Отечественные мобильники 50-х. Рядовая сенсация космической эры
1. МАРТИН КУПЕР БЫЛ НЕ ПЕРВЫМ.
Доктор Мартин Купер со своей первой моделью мобильного телефона 1973 г. Фото 2007 г.
Обычно об истории создания мобильного телефона рассказывают примерно так.
3 апреля 1973 года глава подразделения мобильной связи Motorola Мартин Купер, прогуливаясь по центру Манхеттена, решил позвонить по мобильнику. Мобильник назывался Dyna-TAC и был похож на кирпич, который весил более килограмма, а работал в режиме разговора всего полчаса.
До этого сын основателя компании Motorola Роберт Гелвин, занимавший в те далекие времена пост исполнительного директора этой фирмы, выделил 15 миллионов долларов и дал подчиненным срок 10 лет на то, чтобы создать устройство, которое пользователь сможет носить с собой. Первый работающий образец появился всего через пару месяцев. Успеху Мартин Купера, пришедшего в фирму в 1954 году рядовым инженером, способствовало то, что с 1967 года он занимался разработкой портативных раций. Они-то и привели к идее мобильного телефона.
Инженер Леонид Куприянович демонстрирует возможности мобильного телефона. "Наука и жизнь", 10, 1958 год.
Считается, что до этого момента других мобильных телефонных аппаратов, которые человек может носить с собой, как часы или записную книжку, не существовало. Были портативные рации, были "мобильные" телефоны, которыми можно было пользоваться в автомобиле или поезде, а вот такого, чтобы просто ходить по улице - нет.
Более того, до начала 1960-х годов многие компании вообще отказывались проводить исследования в области создания сотовой связи, поскольку приходили к выводу, что, в принципе, невозможно создать компактный сотовый телефонный аппарат. И никто из специалистов этих компаний не обратил внимание на то, что по другую сторону "железного занавеса" в научно-популярных журналах стали появляться фотографии, где был изображен… человек, говорящий по мобильному телефону. (Для сомневающихся будут приводиться номера журналов, где опубликованы снимки, чтобы каждый мог убедиться, что это не графический редактор).
Мистификация? Шутка? Пропаганда? Попытка дезинформировать западных производителей электроники (эта промышленность, как известно, имела стратегическое военное значение)? Может быть, речь идет просто об обыкновенной рации?
Однако дальнейшие поиски привели к совершенно неожиданному выводу - Мартин Купер был не первым в истории человеком, позвонившим по мобильному телефону. И даже не вторым.
2. ЮНОСТЬ ВЕРИТ В ЧУДЕСА.
Человека на снимке из журнала "Наука и жизнь" звали Леонид Иванович Куприянович (ударение на "о"), и именно он оказался человеком, сделавшим звонок по мобильному телефону за 15 лет раньше Купера. Но прежде чем речь пойдет об этом, вспомним, что основные принципы мобильной связи имеют очень и очень давнюю историю.
Портативный УКВ передатчик. "Радиофронт", 16, 1936
Собственно, попытки придать телефону мобильность появились вскоре после возникновения. Были созданы полевые телефоны с катушками для быстрой прокладки линии, делались попытки оперативно обеспечит связь из автомобиля, набрасывая провода на идущую вдоль шоссе линию или подключаясь к розетке на столбе. Из всего этого сравнительно широкое распространение нашли только полевые телефоны (на одной из мозаик станции метро "Киевская" в Москве современные пассажиры иногда принимают полевой телефон за мобильник и ноутбук).
Искать розетку было не слишком удобно, так что идея мобильного беспроводного телефона появляется где-то в самом начале 20 столетия. Так, американская газета "Солт Лэйк Телеграм" со ссылкой на агенство "Ассошейтед пресс" 3 марта 1919 года сообщает, что Годфри С. Айзекс (Godfrey C. Isaacs), управляющий директор компании Маркони, сообщил, что проведенные опыты позволяют поверить в идею беспроводного карманного телефона, как повседневной вещи. "Так, лицо, гуляя по улице, может услышать в своем кармане телефонный звонок, и приложив трубку к уху, услышит голос другого, того, кто возможно, летит на самолете со скоростью сотни километров в час из Варшавы в Лондон".
Однако обеспечить подлинную мобильность телефонной связи стало возможно лишь после появления радиосвязи в УКВ диапазоне. К 30-м годам появились передатчики, которые человек мог без особого труда носить на спине или держать в руках - в частности, они использовались американской радиокомпанией NBC для оперативных репортажей с места событий. Соединения с автоматическими телефонными станциями такие средства связи еще не обеспечивали.
Так представляли себе мобильную связь в довоенном СССР ("Техника-молодежи", 1, 1939)
Однако о возможности замены такими радиоустановками телефонов уже сообщала людям советская фантастика "Ближнего прицела" В опубликованных в первом номере журнала "Техника-молодежи" за 1939 год главах романа "Генератор чудес" писатель Юрий Долгушин устами своего героя, инженера Тунгусова, провозглашал:
"- Современный телефон - уже архаизм. Телефонная сеть растет буквально с каждым днем. Вы представляете, каким громоздким станет скоро наше подземное хозяйство, если каждый аппарат мы будем и впредь связывать с районной станцией особым проводом? Это ли передовая техника? Связь на ультракоротких волнах - радиосвязь - поднимает технику телефона на новую, высшую ступень. Подземное хозяйство ликвидируется. Никаких "линий", никаких проводов и кабелей. Освобождается целая армия людей для более производительного труда. Чтобы обзавестись телефоном, нужно только пойти в магазин, купить готовый приемопередающий аппарат и получить в телефонном управлении волну, которая и будет вашим абонентским номером."
В романе Долгушина радиотелефон можно было носить в портфеле, но он, по сути дела, представлял собой все ту же мобильную рацию: диск служил только для фиксированной настрйки на определенную волну. Не решалась проблема звонка на номер проводного телефона, по сути дела, мобильный телефон противопоставлялся проовдному. Не удивительно, что в таком виде радиотелефон проблему связи еще не решал.
Подобные идеи не оставляли изобретателей и за рубежом. В июньском номере журнала "Modern Mechanics" за тот же 1939 год мы можем найти краткую заметку о том, что South Caliphornia Telephone Company близка к практическому созданию беспроводного телефона, который можно везде носить с собой. Технические детали в заметке не раскрывались. Во всяком случае, можно считать, что намерение создать такой телефон было.
Г. Бабат, предложивший идею мобильного телефона
Следующий шаг, уже во время Великой Отечественной войны, сделал советский ученый и изобретатель Георгий Ильич Бабат в блокадном Ленинграде, предложив так называемый "монофон" - автоматический радиотелефон, работающий в сантиметровом дипазоне 1000-2000 МГц (сейчас для стандарта GSM используются частоты 850, 900, 1800 и 1900 Гц), номер которого кодируется в самом телефоне, снабжен буквенной клавиатурой и имеет также функции диктофона и автоответчика. "Он весит не больше, чем пленочный аппарат "лейка"" - писал Г. Бабат в своей статье "Монофон" в журнале "Техника-Молодежи" № 7-8 за 1943 год: "Где бы ни находился абонент - дома, в гостях или на работе, в фойе театра, на трибуне стадиона, наблюдая состязания - всюду он может включить свой индивидуальный монофон в одно из многочисленных окончаний разветвлений волновой сети. К одному окончанию могут подлючиться несколько абонентов, и сколько бы их ни было, они не помешают друг другу". В связи с тем, что принципы сотовой связи к тому времени еще не были изобретены, Бабат предлагал использовать для связи мобильников с базовой станцией разветвленную сеть СВЧ - волноводов.
В. И. Немцов, конструктор радиостанций и писатель
Всего через несколько лет, в 1945 году, в СССР появляется книга В.И. Немцова "Незримые пути: записки радиоконструктора", где описывается труд радиоконтсруктора на примере создания мобильного телефона.
"Говорить из лесу, без проводов, с любым абонентом городской сети - ведь это же почти фантастический телефон в кармане! Правда, телефон килограммов на пятнадцать. Но об этом я старался не думать. Это же опытная модель, случайная конструкция. Зачем омрачать радость первого эксперимента!"
"Опять фантастика" - скажет читатель. И можно было бы согласиться, если бы не одно "но": известный писатель-фантаст Владимир Немцов в это время был профессиональным конструктором аппаратуры радиосвязи. Он работал в НИИС РККА, где занимался созданием портативных войсковых радиостанций, получив более 20 авторских свидетельств на изобретения. Войну и блокаду он пережил в Ленинграде, где занимался освоением производства радиостанций, потом был отправлен в Баку главным инженером на строящийся радиозавод. Был награжден орденом Красной Звезды. И кому как не ему реалистично оценить возможность создания мобильного телефона!
Рассказывая о проектировании мобильного телефона, В. Немцов в первую очередь отмечает сложность создания достаточно простых и компактных устройств сопряжения с городской телефонной сетью, подробно описывает процедуру проверки работы мобильного телефона как с городской сетью с ручными коммутаторами, так и с АТС. Отмечены подробности, которые, казалось бы, не нужны ни для популяризации научных знаний, ни для художественного произведения; например, упоминается, что девушка на коммутаторе после ряда проверочных звонков отметила телефонный номер Немцова, как неработающий, при попытке звонить из машины не всегда удавалось правильно набрать номер, а дальность связи скоращалась до двух километров. Возникает вопрос: а не описывал ли Немцов реальную работу над созданием мобильного телефона? И не сделал ли он первым исторический звонок еще в 1945 году? Надо сказать, что у Немцова в то время была вполне объективная причина скрывать подобные опыты: возобновить любительскую работу в эфире в СССР было разрешено лишь в марте 1946 года (кстати, менее чем через полгода после того, как это разрешили в США). Впрочем, теперь проверить это чрезвычайно сложно, и, возможно, мы никогда это не узнаем.
Итак, описанный в книге Немцова мобильный телефон весил 15 килограммов с возможностью дальнейшего снижения веса и габаритов для предсерийных образцов. Напомним, что в то время еще не было даже пальчиковых ламп, только октальные, каждая из которых была примерно с пузырек конторского клея, а вес тогдашних батарей составлял 70-80 процентов веса изделия. Описанный телефон представлял собой радиоудлинитель, для увеличения дальности связи которого использовалась не только антенна, но и противовес (заменитель заземления), без которого дальность связи сокращалась до двух километров. Для создания сети мобильной связи Немцов предлагал в дальнейшем использовать миллиметровые волны, с подвешиванием антенны базовой станции на аэростате.
В любом случае книга Немцова подтолкнула отечественных радиолюбителей и конструкторов к попыткам создания мобильного телефона.
К.М. Брейнард и его радиотелефон за 27 лет до Купера (Popular Mechanics, июнь 1946 года, с. 109.)
Независимо от Немцова идею телефонного радиоудлинителя реализовал в США 23-летний радиолюбитель Карл Мак Брейнард (Carl Mac Brainard), о чем сообщил журнал Popular Mechanics за июнь 1946 года в статье с броским заголовком "Alladin was a Piker", с. 108-111, 240. Правда, носимый аппарат с большим радиусом действия Брейнарду создать так и не удалось, и он нашел простой выход: разместил ретранслятор в своем автомобиле. При этом носимая часть мобильного телефона Рейнарда представляла собой небольшой ящик, который крепился на сумке для гольфа. Для связи использовался коротковолновой диапазон, радиус связи автомобильного ретранслятора с домом составил 30 миль (около 50 км). Дальность связи носимого аппарата с ретранслятором, по данным статьи, была незначительной ("He uses the radio in his car, parked nearby" - "Он пользуется радиостанцией в своем автомобиле, стоящем неподалеку").
В телефоне использовался импульстый набор номера, из описания можно предположить, что для передачи набора использовался отдельный канал (указывается, что для передачи сигналов набора используется "небольшой передатчик в автомобиле"). По сути дела, конструкция Брейнарда, прежде всего, интересна попыткой обойти проблемы, связанные с весом носимого аппарата, за счет использования телефона в автомобиле, как ретранслятора. К идее своего будущего аппарата Карл Брейнард пришел еще студентом, в 1942 году, и запатентовал ряд решений. На путь от идеи до работающей конструкции ушло четыре года.
Брейнард начал увлекаться радиоделом еще в 12 лет. Получив высшее образование, он работал несколько лет на оборонном предприятии, служил в военно-морских силах. Созданная им цветомузыкальная установка на газоразрядных лампах получила коммерческое применение, и он даже получил контракт на 130 тысяч долларов на создание подобных установок для музыкальных автоматов. В то же время созданный им мобильный радиоудлинитель так не получил развития, несмотря на создание в США сетей автомобильного телефона. Скорее всего, это произошло потому, что для потребителя в большинстве случаев проще подойти к телефону в машине, или носить с собой небольшой пейджер, нежели увесистый чемоданчик.
В декабре 1947 года сотрудники американской фирмы Bell Дуглас Ринг и Рей Янг предложили принцип шестиугольных ячеек для мобильной телефонии. Это произошло как раз в разгар активных попыток создать телефон, с помощью которого можно звонить из автомобиля. Первый такой сервис был запущен в 1946 году в городе Сент-Луис компания AT&T Bell Laboratories, а в 1947 году была запущена система с промежуточными станциями вдоль шоссе, позволявшая звонить из автомобиля на пути из Нью-Йорка в Бостон. Однако из-за несовершенства и дороговизны эти системы не были коммерчески успешными. В 1948 году еще одна амеиканская телефонная компания в Ричмонде сумела наладить сервис автомобильных радиотелефонов с автоматическим набором номера, что уже было лучше. Вес аппаратуры таких систем составлял десятки килограмм и размещалась она в багажнике, так что мысли о карманном варианте о взгляде на нее у неискушенного человека не возникало.
Отечественный автомобильный радиотелефон. Радио, 1947, № 5.
Тем не менее, как было отмечено в том же 1946 году в журнале "Наука и жизнь", № 10, отечественные инженеры Г. Шапиро и И. Захарченко разработали систему телефонной связи из движущегося автомобиля с городской сетью, мобильный аппарат которой имел мощность всего в 1 ватт и умещался под щитком приборов. Питание было от автомобильного аккумулятора.
К радиоприемнику, установленному на городской телефонной станции, был подключен номер телефона, присвоенный автомобилю. Для вызова городского абонента надо было включить аппарат в автомобиле, который посылал в эфир свои позывные. Они воспринимались базовой станцией на городской АТС и тотчас же включался телефонный аппарат, который работал, как обычный телефон. При вызове автомобиля городской абонент набирал номер, это приводило в действие базовую станцию, сигнал которой воспринимался аппаратом на автомобиле.
Как видно из описания, данная система представляла собой что-то вроде радиотрубки. В ходе проведенных в 1946 году опытов в Москве была достигнута дальность действия аппарата свыше 20 км, а также осуществлен разговор с Одессой при отличной слышимости. В дальнейшем изобретатели работали над увеличением радиуса базовой станции до 150 км.
Алфред Гросс мог стать создателем первого мобильника.
Ожидалось, что телефон системы Шапиро и Захарченко будет широко использоваться при работе пожарных команд, подразделений ПВО, милиции, скорой медицинской и технической помощи. Однако в дальнейшем сведений о развитии системы не появлялось. Можно предположить, что для аварийно-спасательных служб было признано более целесообразным использовать свои ведомственные системы связи, нежели использовать ГТС.
В США первым попытался сделать невозможное изобретатель Алфред Гросс. Он с 1939 года увлекался созданием портативных раций, которые десятилетия спустя получили название "уоки-токи". В 1949 году он создал прибор на базе портативной рации, который назвался "беспроводным дистанционным телефоном". Прибор можно было носить с собой, и он подавал владельцу сигнал подойти к телефону. Считается, что это был первый простейший пейджер. Гросс даже внедрил его в одной из больниц в Нью-Йорке, но телефонные компании не проявили интереса к этой новинке, как и к другим его идеям в этом направлении. Так Америка потеряла шанс стать родиной первого практически действующего мобильного телефона.
Карманная рация Куприяновича 1955 года
Однако эти идеи получили развитие по другую сторону Атлантического океана, в СССР. Итак, одним из тех, кто продолжил поиски в области мобильной связи в нашей стране, оказался Леонид Куприянович. Родился он 14 июля 1929 года, в 1953 году закончил МВТУ имени Баумана по специальности "Радиоэлектроника" факультета "Приборостроение". О его личности пресса того времени сообщала очень мало. Было известно, что он жил в Москве, деятельность его пресса скупо характеризовала как "радиоинженер" или "радиолюбитель". Домашние знали, что Леонид Иванович работает институте из числа "ящиков". В то время для предприятий радиоэлектронной промышленности статус "ящика" был обычным делом, целые армии рабочих, инженеров, ученых и управленцев по всей стране ничего не говорили о своей работе, а в прессе или по телеидению их могли назвать "советскими машиностроителями" или что-то в этом роде. И это не удивительно - от безопасности этих людей зависела безопасность всего народа. Известно также, что Куприяновича можно было считать по тому времени весьма успешным человеком - в начале 60-х у него была машина.
Созвучность фамилий Куприяновича и Купера - лишь начальное звено в цепи странных совпадений в судьбе этих личностей. Куприянович, как Купер и Гросс, тоже начинал с миниатюрных раций - он делал их с середины 50-х годов, и многие его конструкции поражают даже сейчас - как своими габаритами, так и простотой и оригинальностью решений. Радиостанция на лампах, созданная им в 1955 году, весила столько же, сколько первые транзисторные "уоки-токи" начала 60-х.
1957 год - рация со спичечный коробок
В 1957 году Куприянович демонстрирует еще более удивительную вещь - рацию размером со спичечный коробок и весом всего 50 грамм (вместе с источниками питания), которая может работать без смены питания 50 часов и обеспечивает связь на дальности двух километров - вполне под стать продукции 21 века, которую можно видеть на витринах нынешних салонов связи (снимок из журнала ЮТ, 3, 1957). Как свидетельствовала публикация в ЮТ, 12, 1957 г., в этой радиостанции были использованы ртутные или марганцевые элементы питания.
При этом Куприянович не только обошелся без микросхем, которых в то время просто не было, но и вместе с транзисторами использовал миниатюрные лампы. В 1957 и в 1960 годах выходит первое и второе издание его книги для радиолюбителей, с многообещающим названием - "Карманные радиостанции".
Наручная рация Куприяновича
В издании 1960 года описывается простая радиостанция всего на трех транзисторах, которую можно носить на руке - почти как знаменитая рация-часы из фильма "Мертвый сезон". Автор предлагал ее для повторения туристам и грибникам, но в жизни к этой конструкции Куприяновича интерес проявили в основном студенты - для подсказок на экзаменах, что даже вошло в эпизод гайдаевской кинокомедии "Операция Ы".
И, так же, как и Купера, карманные рации навели Куприяновича сделать такой радиотелефон, с которого можно было бы позвонить на любой городской телефонный аппарат, и который можно брать с собой куда угодно. Пессимистические настроения зарубежных фирм не могли остановить человека, который умел делать рации со спичечный коробок.
продолжение во 2 части