Россия познала весь драматизм сухих слов «внезапное нападение».
Все лето 1941 года фашисты, как голодная саранча, овладевают все новыми и новыми пространствами, съедают села и города. Несут громадные потери, но упорно вклиниваются в глубь советской территории, убивают, насилуют. Географическая карта Отчизны содрогается, кровоточит. Ленинград, не раз принимавший на себя удары врага, снова надевает военную форму.
Берга назначают членом Комиссии областного комитета партии по оборонным работам. Вместе с академиками Н.Н. Семеновым и А.Ф. Иоффе он включается в большую работу по спасению ленинградской промышленности.
По Неве, по Мариинской системе, по Волге потянулись пароходы, спешно перебрасывались в тыл ленинградские учреждения, ценное оборудование заводов, а главное — дети.
Работа в комиссии оказалась для Берга началом нового жизненного перелома. В задачу комиссии входило изучение состояния работ в области радиообнаружения самолетов. Надо было срочно установить, как в различных местах продвинулись работы по радиолокации, мобилизовать радиоспециалистов, эвакуировать предприятия и ценное оборудование.
К радиолокации было приковано внимание передовых военачальников. Ведь радиолокация — оружие особенное. Радиолокатор не стреляет, не уничтожает самолеты и корабли, не расстреливает живую силу и технику противника. И тем не менее в атмосфере строжайшей секретности над созданием радиолокатора трудились ученые во всех промышленных странах.
Идея радиолокации основана на общеизвестных принципах, поэтому дело было в том, кто первый решил дать им практическое применение. Работы начались почти одновременно во многих местах. Вопрос состоял в том, кому первому удастся их удачно завершить. Кому посчастливится поставить радиолокацию на службу своему государству, своей армии. Дело было в том, кто раньше сможет сделать прибор, способный точно определять расстояние до малых быстро движущихся целей. Ведь радиолокация — это определение местонахождения при помощи радиоволн. Эти волны излучаются антенной в виде узких пучков, похожих на лучи прожекторов. Большинство современных радиолокаторов излучает лучи радиоволн не непрерывно, а короткими порциями. Излучив такую порцию, радиолокатор «выжидает», пока луч наткнется на препятствие и, отразившись от него, вернется обратно. Зная скорость распространения радиоволн (а она равна скорости света) и время, которое затратил луч на то, чтобы пропутешествовать до цели и обратно, легко определить расстояние до этой цели, а по углу наклона антенны определить и высоту, на которой летит самолет противника.
Этот принцип внешне похож, но в корне отличается от того, на котором основаны звукоулавливатели. Когда самолеты начали летать по ночам и в облаках, были созданы звукоулавливатели, определявшие их местонахождение по шуму мотора. Это были пассивные приборы. Они ничего не излучали, а, затаившись, подобно охотнику, чутко вслушивались в ночные шумы. Звукоулавливатели хорошо выполняли свою задачу, но только до тех пор, пока скорость самолетов не превысила 500 километров в час. Местонахождение скоростных самолетов вышло из-под контроля звукоулавливателя. Пока до прибора доходил шум от мотора, самолет уже сам убегал от него. И звукоулавливатели стали беспомощны. Естественным оказалось желание заменить звук каким-нибудь другим «быстроногим» разведчиком. Но каким?
Ответ был отыскан много раньше, чем поставлен вопрос. Когда Александр Степанович Попов проводил опыты по радиосвязи в Финском заливе, он заметил, что, если между приемником и передатчиком проходил корабль, сила приема резко изменялась. Попов понял, что часть радиоволн отражалась от металлической поверхности корабля и отбрасывалась ею обратно в сторону радиопередатчика. Возникла мысль о возможности применения радиоволн для контроля входов в бухты и заливы, для охраны фарватера.
«Применение источника электромагнитных волн на маяках в добавление к световому или звуковому сигналам может сделать маяки работоспособными в тумане и в бурную погоду; прибор, обнаруживающий электромагнитную волну, звонком может предупредить о близости маяка, а промежутки между звонками дадут возможность различать маяки. Направление маяка может быть приблизительно определено, пользуясь свойством мачт, снастей и т. п. задерживать электромагнитную волну, так сказать, затенять ее», — писал Попов в одном из своих отчетов в 1897 году. Но изобретателю радио не удалось воспользоваться своим замечательным наблюдением и реализовать эту новую идею.
Созревание идеи о применении радиоволн для обнаружения морских судов и других крупных предметов шло параллельно с развитием радиотехники. Родилось много патентов на различные приборы, много конструкций, среди них были такие, которые почти ничем не отличаются от современных радиолокаторов – активных устройств, излучающих радиоволны и принимающих сигналы, отраженные от цели. Но дальше идеи дело не двигалось. Радиолокатор требовал создания специальных типов радиоламп, особых антенн, особых регистрирующих устройств. Но главное: чтобы радиоволны «заметили» встречный предмет и отразились от него, их длина должна быть много меньше размеров этого предмета. Чем больше разница, тем четче эффект. Если длина радиоволны будет больше размеров встречного предмета, она легко обогнет его и уйдет дальше, подобно тому, как морские волны огибают сваи пристани или небольшие камни. Только от скал морские волны отражаются назад. Поэтому для осуществления идеи радиолокации нужны короткие волны — волны длиною от нескольких метров до нескольких сантиметров. Однако известные в начале двадцатых годов радиолампы не могли генерировать столь короткие волны. Мощность радиоволн, получаемая при их помощи, быстро падала по мере укорочения длины волны. Причиной были как принципиальные, так и непреодолимые в то время конструктивные трудности.
В 1920 году Д.А. Рожанский начал исследование процесса управления электронами в магнитном поле. В 1924 году на съезде физиков в Ленинграде он рассказал о возможности получения таким путем колебаний сверхвысоких частот. Как следствие родился прибор, сыгравший решающую роль в создании радиолокации, — магнетрон. В 1924–1925 годах с помощью магнетрона советские ученые получили радиоволны длиною в 60 см, через год они научились генерировать 30-сантиметровые радиоволны, а в 1927 году — радиоволны длиною 7,6 см, то есть первыми вошли в сантиметровый диапазон. Усовершенствованный магнетрон, предложенный в 1929 году М.А. Бонч-Бруевичем, дал возможность существенно повысить мощность генерируемых сверхвысокочастотных колебаний. Длина самых коротких радиоволн, полученных при помощи магнетрона, составляет около одного миллиметра, а мощность импульсов — тысячи киловатт.
В 1932 году Д.А. Рожанский предложил конструкцию нового прибора, генерирующего колебания сверхвысоких частот. Этот прибор получил название клистрон. Клистрон мог давать такие же короткие волны, как магнетрон. Но в отличие от магнетрона, работающего на фиксированной волне, клистрон допускал простое и удобное управление длиной генерируемой волны путем изменения напряжения на одном из электродов.
Клистрон и магнетрон позволили Советскому Союзу начать работу в области радиолокации уже в начале тридцатых годов. С первыми шагами советской радиолокации связаны имена Ю.К. Коровина, П.К. Ощепкова, Б.К. Шенбеля и других радиоспециалистов. Работы успешно развивались в различных лабораториях.
В 1935 году группе ученых: Ю.Б. Кобзареву, П.А. Погорелко, Н.Я. Чернецову — первой удалось добиться практических результатов. Они создали импульсную радиолокационную станцию с осциллографическим индикатором для обнаружения самолетов. В это время в Англии и Америке только приступили к аналогичным работам. Задача была столь соблазнительна, что работы велись в напряженном авральном темпе. К началу Второй мировой войны радиолокаторы существовали и в Советском Союзе, и у наших союзников — Англии и Америки, и в Германии. В 1939 году Германия располагала шестью тысячами радиолокаторов, работающих на коротких волнах длиною в 50 см. Когда в результате провала Дюнкеркской операции в руки фашистов в числе прочего английского вооружения попали радиолокаторы, немцы убедились в том, что английские станции работали на волнах 3–4 м, то есть были менее совершенны, точны, дальнозорки, чем немецкие. Понадеявшись на свое превосходство, немцы почти прекратили дальнейшие работы по освоению коротковолнового диапазона. Это кончилось для них необратимым отставанием. Они все больше и больше сдавали свои позиции в области коротковолновой радиолокации.
А англичане и американцы усиленно форсировали освоение коротких волн. Слишком дорого обошлось им первоначальное превосходство немецких радиолокаторов: в 1939–1940 годах во время воздушных бомбардировок Германии англичане и американцы теряли 10–12 процентов бомбардировщиков.
