Кто придумал радиозонд
Чтобы узнать погоду на ближайшую неделю, сегодня надо сделать всего пару кликов. Смартфон выдаст полную информацию, от скорости ветра до геомагнитной активности. Достаточно точно определять, какой будет погода в ближайшем будущем, научились только в начале XX века — благодаря российскому ученому, придумавшему радиозонд. Подробнее об изобретателе рассказываем в новом тексте серии «Кто придумал»
Высокие материи
Павел Молчанов связывать свою жизнь с наукой не собирался. Он хотел пойти по стопам отца и стать священником, для чего поступил в духовное училище. После окончания учебного заведения в 1906 году Молчанова зачислили в Тверскую духовную семинарию. Только там будущий ученый понял, что высокие материи интересуют его совсем в другой области — научной, а не религиозной. Родители поддержали сына и благословили его на поступление в Московский университет. Молодой человек отлично сдал экзамены и стал учиться на физико-математическом факультете.
Спустя два года Молчанов перевелся в Петербургский университет. Причину, по которой это произошло, история не сохранила. В год он получал 300 рублей стипендии. Этих денег едва хватало на аренду жилья и скромную пищу. Поэтому жил студент на Выборгской стороне, где сдавали самые дешевые комнаты в столице, и подрабатывал репетитором. Но даже при этом приходилось экономить: в университет молодой человек ходил пешком и ограничивал себя в еде. Преподаватели жалели Молчанова и вместе с тем восхищались им: успехи молодого человека в учебе говорили сами за себя — все были убеждены, что его карьера будет блестящей. При этом сам будущий ученый точно не знал, чем хочет заниматься после выпуска из университета. Но выбирать не пришлось.
Молчанов получил высшее образование весной 1914 года, а уже 1 августа Россия на стороне Антанты вступила в Первую мировую войну. Молодой человек был прикомандирован к Главной физической обсерватории (ГФО). Именно там Молчанов увлекся метеорологией. В военное время ГФО специализировалась на «метеорологическом обслуживании» летчиков. Для планирования полетов им было необходимо знать, какой будет погода в течение дня. Надо сказать, что тогда прогнозы строились на наблюдениях за происходящим «на земле»: ученые фиксировали показатели температуры, давления, силы ветра и на основе полученных данных делали выводы об изменениях погоды в течение дня. О долгосрочном прогнозировании никто и не мечтал, пока за дело не взялся Павел Молчанов.
Борьба за скорость и точность
После прихода к власти большевиков Молчанова — молодого, но уже опытного исследователя — назначили директором ГФО. Фактически от него требовалось восстановление разрушенной в годы Гражданской войны организации, с чем молодой ученый отлично справился. Однако куда больше его интересовала научная карьера.
Молчанов и его коллеги по обсерватории понимали, что основанный на данных не с «земли», а из верхних слоев атмосферы прогноз был бы намного точнее. Именно там формируются все циклоны, антициклоны или, например, грозовые фронты.
В начале 1920-х ученые во главе с Молчановым много экспериментировали: прикрепляли датчики, фиксирующие необходимые данные, к воздушным змеям, аэростатам и даже самолетам. Только змеи летали слишком низко, а самолеты и аэростаты возвращались с нужными результатами, но их запуски обходились слишком дорого. К тому же данные поступали на землю с задержкой — лишь после приземления летательного аппарата.
Эта проблема была решена на теоретическом уровне в 1923 году. Молчанов тогда возглавлял Павловскую аэрологическую обсерваторию, которая занималась исследованиями верхних слоев атмосферы. Ученый понял, что информацию с датчиков можно передавать на землю с помощью радиосигнала. Свои идеи он подробно изложил в книге «Воздушный океан». На практическом уровне реализовать задуманное удалось в 1927-м, когда Молчанов изобрел и запатентовал радиозонд.
Прибор представлял собой наполненный водородом воздушный шар, к которому крепили разные датчики. Например, датчик температуры был сделан из двух металлических пластин. Металлы были разные, при изменениях температуры они по-разному удлинялись или укорачивались, поэтому сама пластина вследствие этого сгибалась в одну или в другую сторону. Аналогично на изменения давления реагировала трубка барометра — под его воздействием она тоже сгибалась. Для определения влажности использовали особый датчик — нить, сплетенную из человеческих волос, которая становилась длиннее или короче в зависимости от количества водяного пара в воздухе. Все зафиксированные изменения радиопередатчик транслировал на землю с помощью азбуки Морзе. На земле специальный приемник ловил сигналы — их расшифровывали метеорологи.
В 1930 году исследователи запустили первый радиозонд — тогда он поднялся на высоту около восьми километров. Благодаря простой и дешевой конструкции прибор быстро стал популярным. Сам Молчанов и его коллеги продолжали совершенствовать устройство, и вскоре радиозонды запускали уже на высоту до 40 километров.
Судьба изобретателя
Летом 1931 года Молчанов отправился в арктическую экспедицию на немецком дирижабле «Граф Цеппелин». Полет длился 104 часа. Кроме создателя радиозонда из советских ученых на борту были исследователь Арктики Рудольф Самойлович, будущий полярник, а в то время радист Эрнст Кренкель и инженер-воздухоплаватель Федор Ассберг. Молчанова метеорологические условия Арктики интересовали еще в начале карьеры. Он понимал, что для точного прогноза погоды данных только из умеренных широт недостаточно — происходящие в них процессы напрямую зависят от того, что творится в так называемом арктическом бассейне. С помощью радиозондов исследователь провел испытания в Арктике, благодаря чему сделал несколько научных открытий и выяснил, что его приборы могут работать и на полярных метеостанциях.
Молчанов продолжал возглавлять Павловскую аэрологическую обсерваторию, где исследовал состояние верхних слоев атмосферы. В 1931 году, уже будучи всемирно известным ученым, он стал завкафедрой аэронавигации Ленинградского института инженеров гражданского воздушного флота (ЛИИГВФ). Ученый всегда хотел, что называется, держать руку на пульсе и не терять связь с молодым поколением.
На протяжении многих лет Молчанов представлял советскую науку за рубежом. Иностранных коллег интересовали его изобретения и научные разработки, а привлекали — незаурядный ум и сохранившаяся с университетских времен скромность. В 1934 году ученый выступил на Международной комиссии по исследованию свободной атмосферы с докладом о радиозонде. После конференции уже ни у кого не оставалось сомнений в популярности устройства: о ней свидетельствовала приведенная статистика. Согласно ей, радиозонды тогда уже запускали, например, в Голландии и Дании. Аналогичные испытания собирались проводить Канада и Индия.
Радиозондом, придуманным Молчановым, пользовались почти 30 лет, до 1958 года. Правда, сам ученый об этом не узнал. Из-за общения с многочисленными коллегами за границей на исследователя обратили внимание в НКВД. Формальным поводом для преследования стало его участие во «вражеской» арктической экспедиции — той самой, на немецком дирижабле. Ученого арестовали в апреле 1941 года по обвинению в измене родине. В октябре того же года Павла Молчанова расстреляли.
Автор: Ольга Обыденская
В иллюстрациях использованы фото: Graphica Artis / Getty Images; Эттингер / РИА Новости
Проект создан при поддержке АНО «Институт развития интернета»
Источники:
- Голдин В. И. Диалоги в Арктике. — Вестник Северного (Арктического) федерального университета, 2013.
- Петерова Н. Г. , Погодин И. Е. К 100-летию Андрея Павловича Молчанова (1918—1996). — Вестник СПбГУ, 2017.
- Селезнева Е. С., Воронцова П. А. Труды главной геофизической обсерватории. — Гидрометеорологическое издательство, 1956.
- Linacre E., Geerts B. Atmospheric Temperature: Climats & Weather Explained. — Routledge (UK), 1997.