атмосферы на работу наземных оптических систем связи, приходится ис­ пользовать световоды — специальные каналы связи, которые подобно газопроводам свяжут между собой источники и потребители информации.

Такие линии связи, используя промежуточные усилители-ретрансляторы, будут создаваться между сравнительно близко расположенными крупными го­ родами для многоканальной связи и для передачи нескольких программ высококачественного телевиде­ ния. Лишь только в этом случае будет экономически целесообразным вводить в эксплуатацию линию оп­ тической связи с большим количеством ретрансляци­ онных пунктов. Ретрансляторы позволят не только поддержать необходимый энергетический уровень передаваемого сигнала, но и распределять информа­ цию по разным направлениям.

71

Ретрансляция сигналов, передаваемых по оптиче­ ским каналам связи, возможна и через открытое пространство.

В этом случае для обеспечения надежной связи потребуется большее количество ретрансляционных пунктов.

Практическое использование оптического диапазо­ на для передачи информации открывает широкие пер­ спективы для резкого повышения качества телевизи­ онного изображения. Диапазоны длинных и средних радиоволн слишком узки для передачи изображения. На коротких волнах может быть передано несколько телепрограмм, но при этом четкость изображения по­ вышать свыше 600—900 строк нецелесообразно, так как для этого диапазон коротких волн оказывается слишком тесным.

го шума во время семейного завтракд перед выходом на работу.

И хотя тишина наступает не сразу, все же удается уловить несколько слов диктора: «...Временами в от­ дельных районах города возможна гроза. Ветер вос­ точный и юго-восточный 3—6 метров...».

Это приблизительное предсказание ' погоды в общем устраивает людей, работающих в цехах и ка­ бинетах. И если даже вопреки прогнозу при полном безветрии в конце рабочего дня хлынет дождь, у каждого предусмотрительного человека найдется плащ, зонтик или, на худой конец, хлорвиниловая накидка.

7 2

А вот моряков, летчиков, агрономов и многих лю­ дей других специальностей такая сводка не устраи­ вает. Не устраивает, хотя и обобщает данные, полу­ ченные от многих десятков тысяч пунктов наблюде­ ния. Не устраивает, несмотря на то, что более трети поверхности Земли контролируется наземными авто­ матическими метеостанциями, ежедневно запускают­ ся в небо тысячи шаров-радиозондов с метеоприбо­ рами, бороздят воздушный океан самолеты-развед­ чики погоды.

Более надежный прогноз призваны обеспечить ме­ теорологические спутники Земли. Надежные метео­ рологические прогнозы требуются для повышения эффективности работы отраслей промышленности. И,

заводах в элегантные формы скоростных воздушных лайнеров с заранее известными техническими харак­ теристиками, то при эксплуатации этих же самолетов прогнозирование не всегда надежно. Порой случают­ ся неожиданности. В первую очередь они вызывают­

сивно изучаются учеными. Разрядка международной

7 3