ТАЙНЫ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ ПРИЗРАКОВ

ИХ заметили уже давно – почти с момента появления первых радиолокаторов. Они ставили в тупик конструкторов радаров, беспокоили и заставляли ошибаться дежурных операторов. На экранах индикаторов появлялись отметки от неизвестных неопознанных целей. Загадочные отраженные сигналы принимались и при ясной атмосфере из областей, где, казалось, ничего нет…

Исследование сигналов-«призраков» и причин, их вызывающих, началось в годы второй мировой войны. В военное время всё, что касалось радиолокационных станций, тщательно засекречивалось. В особенности сведения о непонятных явлениях,которыми противник мог бы воспользоваться, чтобы затруднить обнаружение. Вопрос о радиолокационных «призраках» всячески замалчивался и в течение многих лет оставался лишь темой для обсуждения на закрытых совещаниях.

Иногда «призраки» вызывали настоящую панику, как, например, в июле 1952 года в США. Газетные заголовки сообщали, что над Вашингтоном появилась армада «летающих тарелок», зафиксированных радарами. Вашингтонское небо с ревом прочесывали реактивные истребители. Однако они ничего не обнаружили. Радиостанция города Индианаполиса обратилась к «тарелкам» со специальной радиопередачей, в которой заверяла их обитателей в своем дружеском расположении, гарантировала им полную свободу и приглашала приземлиться на одном из аэродромов штата…

Относительно вашингтонских «летающих тарелок» специалисты так и не пришли к единому мнению, а вот причиной многих призраков являются

Довольно часто над морем (реже над сушей) при определенных метеорологических условиях воздух приобретает способность фокусировать радиоволны в пределах невидимого глазом естественного канала, который назвали природным волноводом. Радиоволны захватываются волноводом и распространяются в нем на фантастические расстояния. Это явление называется сверхрефракцией. Высота атмосферного волновода обычно равна нескольким десяткам метров и редко превышает 150-180 метров.

Благодаря атмосферным волноводам радиолокатор может «увидеть» цель далеко за радиогоризонтом (радиогоризонт лежит примерно на 15 % ниже геометрического горизонта из-за преломления радиоволн в атмосфере). При нормальных же условиях радар не «видит» объекты, расположенные ниже радиогоризонта.

Оператор наблюдает на экране индикатора «радиолокационный мираж», хотя целей в зоне обзора нет. Миражи – отражения эхосигналов от объектов, расположенных далеко за пределами рабочих дальностей, на осмотр которых радар и не предназначен. Но те далекие эхосигналы невольно попадают на экран радара, и подчас трудно определить: с рабочей или запредельной дальности пришел сигнал?

Курьёзная история произошла в Средиземном море во время второй мировой войны. Внезапно на экране радиолокатора одного из крейсеров появилась цель, находящасяся в пределах досягаемости его орудий. На вопрос о принадлежности ответа не получили. Капитан крейсера приказал открыть огонь по неопознанному кораблю. Артиллеристы палили вовсю, но безрезультатно: отметка цели с экрана не пропадала. На крейсере ожидали ответного удара, его тоже не последовало. Цель по-прежнему оставалась неповрежденной, а весь запас зарядов уже исчерпали. Любопытство всё-таки пересилило осторожность, и крейсер подошел к тому месту, где предположительно находилась цель. Перед наблюдателями простиралось бескрайнее пустынное море. И в момент, когда крейсер занял точно то место, где должен быть их таинственный «летучий голландец», отметка на экране радара вдруг исчезла.

Причиной этой истории был радиолокационный мираж. Оказалось, что операторы радара на крейсере принимали эхосигнал от острова Мальта, который находился далеко от них, и безуспешно пытались его потопить. Масштаб экрана радара не был предназначен для приема сигналов со столь больших расстояний, и пришедший с опозданием эхосигнал, отраженный от острова, операторы приняли за расположенный неподалеку вражеский корабль.

В настоящее время применяют разные типы РЛС. Некоторые из них от «миражей» избавлены. Пришлось, конечно, усложнить аппаратуру. Но по-прежнему используются и простые, дешевые радиолокаторы, в которых возникают такого рода «призраки».

Бывает, что природа и «перегибает палку». При некоторых условиях слишком сильно «загибаются» радиоволны: они уже бегут не параллельно поверхности земли, а где-то «упираются» в землю. Тогда, например, автомашина на шоссе может быть принята за «летающую тарелку».

Причина других «призраков», которых часто называют «ангелами», более прозаична.

Оказывается, очень много «ангелов» действительно летает на крыльях. Это обыкновенные птицы/ Тот факт, что радиоволны могут отражаться от птиц, был неожиданным даже для разработчиков радаров. Ведь каждому известно, что радиоволны хорошо отражаются от металлических поверхностей, а перья птиц ничего общего с металлом не имеют.

Эхосигналы от птиц могут сильно затруднить, а порой сделать невозможным обнаружение самолетов. Достаточно трех птиц на каждый квадратный километр осматриваемой зоны, чтобы «забить» экран индикатора. Радиолокационное эхо от стаи журавлей или гусей может замаскировать сигнал, отраженный от самого большого реактивного самолета. Во время осенних и весенних миграций птицы могут полностью нарушить работу РЛС, расположенных на пути миграций. На экранах индикаторов в этот период появляется множество пятен, которые перемещаются как падающие листья.

Некоторые птицы могут летать со скоростью до 90 км/час (а при попутном ветре еще быстрее). То есть, их скорость сравнима со скоростью вертолетов и легкомоторных самолетов. Поэтому обычная селекция движущихся целей оказывается неэффективной по отношению к таким высокоскоростным пернатым.

В обиходе авиаторов появилось новое понятие – орнитологическая обстановка, а в аэропортах – новые должности – инженеры по авиационной орнитологии. Нема-' лую помощь авиаторам оказывает РЛС. Она помогает избежать неприятных для самолетов контактов с пернатыми. На основании данных наземного радара (а он может обнаружить стаи птиц за 100 км) пилоты выбирают безопасный путь, обходя скопление пернатых. Хотя радиоэхо от птиц наблюдали еще до войны, сделать окончательный вывод о том, что большинство точечных «ангелов» (сигналы от них напоминают эхосигналы от самолетов) – это отражение от птиц, смогли только в 60-х годах. Столь длительный срок поиска истины объясняется сложностью проблемы. Слишком многими причинами вызываются «ангелы».

Одна из причин появления «ангелов» – насекомые. Да, насекомые, а вернее, радиолокационные отражения от них, тоже озадачивали операторов. То, что насекомые, как и птицы, способны отражать радиоволны,заметили в конце 50-х годов. Однако этой версии поверили далеко не все. Действительно, визуально трудно убедиться, есть ли в том направлении, откуда пришел отраженный сигнал насекомые или нет? Споры продолжались до середины 60-х годов, пока наконец, все не убедились, что основная причина «ангелов» – все-таки отражение от насекомых. Причем отраженный сигнал может дать отметку на экране даже при весьма незначительной концентрации мошек (одно насекомое на 10 000 кубических метров). Крошечный москит и самолет, вещи, казалось бы, несовместимые. Но для современных РЛС оба они – объекты наблюдения.

Радиолокационные свойства сигналов, отраженных от птиц и насекомых, интересуют не только орнитологов и энтомологов, но и разработчиков армейских радаров. Для них появились новые цели – разного рода лёгкие, беспилотные летательные аппараты с дистанционным управлением, так называемые «воздушные роботы», предназначенные в основном для разведывательных целей.

Эти летательные средства не намного превосходят в скорости пернатых, да и отражённый сигнал от них невелик. Не исключено, что иногда оператору придётся поломать голову, где сигнал от дельтаплана, а где от птичек и мошкары.

Радиолокационные «ангелы» возникают и в чистом небе, хотя визуально в нём ничего не обнаруживается: ни насекомых, ни птиц.

Если бы человек мог видеть в радиодиапазоне, наша атмосфера не была бы для него такой прозрачной. Она походила бы на воду (словно смотришь со дна бассейна), по поверхности которой пробегают волны, рябь, всевозможные вихри. Причина – в неоднородности атмосферы. Неоднородности – не только взвешенные в атмосфере частицы пыли, а главным образом хаотически малые сгущения и разрежения воздуха (флуктуации плотности), которые приводят к изменению коэффициента преломления.

Радиоволны рассеиваются в таких неоднородностях атмосферы, и часть из них улавливается антенной локатора. Их мощности бывает достаточно, чтобы вызвать засветку на экране индикатора. Так возникают «ангелы» при совершенно прозрачной атмосфере. На небе ни облачка, а на индикаторе «ангелы».

В отличие от микронеоднородностей, на которых рассеивается свет, невидимые глазом макронеоднородности, на которых рассеиваются радиоволны, не существуют постоянно. Но они возникают довольно часто и могут иметь причудливую конфигурацию: и многокилометровые по высоте столбы, и горизонтальные полосы, и синусоидальные кривые, и профили морских волн с опрокидывающимися гребнями, и ряд концентрических окружностей, словом – любой фантазии природы, воплощённой в изменениях плотности атмосферы.

Природные волноводы, птицы, насекомые, атмосферные возмущения (неоднородности) далеко не исчерпывают всех причин появления неизвестных сигналов на экранах радаров. Часть радиолокационных «призраков» обязана своим происхождением ионизации воздуха. Это заметили ещё во время Второй мировой войны. Операторов беспокоили какие-то небесные посланцы. Особенно много эхосигна- лов появлялось на экранах радаров, когда Земля проходила сквозь метеорные потоки – своего рода «дожди» из хвостов гуляющих по Солнечной системе комет.

Потом поняли, что это метеоры. Радары легко ловят все метеоры, так как даже мельчайшая пылинка, движущаяся в атмосфере с космической скоростью (метеоры вторгаются в околоземное пространство со скоростями от 11 до 72 км/с), сгорая, оставляет за собой ионизированный слой воздуха. Благодаря этому метеор – прекрасный объект для РЛС.

Иногда операторов озадачивали эхосигналы, отражённые от загадочных серебристых облаков, которые находятся на высоте 80 км, примерно там же, где и следы метеоров. Видны на экранах радаров и отражения от ионизированных облаков, образующихся во время полярных сияний и ионизированные следы от молний.

А вот ещё один пример ионизированного сгустка, который может быть замечен и визуально, и на экране радара. В некоторых каменистых породах из-за механических напряжений возникает пьезоэлектрический эффект. Возникшее электрическое поле может ионизировать воздух над породой. Ионизированная область перемещается в атмосфере, светится и подчас принимает форму, характерную для многих неопознанных летающих объектов (НЛО). Такие явления случаются в гористых местностях, в районах, где имеются разломы в земной коре и полости в горных породах, т. е. в местах концентрации механических напряжений. Интересно, что насекомые в ионизированном воздухе тоже начинают светиться – излучать голубоватый свет. Светящийся рой вполне можно принять за неопознанный объект.

Интересные особенности воздуха открыл советский учёный М. Т. Дмитриев. Оказалось, что окружающий нас воздух – своеобразный постоянно действующий «генератор» света. Только его мощность в обычных условиях мала, так что глазами этот свет не заметишь. Зарегистрировать излучение могут только приборы.

Причина генерации света – в химических реакциях примесей, постоянно находящихся в воздухе (озона, окиси азота, органических веществ, ионов, свободных атомов и других химически активных веществ). Такое явление – выделение света при химических реакциях – называется хемилюминесценцией.

Иногда концентрация хемилюминесцирующих частиц увеличивается. Причины могут быть самые разные. Загрязнение и нагрев атмосферы, электрические разряды, ультрафиолетовое облучение, прорыв в нижние слои атмосферы стратосферного озона… И тогда мощность воздушного генератора света резко возрастает. Образуется светящаяся зона. Свет вблизи неё может быть в двадцать раз ярче солнечного. Светящиеся зоны могут быстро перемещаться, совершать замысловатые маневры, неподвижно зависать. В зависимости от состава микропримесей свечение может быть самых различных цветов и оттенков. Вполне возможно, что именно это явление послужило причиной разговоров о «пришельцах» нынешней весной в Бельгии.

Концентрация ионов и электронов внутри зон повышается в тысячи и даже миллионы раз. Поэтому они прекрасно обнаруживаются радарами. Если концентрация активных частиц невелика, то свечение можно и не заметить, особенно в яркий солнечный день. Но всё равно чуткие РЛС зафиксируют зону хемилюминесценции на своих экранах. Это разновидности «ангелов».

Светящиеся зоны генерируют не только свет, но и радиоволны, причём в очень широком диапазоне. Радиоизлучение бывает довольно сильным и влияет на работу систем связи и электронных приборов.

Максимальные высоты, где летают светящиеся зоны, до 50-70 километров, а их размеры от нескольких сантиметров до нескольких километров, время жизни – полчаса- час.

Чаще других встречают светящиеся объекты, конечно, авиаторы. Например, видели их под Куста- наем и недалеко от Рязани на высотах 9-10 тысяч километров. Под Рязанью светящаяся зона в форме эллипса какое-то время шла на параллельных курсах с группой самолётов, а затем резко, почти вертикально взмыла вверх и удалилась в северо-восточном направлении. С момента обнаружения светящегося эллипса радиосвязь между самолётами прекратилась, а после его исчезновения наладилась вновь.

Хемилюминесцирующие вещества далеко не безвредны. Даже в зоне слабого свечения, незаметного в яркий солнечный день, их проникновение в кабину самолёта может оказать токсическое воздействие на экипаж. В этом предполагает Дмитриев причину гибели в районе Бермудского треугольника 5 декабря 1945 года пяти американских бомбардировщиков-торпедоносцев типа «Эвенджер» и гигантской летающей лодки «Мартин Маринер», посланной им на помощь. Случай окрестили «величайшей тайной в истории мировой авиации». Когда «Маринер» приблизился к месту нахождения «Эвенджеров», связь с ним тоже прекратилась. По всей вероятности, самолёты попали в обширную зону хемилюминесценции, и лётчики подверглись наркотическому воздействию.

Не раз встречали светящиеся объекты при полёте над Северным Ледовитым океаном. Один из экипажей видел их сразу в большом количестве на юге, под Одессой. По свидетельству экипажа, «шары были очень яркой расцветки, фантастической красоты. Внутри они были ярко-белого, слепящего цвета, по краям же разноцветные, как радуга».

Ещё одним источником посторонних примесей в атмосфере, которые могут вызвать хемилюмине- сценцию, являются работающие двигатели ракет. Они выбрасывают в окружающее пространство инородные вещества – продукты сгорания и даже неиспользованные компоненты топлива. Неудивительно, что многие ракетные запуски сопровождаются разного рода необычными явлениями, принимаемыми за НЛО. Например, знаменитый «петрозаводский феномен» 20 ноября 1977 г., вызвавший так много пересудов, учёные связывают с запуском спутника «Космос-955».

В последнее время НЛО стали называть «аномальными явлениями». Переименование, видимо, объясняется тем, что с НЛО многие отождествляют аппараты внеземных цивилизаций, хотя для этого пока нет оснований. Кроме того, в подавляющем большинстве случаев термин «объект» употребим лишь в смысле «объект наблюдения», а не летающий объект в общепринятом смысле слова.

Чем совершеннее становятся радиолокационные станции, тем меньшие неоднородности и более тонкие явления в атмосфере начинает «чувствовать» радар. Рождаются новые «ангелы», и мы ещё не раз услышим о них.

– А вот тебе, баба, и новое корыто!

Н. Прокопюк, кандидат технических наук