Издалека заметил выделявшуюся огромными размерами ослепительно белую чашу, возвышавшуюся над степью. И чем ближе подъезжал к ней, тем больше убеждался в целости ее изящной конструкции. Неожиданно над степью разнесся тревожный вой сирены. Это поступило предупреждение: всем быть внимательными, сейчас этот гигант весом в 4 тысячи тонн оживет! Кого-то сигнал мог действительно насторожить, а мне он доставил радость: цела антенна! Разум конструкторов, точность инженерных расчетов, добросовестный труд рабочих и мужество обслуживающих ее людей победили стихию.
И точно. Несколько минут спустя антенна, повинуясь заданной оператором программе, плавно и непринужденно пришла в движение. Через некоторое время она как будто вновь замерла. Стереотипное понятие о том, что антенна, поймав сигнал, нацеливается в заданную точку небосвода, в данном случае будет ошибочным. На самом деле она двигалась за источником информации, но движение это зарегистрировать может лишь ЭВМ.
Крымский радиотелескоп создавали многие коллективы под общим руководством М. С. Рязанского. По разнообразию режимов работы, остроте «зрения», количеству диапазонов волн и способности практически мгновенно переходить от одного к другому, а также по стабильности основных характеристик РТ-70 является одним из лучших в мире. Его разработчики решили широкий комплекс радиотехнических, конструктивных, инженерно-технических и строительно-монтажных задач.
В то же время специалисты позаботились об универсальности антенны, которая может использоваться для связи с автоматическими станциями, быть основным элементом радиотелескопа, позволяющего исследовать самые далекие объекты Вселенной, или радиолокатором при зондировании планет.
Антенна состоит как бы из трех основных частей: железобетонной башни-фундамента высотой 16 метров, поворотной платформы и зеркальной системы. Башня-фундамент воспринимает нагрузку через шарикоподшипник, который уникален по своим размерам: между двумя обоймами диаметром 22 метра катаются 300 пудовых «шариков». Нижняя обойма крепится к фундаменту, отнивелированному с точностью до 0,1 миллиметра, а верхняя — к поворотной платформе. Этот шарикоподшипник вместе с шестеренчатой системой поворота обеспечивает вращение антенны в горизонтальной плоскости.
Поворотная платформа имеет сложную конструкцию, основу которой составляют зубчатый сектор, вращающийся на цапфах в двух подшипниках горизонтальной оси, и противовесы главного зеркала. В движение ее приводят электросиловые приводы, которые отслеживают цифровой код управления, задаваемый ЭВМ.
Третья часть антенны — зеркальная система крепится к поворотной платформе. Ажурный каркас главного зеркала собран из множества стальных труб, а 1188 алюминиевых щитов, составляющих рефлектор, насаживаются на регулируемые шпильки, закрепленные на каркасе. Это позволило провести монтаж зеркала, выполненного в виде 14 концентрических кругов, с требуемой точностью.
Устойчивость космической связи достигается в том случае, когда размеры главного зеркала антенны в сотни и даже в тысячи раз превышают длину радиоволны. Если учесть, что ее диапазон лежит в пределах от 3 до 40 сантиметров, то становится ясным, насколько громоздким оно должно быть. А это и приводит к возникновению трудностей.
Качество любой антенны оценивается коэффициентом ее использования, который зависит от формы главного зеркала и дефектов его изготовления, совершенства облучателя, степени затенения зеркала элементами крепления контррефлектора. Еще совсем недавно этот коэффициент составлял 0,5–0,6, а это означает, что в лучшем случае 40–50 процентов площади зеркала практически пропадает. Вот и получается, что, строя антенну диаметром 60 метров, реально получают только 45. Не правда ли, обидно впустую тратить металл, энергию. Кроме того, с ростом диаметра зеркала увеличиваются сроки строительства, возрастает его стоимость.
Существенный вклад в решение этой проблемы внес член-корреспондент АН СССР Л. Д. Бахрах. Он предложил заменить традиционную параболическую форму главного зеркала квазипараболической. Такая форма рефлектора помогает добиться более равномерной освещенности его поверхности. Тогда и энергия облучателя используется почти полностью. Если бы не затенение от опор контррефлектора и дефекты изготовления зеркала, коэффициент использования поверхности квазипараболической антенны был бы близок к единице. Новый профиль зеркала нашел первое воплощение в антеннах спутниковой связи, в частности земных станциях «Орбита» и «Москва».