Подсчитано, что за всю историю мореплавания погибло столько кораблей, что сегодня на каждом пятимильном квадрате дна Мирового океана покоится, как минимум, одно судно. В XX в. ежегодно тонуло 160— 180 судов. И большинство — из-за несовершенства технических средств навигации (кораблевождения) или ошибок в их использовании.
Компас появился в Европе не раньше XII в., и мореплаватели ориентировались в море главным образом по Солнцу и звёздам. В полном смысле слова путеводной была Полярная звезда, всегда показывающая направление на север. Помогали и местные признаки: течения, преобладающие ветры, цвет воды. Моряки знали, что на мелководье вода преимущественно светло-серая, на глубоких местах — зелёная. О приближении берега они судили по характеру дождя, появлению птиц, пресноводных рыб и т. п. Христофор Колумб во время первого плавания к Америке понял, что берег совсем близок, когда увидел плавающие зелёные ветки деревьев.
В докомпасный период мореплавания единственным навигационным инструментом был ручной лот — размеченный трос (лотлинь) с привязанным к нему грузом. С помощью лота измеряли глубину моря под днищем корабля. Традиционное пожелание моряку, отправляющемуся в плавание: «Семь футов чистой воды под килем», красноречиво свидетельствует о том, как важно для судоводителя знать глубину. По характеру грунта, приставшего к грузу,
судили о приблизительном местонахождении судна. Грязевые осадки, например, оседали на
грузе вблизи устья реки.
Но ручным лотом нельзя измерять глубины более 50 м, а в океане под килем порой несколько
тысяч метров. В середине XIX в. появились механический и гидростатический лоты. Им
покорились глубины до 1,5—2 тыс. метров, а изобретённый в начале XX в. эхолот позволил
измерять любую глубину Мирового океана. В 1958 г. на советском судне «Витязь» эхолотом
обнаружена и точно измерена максимальная глубина (11 022 м) Мирового океана в Мариинской
впадине в западной части Тихого океана.
Эхолот — прибор, с помощью которого, измеряя время между излучением звукового сигнала и
приёмом эха, определяют пройденный звуком путь, а по нему — расстояние до дна. К идее
эхолота независимо и практически одновременно пришли сразу несколько человек: немецкий
инженер А. Бем из Данцига (Гданьска), американский инженер Р. А. Фессенден, французский
физик П. Ланжевен и инженер Константин Васильевич Шиловский (1880—1952) из Рязани,
работавший во Франции. Ланжевен и Шиловский создали ещё и первый гидролокатор.
В многовековой истории мореплавания магнитный компас был и остаётся самым значительным
изобретением. Большинство историков считают, что компас в виде плавающей в воде магнитной
стрелки придумали в Китае, а в конце XII — начале XIII в. арабские мореходы завезли его в
Европу. Соединив магнитную стрелку с диском, итальянец Флавий Джой в 1302 г.
сконструировал компасную картушку — впоследствии обязательный элемент всех компасов.
Картушка — это диск из немагнитного материала с равномерно нанесёнными делениями,
укреплённый на подвижной системе компаса.
И на военных, и на торговых судах, как правило, есть два магнитных компаса — главный,
расположенный на капитанском мостике, и путевой — в рулевой рубке (перед штурвалом
рулевого).
Для получения от компаса истинных (географических) направлений в его показания вводят
поправку на магнитное склонение и девиацию.
О значении компаса для мореплавания известный кораблестроитель и математик академик А Н.
Крылов говорил: «Компас — прибор небольшой, но без него Колумб Америку не открыл бы».
В начале XX в. немец Герман Аншютц и американец Элмар Сперри независимо друг от друга
изобрели гироскопический компас. В нём используется свойство оси гироскопа (волчка)
ориентироваться вдоль оси вращения Земли строго по направлению север — юг, независимо от
магнитного поля Земли.
В отличие от магнитного компаса гирокомпас показывает истинное направление на
географический полюс. Гирокомпас стал основным прибором курсоуказания на кораблях и
самолётах. Магнитный компас теперь держат в резерве — на тот случай, если выйдет из строя
гирокомпас.
Для измерения скорости корабля служит лаг, изобретённый в 1577 г. гравёром Гемфри Колем.
Единицей скорости является узел, который равен одной морской миле (1852,3 м) в час. До XX в.
применялись ручной и вертушечный (гакобортный) лаги, а на современных кораблях пользуются
гидродинамическими лагами. Они измеряют давление в струе забортной воды и преобразуют его значение в показания скорости и
пройденного расстояния. Находят применение и индукционные лаги. Работа этих лагов основана
на измерении электродвижущей силы, которая возникает в проводнике — струе воды при её
движении в поле электромагнита, жёстко скреплённого с кораблём.
В конце XX в. изобрели гидроакустический лаг. Это, по сути дела, гидролокатор. Он позволяет
вычислять скорость судна не относительно
воды, а относительно дна моря, что очень важно для точности кораблевождения.
С помощью лага и компаса можно определить, где находится корабль, в любой момент времени.
Однако координаты корабля (географическую долготу и широту) устанавливали и с помощью
двух других приборов — секстанта и хронометра. Секстант изобрели в 1731 г. Им легко
измеряют угловые высоты Солнца и звёзд и по полученным данным рассчитывают широту
местоположения корабля. В 1735 г. англичанин Дж. Гаррисон сконструировал пружинный хронометр. Он работает в корабельных условиях и хранит время по Гринвичу. Через этот английский город проходит нулевой меридиан. Разность между временем на нулевом меридиане и местным временем равна долготе той точки, где находится судно, выраженной в часах и минутах. Хронометр и секстант стали основными инструментами мореходной астрономии. Однако без карты, как и без компаса, ни одно судно в море не выйдет. У штурмана обязательно есть морские навигационные карты, на которые нанесены начальный
пункт плавания и порт назначения.
Начиная с конца XVI в. и до сих пор морские карты составляются в меркаторской проекции,
названной в честь её создателя, фламандского картографа Герарда Кремера, больше известного
под латинизированным именем — Меркатор. В последние годы в дополнение к морским
«бумажным» картам на кораблях появляются электронные навигационные карты. На экране
дисплея высвечивается участок района плавания с сушей, гаванями и другими объектами. По
электронной карте перемещается световая отметка, имитирующая судно.
В 1895 г. А. С. Попов изобрёл радио. Корабли получили радиосвязь. А со временем были
созданы и различные средства радионавигации: радиопеленгаторы, береговые и спутниковые
радионавигационные системы, радиолокационная техника.
По значению для судовождения радиолокацию (от лат. radio — «излучаю», «испускаю лучи» и
locatio — «расположение», «размещение») можно сравнить разве что с магнитным компасом. С
её помощью был, наконец, побеждён туман.
Для плавания атомных подводных лодок и ледоколов в околополярных широтах (компасы там
непригодны) были разработаны особые средства кораблевождения. Это автоматизированные
комплексы с инерциалъными навигационными системами. Они измеряют ускорение судна и
вычисляют по этому ускорению скорость, пройденный путь и координаты.
Успешный запуск 4 октября 1957 г. первого советского искусственного спутника Земли и
последующие достижения науки и техники в освоении космического пространства дали
возможность создать системы спутниковой навигации. Первыми из них стали в 70-х гг.
советская «Цикада» и американский «Транзит». В последние годы XX в. начала действовать
глобальная спутниковая навигация на базе отечественной системы «Глонасс» и американской
«Навстар». Их появление — выдающееся событие в развитии навигационной техники.
Спутниковая навигация позволяет определять скорость движения любого объекта (корабля,
самолёта и др.) и его координаты во всех районах земного шара. Точность измерений в первом
случае составляет 0,3 м/с, во втором — 100 м. Для приёма сигналов со спутников корабли и
самолёты снабжены специальной приёмной аппаратурой (приёмоиндикаторами).
Искусство и техника судовождения будут совершенствоваться, пока Мировой океан остаётся
ареной деятельности человека.

Согласно исследованиям археологов, дерево служит человеку с момента его появления — около 3 млн. лет. Если этот срок приравнять к одному году, то окажется, что керамическими изделиями люди пользуются менее суток, стеклом — 17 ч 32 мин, железом — 8 ч 28 мин, пластическими массами — 22 мин 12 сек, бетоном — 21 мин, а синтетической резиной — 14 мин 24 сек.
В XX в. у древесины помимо старых конкурентов, металла и кирпича, появился новый серьёзный соперник — пластические массы, но материал-универсал не сдаёт своих позиций. В 1975 г. в мире было израсходовано 2,2 млрд. кубометров леса, а в 2000 г., в соответствии с прогнозами, этот объём возрастёт почти до 4 млрд. кубометров. В общей сложности в конце XX столетия из дерева изготовляют предметы около 30 тыс. наименований. Вряд ли сегодня найдётся отрасль промышленности, в которой так или иначе не использовалось бы дерево. Строителям необходимы доски, брусья, фанера, древесностружечные и
древесно-волокнистые плиты, паркет, оконные рамы и подоконники. Шахтёры не могут обойтись без рудничной стойки — круглого лесоматериала для крепления горных выработок (на каждую тысячу тонн добытого угля расходуется не менее 20 м леса). Нужен материалуниверсал и создателям автомобилей, самолётов и космических кораблей: прежде чем приступить к изготовлению новой машины, делают её полномасштабный деревянный макет. Нашу повседневную жизнь тоже невозможно представить без дерева — мебели, разного рода
тары (ящиков, бочек и др.), а также тысячи необходимых мелочей — спичек, карандашей и
многого другого. «Поющим деревом» называют особую древесину, из которой делают
музыкальные инструменты. Лыжи, хоккейные клюшки, гимнастические брусья, городки,
теннисные ракетки, покрытия велотреков и полы в спортзалах до сих пор остаются
деревянными.
Исходным материалом для производства множества продуктов служит получаемая из
древесины клетчатка — целлюлоза (от лат. cellula — «комнатка», «клетка»). Из неё
вырабатывают бумагу — писчую и копировальную, фильтровальную и светочувствительную,
обёрточную и туалетную, а также строительный и упаковочный картон. Из бумаги, в свою
очередь, делают обои, мешки, верёвки, пакеты для молочных продуктов и соков, денежные
знаки, скатерти, салфетки, детские пелёнки и бесчисленное количество других материалов и
вещей.
Технические сорта бумаги широко используются в электро- и радиотехнике; даже в
современном автомобиле свыше ста деталей изготовлено из бумаги и картона. Из бумаги,
пропитанной битумом, делают трубы, успешно заменяющие асбестоцементные и
металлические, и дешёвый кровельный материал — толь и рубероид, применяемые в
строительстве.
Из целлюлозы получают вискозу — материал для производства искусственного шёлка и меха,
штапельного полотна, целлофановой плёнки для упаковки и др.
Путём гидролиза — разложения древесины минеральными кислотами — только из 1 м3 отходов
лесозаготовок и лесопиления вырабатывают 170—180 л этилового спирта (сырья для
производства резины), 35—40 кг кормовых дрожжей, 5—6 кг фурфурола (сырья для
производства пластмасс, смол, лекарственных препаратов и др.) и 60—70 кг жидкой
углекислоты, используемой при сварке и обработке металлов резанием, в литейном
производстве, а также для газирования безалкогольных напитков. На растворе Сахаров,
полученных при гидролизе 1 м древесины, можно к тому же вырастить 35—40 кг кормовых
дрожжей.
Широко используется и сухая перегонка древесины при высокой температуре без доступа
воздуха (пиролиз). Из 1 м берёзовых дров получается 100 кг древесного угля, 20 л уксусной кислоты, 5—6 л метилового спирта и 10—15 кг смолы для выработки скипидара, канифоли и некоторых других веществ.
Сучья, ветви и тонкомерные деревья, остающиеся после рубки при уходе за лесом, пропускают через рубильные машины и получают технологическую щепу — сырьё для производства древесных плит и картона. Один кубометр древесно-стружечных плит из 1,6 м отходов заменяет 2,3 м пиломатериалов, а каждая тонна тарного картона — 14—15 м древесины. Десятую часть всего заготовляемого леса составляет кора. Она идёт на производство дубильных веществ для кожевенной промышленности, топливных брикетов и органических удобрений. Опилки используют как сырьё для гидролизного производства, а также для изготовления строительных материалов (арболита). Из древесной зелени — хвои, листьев, мелких побегов — вырабатывают хвойно-витаминную муку, эфирные масла и экстракты для использования в медицине и парфюмерии.

Разведчик должен не только добыть секретную информацию, но и незамедлительно передать её по назначению, иначе сведения устареют и потеряют ценность. В этом ему помогает коротковолновый радиопередатчик. Чтобы не успели запеленговать, применяют импульсную радиопередачу: сообщение в эфир «выстреливают» мгновенно. Уже во время Второй мировой войны такая мини-радиостанция помещалась в небольшом чемоданчике. А современные
средства спутниковой связи вообще размером с книгу.
Есть и другие, самые необычные способы связи. Известно немало случаев, когда агентурные
сведения переносили голуби. В период Второй мировой войны немецкие разведчики
переснимали текст сообщения на кусочек фотоплёнки и наклеивали его на конверт под
почтовую марку. Письмо вполне невинного содержания легально следовало в какую-нибудь
нейтральную страну на конспиративный адрес.
Перевозят секретную информацию в тайниках: в каблуке, в кисточке для бритья, в зажигалке,
массажной щётке, авторучке, курительной трубке и т. п. Можно нанести невидимое
изображение на носовой платок, а потом проявить каким-нибудь простым реактивом —
мыльной водой, раствором йода или просто мочой. А что делать, если разведчику грозит
провал и собранные материалы (на фотоплёнках, видеолентах, дискетах, листах бумаги) надо
срочно уничтожить?
На этот случай все материалы заранее вкладывают в герметичный контейнер, который легко
помещается в кармане одежды. Стоит нажать кнопку на крышке — и содержимое без огня и
дыма, незаметно для окружающих превратится в горстку пепла или кусок оплавленной
пластмассы.

На службе у радиотехнической разведки сегодня есть самые мощные средства: космические
спутники, корабли, самолеты. Десятки станций радиоперехвата круглосуточно слушают эфир,
ловят и расшифровывают правительственную и военную информацию. Большую ценность
представляют данные, передаваемые по радио при запуске космических кораблей или при
испытаниях стратегических ракет.
Массивное оборудование устанавливают на автомобиль с дипломатическими номерами,
который свободно перемещается по территории иностранного государства. Портативные (от
фр. porter — «носить») устройства радиоперехвата разведчики прячут под одеждой, в обычный
чемоданчик или закладывают неподалёку от военных объектов, маскируя под пенёк или сухую
ветку.
Компьютеры, телексы, факсы, электронные пишущие машинки, телефоны испускают
электромагнитные колебания в эфир, в цепи питания и заземления (наводки). А потому они
могут стать источником утечки секретной информации. Аппаратура со сверхчувствительной
направленной антенной с расстояния более 1500 м улавливает и усиливает сигналы,
излучаемые этими устройствами при работе. Полученную информацию затем дешифрует
компьютер.
Подсоединив к кабелям питания, проводам заземления или просто к водопроводным трубам за
сотни метров от здания специальную аппаратуру, разведчик может определить, что печатает
принтер или электрическая пишущая машинка. В сети возникают микроскопические скачки
напряжения, каждый из которых соответствует определённому письменному знаку.
Если же спрятать в компьютере электронное устройство, то можно «считывать» секретнейшую
информацию с клавиатуры или «выуживать» её из электронной памяти машины.
Российская разведка установила, что 8% компьютеров, закупленных за рубежом, снабжены так
называемыми закладками — встроенными устройствами или особыми программами, похожими
на компьютерный вирус. По кодированному радиозапросу с наземного пункта или с
космического спутника «закладка» передаст в эфир любую информацию из памяти компьютера
или выведет из строя программное обеспечение. Такой миниатюрный радиомаячок, встроенный в заводскую упаковку, рассказывает, где находится закупленное за рубежом оборудование он передаёт сигналы на спутник Используют и обычную бытовую технику. Очень «болтливы» кнопочные телефоны — способность к утечке информации заложена в их конструкции: даже если трубка лежит на рычаге, разговор в комнате можно услышать, подключившись к линии.

У каждого государства есть «глаза» и «уши», наблюдающие за потенциальными противниками (а иногда и союзниками). В СССР разведкой занимался Комитет государственной безопасности (КГБ); в России (после распада Советского Союза) его сменили Служба внешней разведки (СВР) и Главное разведывательное управление Генерального штаба (ГРУ). В США для этого создано Центральное разведывательное управление (ЦРУ), в Англии — Британская секретная служба. Собирают и анализируют секретные сведения о другой стране агенты разведки. На родине их называют разведчиками, а в государствах, против которых они работают, — шпионами. Важную информацию иногда содержат даже публикации в печати, почтовые открытки, обычные любительские фотографии. Но действительно секретные данные получают с помощью аэро- и космической фотосъёмки, радиотехнической разведки. И У СТЕН БЫВАЮТ УШИ
В старину «рыцари плаща и кинжала» полагались в основном на свою зоркость и чуткий слух. Технические устройства были весьма примитивны. В дворцах египетских фараонов, например, подсматривали и подслушивали через глиняные трубки, вделанные в стены. А в замках европейских монархов и феодалов, в монастырях соглядатай часто прятался в потайных ходах, которые специально прокладывали при строительстве зданий. Форма невидимых коридоров была такова, что звук человеческой речи, доносившейся из внутренних покоев, концентрировался, а потому усиливался в определённом месте — здесь и скрывался шпион. Но времена, когда важную государственную тайну удавалось узнать, спрятавшись за портьерой или приложив ухо к замочной скважине, безвозвратно миновали. В конце XX в. в распоряжении агентов разведки находится специальная техника, разработанная с применением новейших технологий. Часто создают уникальную аппаратуру — для одной-единственной разведывательной операции.
РАНЕЦ-САМОЛЁТ, ИЛИ ВЕРХОМ НА КОРОВЕ
Разведчик может прибыть на место «службы» легально — под видом дипломата или журналиста, например. Иногда приходится пересекать границу нелегально — по земле, воздуху или воде. Чтобы незаметно перейти контрольно-следовую полосу, разделяющую государства, применяют специальную обувь: она оставляет следы, похожие на отпечатки лап или копыт животных. А иногда границу просто переезжают... верхом на корове. Изобретение XX в. — ранцевый турбореактивный двигатель. С ним можно «прыгнуть» на несколько сот метров через систему пограничных укреплений. Но при этом рёв аппарата разнесётся на многие километры вокруг. На побережье иностранного государства агенты высаживаются или с помощью мини-подводных лодок, или добираются вплавь — в лёгких водолазных костюмах. В 1935—1945 гг. у англичан была одноместная подводная лодка «Слип Бьюти» («Спящая красавица»), у итальянцев — двухместная мини-субмарина «Маяле» («Свинья»), у немцев — одноместное судно «Бибер» («Бобр»), вооружённое двумя торпедами. В Военно-морском флоте России — двухместная подводная лодка размером с обычную торпеду.
Испытанный способ заброски разведчиков — на парашюте. Раньше при подходящем направлении ветра использовали и воздушные шары, а в конце XX столетия стали применять дельтапланы и планирующие парашюты — парапланы. ЭЛЕКТРОННЫЕ «КЛОПЫ», «ШПИЛЬКИ» И «КИРПИЧИ»
Технические средства разведки делятся на две группы: для подслушивания и для зрительного наблюдения. Миниатюрный диктофон с выносным микрофоном, спрятанным под лацканом пиджака, позволяет незаметно для окружающих записывать разговор, например во время дипломатического приема. В дальнейшем плёнку обрабатывают с помощью компьютера, и голоса становятся отчётливо слышны.
А как узнать содержание секретных переговоров, на которые посторонних, конечно, не пригласят? Очень просто. Нужно прийти заранее в комнату, где они будут проходить, скажем, под видом электрика, и оставить там крошечный радиомикрофон. На профессиональном языке такие устройства называют «радиозакладками», а в просторечии — электронными «клопами». «Клопов» легко поместить за обоями, в щелях стен, они крепятся под сиденьем стула. Принести мини-микрофон можно и на одежде. Иногда человек даже не подозревает, что в его пиджак или шляпу кто-то воткнул булавку-антенну со встроенным в головку электронным «клопом». Подслушивающее устройство величиной с половину спичечной головки или с рисовое зёрнышко способно уловить в 15 м тихий шёпот и вести передачи на расстояние до 150 м. Встроенного миниатюрного аккумулятора ему хватает на несколько суток работы, а при питании от электрической сети оно действует годами. И только специалист поймёт, что это за предмет.
Иногда подслушивающее устройство, замаскированное под радиодеталь, встраивают в бытовую технику — телефон, магнитолу, телевизор, электрическую розетку, тройник, удлинитель. Оно и питается от электрической сети, и по ней же передаёт информацию. Известны подслушивающие устройства в виде стеклянного стакана, украшенного оригинальным орнаментом из... элементов солнечной батареи. Есть авторучки «с секретом», «хитрые» наручные электронные часы, калькуляторы и даже... кирпичи. Они могут служить много лет: звучит рядом человеческая речь — передают информацию, наступает тишина — переходят в режим ожидания. Когда проникнуть в помещение нельзя, используют контактный микрофон-«шпильку» — тонкий металлический стержень длиной около 30 см, которым пробивают стену. Электронный микрофон-стетоскоп (от греч. «сте'тос» — «грудь» и «скопе'о» — «смотрю») достаточно плотно прижать или приклеить к стене. А если чувствительный микрофон разместить в вентиляционном канале, можно узнать, о чём говорят в противоположном конце здания. Одно из самых удобных мест для подслушивания — окно, особенно открытая форточка. Сверхчувствительный микрофон направленного действия с оптическим прицелом для точной наводки «слышит» речь на расстоянии до 500 м. А бесшумный арбалет может забросить в ту же форточку радиомикрофон-«таблетку».
Закрытое окно тоже не помеха. Известен случай, когда секретный доклад был «подслушан» инструктором глухонемых: глядя в бинокль, он по губам говорящих свободно «прочитал» всё, что говорилось на совещании. Не спасают и плотные шторы. Ещё в 60-х гг. применяли
радиомикрофон, который выстреливали из ружья, бесшумного пистолета или арбалета в
оконный переплёт. Он воспринимал вибрацию окон, вызванную звуковыми колебаниями, и
передавал полученную информацию в эфир. Сегодня можно обойтись без арбалета. Звуки
разговора находящихся в комнате людей вызывают микроколебания оконных стёкол, занавески
или любого другого плоского элемента интерьера. Если направить в стекло луч лазера,
оптический приёмник уловит сигнал, отражённый от колеблющейся поверхности, и
расшифрует его.

Средства связи всегда играли важную роль в жизни общества. Одними из первых стали применять сигнальные огни и дымы. Днём на фоне облаков хорошо заметен дым, даже если самого костра не видно, а ночью — пламя, особенно если оно зажжено на возвышенном месте. Сначала таким способом передавали только заранее оговорённые сигналы, скажем «враг приближается». Потом, особым образом располагая несколько дымов или огней, научились посылать целые сообщения.
В Средние века появилась флажная сигнализация, которую использовали, например, во флоте. Форма, цвет и рисунок флажков имели конкретное значение. Один флажок мог означать предложение («Судно ведёт водолазные работы» или «Требую лоцмана»), и он же, в сочетании с другими, являлся буквой в слове.
В Голландии, где было множество ветряных мельниц, несложные сообщения передавали, останавливая крылья мельниц в определённых положениях. Этот способ получил развитие в оптическом телеграфе. Между городами возводили башни, которые находились друг от друга на расстоянии прямой видимости. На каждой башне имелась пара огромных суставчатых крыльев с семафорами. Телеграфист принимал сообщение и тут же передавал его дальше,
передвигая крылья рычагами. Первый оптический телеграф построили в 1794 г. во Франции,
между Парижем и Лиллем. Самая длинная линия — 1200 км — действовала в середине XIX в.
между Петербургом и Варшавой. Сигнал по линии проходил из конца в конец за 15 мин.
В конце XX столетия широко распространена электросвязь — передача информации
посредством электрических сигналов или электромагнитных волн. Сигналы идут по каналам
связи — проводам (кабелям) либо без проводов.
Все способы электросвязи — телефон, телеграф, телефакс, Интернет, радио и телевидение
схожи по структуре. В начале канала стоит устройство, которое преобразует информацию
(звук, изображение, текст, команды) в электрические сигналы. Затем эти сигналы переводятся в
форму, пригодную для передачи на большие расстояния, усиливаются до нужной мощности и
«отправляются» в кабельную сеть или излучаются в пространство.
По дороге сигналы сильно ослабевают, поэтому предусмотрены промежуточные усилители. Их
нередко встраивают в кабели (в том числе в волоконно-оптические) и ставят на ретрансляторы
(от лат. re — приставка, указывающая на повторное действие, и translator — «переносчик»),
передающие сигналы по наземным линиям связи или через спутник.
На другом конце линии сигналы попадают в приёмник с усилителем, далее их переводят в
форму, удобную для обработки и хранения, и, наконец, они снова превращаются в звук, изображение, текст,
команды.
Возможности и особенности линий связи в значительной степени определяются тем, какие
именно сигналы — электрические или электромагнитные — по ним передаются.
Первые телеграфные и телефонные аппараты созданы по одному и тому же принципу. Ключ (в
первом случае) или мембрана микрофона (во втором) замыкает электрическую цепь, и
электромагнит преобразует проходящий по цепи импульс тока (электрический сигнал) в
движение пишущего устройства или мембраны телефона. Разница состоит в том, что импульсы,
которые использовали на телеграфе, имели частоту, позволявшую передавать только код Морзе
(сочетание коротких и длинных сигналов), а при телефонной связи сигналы шли со звуковой
частотой. У такого способа передачи информации есть существенные недостатки: с
увеличением длины кабеля сигнал быстро затухает, его легко забить помехами или
перехватить.
Со временем телеграфную и телефонную связь научились осуществлять с помощью радиоволн
— колебаний электромагнитного поля высокой частоты. Важные характеристики радиоволн —
частота колебаний и длина волны (последнюю можно определить, разделив скорость
распространения радиоволн, равную 300 000 км/с,
на частоту). Так называемые длинные (ДВ, 1 — 10 км) и средние (СВ, 100— 1000 м) волны
способны огибать Землю и поэтому могут распространяться на значительные расстояния.
Короткие (KB, 10—100 м) волны, многократно отражаясь от верхних слоев атмосферы и от
поверхности нашей планеты, могут «обойти» её вокруг. А вот ультракороткие (УКВ, 1 —10 м),
дециметровые (10—100 см) и сантиметровые (1 — 10 см) волны распространяются фактически
по прямой, а значит, в пределах видимости. Для увеличения дальности связи на этих волнах
антенны приходится поднимать на большую высоту — чтобы с каждой были видны две
соседние. Это дорого и неудобно. Сейчас активно используют спутники связи: установленные
на них ретрансляторы обеспечивают надёжную связь на всём пространстве Земли.
Чтобы отправить сообщение, радиоволну модулируют полезным сигналом, т. е. сигналом,
содержащим передаваемую информацию. Сложнее всего передать речь или музыку. Обычно
используют два вида модуляции. При амплитудной модуляции (AM) на электромагнитную
волну накладывают сигнал от микрофона, и амплитуда начинает меняться, повторяя форму
звукового колебания, а частота остаётся неизменной. При частотной модуляции (ЧМ, или FM) звуковой сигнал меняет только частоту радиоволны — она
«плавает» в небольших пределах прямо пропорционально уровню полезного сигнала.
Оба вида модуляции называют аналоговыми (от греч. «аналог'ия» — «соответствие»,
«сходство»): изменение характеристик несущей электромагнитной волны происходит
непрерывно, в соответствии с формой звукового сигнала. Работающие таким образом линии
связи называются также аналоговыми.
Сначала модуляцию применяли только в радиосвязи и лишь затем в телефонной и телеграфной.
Использование несущего сигнала высокой частоты позволяет передавать по одному кабелю
десятки и сотни сообщений одновременно, разделяя их в приёмном устройстве при помощи
электронных фильтров, настроенных на «свои» частоты.
8 40-х гг. XX в. пропускная способность высокочастотных каналов казалась громадной, но в 90-х гг. объём передаваемых сведений увеличился настолько, что аналоговые системы с ним уже не справляются. В связи с этим перешли на принципиально иной способ передачи информации — цифровой. Аналоговый, звуковой например, сигнал превращает в цифровой система дискретизации (от лат. diskretus — «прерывистый»): она с определённой частотой замеряет величину сигнала и сравнивает её со стандартным («опорным») значением. Полученные числа переводятся в двоичный код и передаются в виде комбинации импульсов (единиц) и пробелов (нулей). Помимо полезного сигнала в сообщение записывают и служебные данные, например частоту дискретизации. Чем больше эта частота, тем выше качество передачи; одновременно резко возрастает объём информации.
На пороге III тысячелетия не утратила своего значения и обычная почта. Скорость доставки почтовой корреспонденции — писем, посылок и телеграмм — достаточно высока. В самую отдалённую точку планеты письмо идёт не больше месяца. Перед погрузкой в самолёт, поезд или на судно почту нужно рассортировать — разложить по адресам. Сократить время сортировки помогает цифровой индекс со стандартизованным написанием знаков, доступный машинному чтению. По приведённому образцу следует обвести пунктирные линии на конверте. Нарисованные цифры «прочтёт» фотоэлемент.

«Планета есть колыбель разума, но нельзя вечно жить в колыбели... Человечество не останется вечно на Земле, но, в погоне за светом и пространством, сначала робко проникнет за пределы атмосферы, а затем завоюет себе всё околосолнечное пространство». Эти слова принадлежат великому мечтателю и замечательному русскому учёному Константину Эдуардовичу Циолковскому (1857—1935). Он никогда не строил и не запускал ракет, но его фундаментальный вклад в создание науки о полётах в космос признан во всём мире. В 1895 г. Циолковский опубликовал книгу «Грёзы о Земле и небе и эффекты всемирного тяготения», в которой утверждал, что можно создать искусственный спутник. «Воображаемый спутник Земли, — писал учёный, — вроде Луны, но произвольно близкий к нашей планете, лишь вне пределов её атмосферы, значит, — вёрст за 300 от земной поверхности, — представит, при очень малой массе, пример среды, свободной от тяжести». Циолковский предложил использовать в ракетах жидкое топливо, более выгодное по сравнению с твёрдым; разработал теорию многоступенчатых ракет, или «ракетных поездов», в которых отработавшие ракетные ступени отбрасываются во время полёта. Именно Циолковский научно обосновал возможность орбитальных полётов и создания искусственных космических станций, сформулировал принципы функционирования систем жизнеобеспечения межпланетного корабля. Многие идеи и проекты учёного воплотились в жизнь, стали реалиями XX столетия.
Ракета, в отличие от самолёта, может летать за пределами земной атмосферы: для движения ей не нужен воздух. В соответствии с третьим законом Ньютона ракета будет перемещаться в сторону, противоположную направлению истечения газов, и в космическом пространстве. Впервые доказал это на практике американский профессор Роберт Годдард (1882—1945). В 1912 г. он провёл любопытный опыт: поместил ракету в большой стеклянный сосуд, из которого затем был выкачан воздух. Через 14 лет, 16 марта 1926 г., в американском городе Обурн Годдард осуществил успешный запуск первой в мире ракеты с жидкостным ракетным двигателем (ЖРД). Ракета поднялась на высоту 12,5 м, пролетев 56 м за 2,5 с. Исследования Р. Годдарда натолкнули немецкого изобретателя Макса Валье (1895—1930) на мысль использовать ракетный двигатель в качестве автомобильного. Двигатель, топливом для которого служила смесь этилового спирта и жидкого кислорода, вмонтировали в автомобиль марки «Рак-7». Испытания прошли в апреле 1930 г. на аэродроме Темпельхоф в Берлине. Машина двигалась с большим шумом, оставляя за собой шлейф пепельно-красного дыма — продукт неполного сгорания топлива. Опыты с автомобилем-ракетой закончились трагически. В мае 1930 г. во время испытательного пробега двигатель взорвался, а сидевший за рулём Валье погиб.
Работы в области ракетной техники велись и в СССР. В 1931 г. в Москве начала действовать Группа изучения реактивного движения (ГИРД). Она объединила энтузиастов, ставших впоследствии ведущими конструкторами страны. В частности, у истоков ГИРДа стояли Фридрих Артурович Цандер (1887—1933) и Сергей Павлович Королёв (1906 или 1907— 1966). С момента основания Группа установила тесную связь с К. Э. Циолковским, оказавшим большое влияние на её деятельность.
Ф. А. Цандер занимался теорией реактивного движения, построил жидкостные ракетные двигатели ОР-1 и ОР-2. Через несколько лет усовершенствованный ОР-2 поставили на баллистическую и крылатую ракеты. Преждевременная смерть помешала учёному осуществить задуманные проекты, тем не менее, его вклад в разработку элементов будущих ракетных систем весьма существен.
В Ленинграде подобные исследования проводились в Газодинамической лаборатории (ГДЛ). В 1929 г. заведующий отделением ГДЛ Валентин Петрович Глушко (1908—1989) изобрёл первый в мире электротермический ракетный двигатель, реактивную тягу в котором создавала струя газа, нагретого до высокой температуры электрическим током. Однако такой двигатель не мог вывести космический аппарат за пределы атмосферы, поэтому дальнейшие усилия группа под руководством Глушко сосредоточила на проектах ЖРД. В 1931 г. появился жидкостный ракетный двигатель ОРМ-1, работавший на смеси горючего (бензина или толуола) с окислителем (четырёхокисью азота), а в 1933 г. — усовершенствованный двигатель жидкостного типа ОРМ-52. Его можно было установить не только на ракете, но также на истребителе И-4 (как дополнительный мотор) и на морской торпеде.
Развитию ракетостроения в Германии способствовали исследования профессора физики и математики Германа Оберта (1894—1989). Он обосновал возможность применения ракет в верхних слоях атмосферы, предложил использовать в двигателях различные топливные комбинации. Идеи Оберта заинтересовали многих учёных, и в 1927 г. группа энтузиастов основала в Германии Общество межпланетных сообщений. В 1930 г. под руководством Г. Оберта был создан ракетный двигатель «Кегельдюзе», работавший на бензине и жидком кислороде, и построена ракета «Мирак» с этим двигателем. Испытания на берлинском полигоне Рейникендорф показали, что конструкция двигателя взрывоопасна и требует дальнейшей доработки. Тогда Оберт с помощниками построил новую, более надёжную ракету «Репульсор». Она поднималась на высоту порядка 1500 м.
В начале 30-х гг. деятельность энтузиастов перестала получать поддержку. Во-первых, в это время Германия переживала экономический кризис, а во-вторых, опыты с ракетами вызывали протесты жителей кварталов, прилегавших к полигону. В 1934 г. Общество межпланетных сообщений прекратило существование, но его разработками заинтересовались военные. В 1933 г. при Управлении вооружений было организовано специальное подразделение по ракетной технике. Его сотрудник Вернер фон Браун (1912—1977) стал впоследствии ведущим конструктором Германии, а с 1945 г. — США. В 1934 г. на острове Беркум в Северном море под руководством фон Брауна проводились испытания ракет А-2, летавших на смеси жидкого кислорода и спирта; они достигали высоты 1500—2000 м.
Очень скоро все работы над ракетами с ЖРД были засекречены, и начались целенаправленные исследования в интересах армии. На Балтийском побережье Германии, в местечке Пенемюнде, в 1937 г. построили крупный ракетный исследовательский центр.
По заданию Управления вооружений группа фон Брауна в 1942 г. создала крупную ракету А-4, известную во всём мире как V-2 («Фау-2»). Ракета была способна доставлять боевую головку массой 1 т на расстояние до 275 км. В сентябре 1944 г. гитлеровские войска применили «Фау-2» для массированной бомбардировки Лондона. «Оружие возмездия», как называли ракету немецкие военные, не смогло спасти фашистскую Германию от поражения во Второй мировой войне. Профессор фон Браун переехал в США, где продолжил свои исследования. Выдающийся конструктор и учёный С. П. Королёв стал в СССР ведущим специалистом в области ракетной техники ещё до Второй мировой войны. 17 августа 1933 г. под его руководством в районе подмосковного посёлка Нахабино была успешно запущена ракета ГИРД-09, работавшая на смеси жидкого кислорода и отверждённого бензина. Этот аппарат достиг высоты около 400 м. Спустя три года Королёв спроектировал ракетопланёр, поднимавшийся в воздух с помощью самолёта-буксировщика. Первый полёт состоялся 28 февраля 1940 г.; включение ЖРД производилось на высоте 2600 м.
Менее чем через два десятилетия, 4 октября 1957 г., с помощью межконтинентальной баллистической ракеты Р-7, разработанной конструкторским бюро С. П. Королёва, был осуществлён запуск первого в мире искусственного спутника Земли. Так была открыта космическая эра в истории человечества.

Когерентное излучение в диапазоне радиоволн научились получать более 100 лет назад.
Довольно быстро установили: чем короче длина волны передатчика, тем больше станций может
работать одновременно, не мешая друг другу. Уже освоены диапазоны дециметровых и
сантиметровых волн, но в эфире всё равно «очень тесно».
Свет — тоже электромагнитное излучение, как и радиоволны, но с длиной волны в
стотысячные доли сантиметра. Поэтому световая связь оказывается в сотни тысяч раз
«плотнее»: такие каналы занимают лишь малые участки диапазона. И как только появился
источник когерентного света — непрерывный луч лазера, его тут же постарались приспособить
для телефонной связи.
Первую оптическую линию связи в нашей стране «проложили» между Ленинским районом
Москвы и подмосковным городом Красногорском. Лазер стоял на одной из башен Московского
государственного университета на Ленинских (Воробьёвых) горах — в то время самой высокой
точке в столице. Связь была не очень надёжной: она работала исправно только в хорошую
погоду. Снегопад, дождь и туман «гасили» луч. Поэтому сегодня везде, где можно, оптическую
связь ведут не по открытому лучу, а по световодам — тонким стеклянным нитям, собранным в
жгуты. Световой луч, попадая в световод через его торец, распространяется по стеклянному волокну, не выходя наружу. По световоду, как угодно изогнутому и даже свёрнутому, луч послушно следует, не теряя яркости до самого конца волокна. В наши дни оптические волокна объединили весь мир. По дну океанов проложены оптические кабели из стекла более прозрачного, чем самый чистый воздух. В ближайшем будущем на оптоволоконную связь полностью перейдёт Москва. Новая сеть обеспечит бесперебойную телефонную и факсимильную связь по многим каналам одновременно через один кабель, соединит персональные компьютеры линиями электронной почты, позволит всем желающим войти в Интернет. Места в сети хватит и дозвониться можно будет куда и когда угодно.

Это случилось вскоре после начала Второй мировой войны. Итальянская морская эскадра,
воспользовавшись ночной темнотой, проходила недалеко от берегов Англии.
Внезапно рядом с головным крейсером раздался оглушительный взрыв артиллерийского
снаряда; за ним последовали новые взрывы. В полной темноте снаряды с удивительной
точностью находили плывущие цели, сея панику и нанося кораблям страшные повреждения. В
этом походе итальянцы потеряли три крейсера и два эсминца. Так Великобритания
продемонстрировала грозную силу нового оружия — радиолокационной системы (РЛС)
наводки артиллерийских орудий.
Не менее успешно англичане использовали радиолокацию для защиты Лондона и других
городов от налётов германской авиации. Войска противовоздушной обороны (ПВО),
оснащённые РЛС, с высокой точностью вели стрельбу по вражеским самолётам. Например, 28
августа 1940 г. немцы предприняли воздушную атаку на Лондон. Из 101 самолёта-снаряда
«Фау-1» (ракетное оружие дальнего действия) до столицы Великобритании долетели лишь
четыре, остальные были сбиты в пути. Так мир узнал об удивительных возможностях радиолокации — области
радиотехники, предмет которой — обнаружение и распознавание различных объектов на
расстоянии.
В Англии проблему радиолокационного обнаружения самолётов и надводных кораблей на расстоянии до 100 км решили к 1939 г. В ходе Второй мировой войны новую технику продолжали совершенствовать. В США к аналогичным работам приступили примерно на год позже, чем в Англии, однако к 1939 г. американская промышленность уже выпускала более совершенные станции обнаружения. На расстоянии 50 км американские радиолокаторы засекали положение цели с точностью до 20 м.
Германия, в соответствии с гитлеровской доктриной «молниеносной войны», развивала РЛС, прежде всего для боевых операций на море, уделяя мало внимания системам ПВО. В дальнейшем это привело к тяжёлым последствиям: многие немецкие города были разрушены до основания во время налётов союзной авиации.
К началу Великой Отечественной войны Красная армия располагала РЛС для наземного и бортового (на самолётах и кораблях) использования. Однако эта техника требовала дальнейшего совершенствования. Значительный вклад в создание новых, более эффективных систем радиолокации внесли академики А.И. Берг, Н.Д. Девятков, М.А. Леонтович, А.А. Расплетин, профессора A.M. Кугушев, СИ. Ребров и др.
В послевоенное время радиолокация продолжала развиваться, появились новые области её применения. Радиолокаторами, например, стали оснащать аэропорты, пассажирские самолёты и морские суда, что позволяло им уверенно двигаться в условиях темноты, облачности и тумана. Без радиолокации немыслима современная метеорология: локаторами можно обнаруживать разнообразные изменения в атмосфере, а значит, прогнозировать возникновение циклонов, бурь, смерчей и т. п. Радиолокацию стали использовать и в биологии, получая важные сведения о движении больших стай птиц и скоплений насекомых.
Широкое развитие получила радиолокационная астрономия — область науки, в которой радиолокационную технику применяют для изучения космического пространства и планет. В 1946 г. де Витт в США и 3. Бай в Венгрии провели опыты по радиолокационному исследованию Луны. В 1961 г. российские учёные под руководством академика Владимира Александровича Котельникова (родился в 1908 г.) впервые использовали радиолокацию для изучения Венеры. Плотный слой облаков вокруг планеты не позволял с помощью телескопов выяснить, как выглядит её поверхность, каков период вращения вокруг собственной оси и т. п. Методами радиолокации установили, например, что поверхность Венеры изобилует кратерами, на ней есть горы высотой до 10 000 м, а сутки там почти в 59 раз длиннее земных. Уточнённые карты поверхности Венеры были составлены в 1984 г., после того как на Землю пришли данные радиолокационных измерений, выполненных с помощью советских космических аппаратов «Венера-15» и «Венера-16».
Существует научный проект, согласно которому в XXI в. начнёт работать Галактическая радиолокационная система. Космические корабли, оснащённые совершенными РЛС, смогут удаляться от Земли на огромные расстояния, а учёные будут получать новую информацию о космических объектах, находящихся за пределами Солнечной системы.