📜 🛡️ 🎅🏿 أول ترانزستور في الفضاء: جوانب سباق الفضاء غير معروفة 😃 👩🏻‍🏫 🚵🏻

(البداية. النهاية - الفائز في سباق الترانزستور في الفضاء )

في 3 نوفمبر 1957 ، أطلق الاتحاد السوفييتي القمر الصناعي الثاني للأرض الاصطناعية مع "الراكب" الحي الأول - الكلب لايكا. لا يزال النجاح المثير والسرية للمشاريع يتركان وراء الكواليس الإنجازات البارزة للمتخصصين في مجال المعدات الإلكترونية ، الذين لا يُنظر عمليًا في مشاركتهم في سباق الفضاء مع الأدب المحلي ، وهو أمر غير عادل تمامًا.

ما الذي تتحدث عنه؟

- أين السجل؟
- الشيطان يعرف ، كما يقولون ، على قمر صناعي خدوش المكاك.
ترجمة:
- أين الكابتن Derevyanko؟
"لا أعرف ، لكنهم يقولون أنها تعمل من خلال قناة اتصال مغلقة وتراقب الاختبارات الأمريكية للنموذج الأولي لطوربيد Mk-48".

مزحة

حقيقة مثيرة للاهتمام: منذ بداية أول رحلات مأهولة (ليس في الفضاء - مجرد الرحلات الأولى للأخوين رايت) إلى إطلاق سبوتنيك السوفياتي 1 ، وهو نفس الوقت تقريبًا الذي مر بعد سبوتنيك -1 حتى يومنا هذا. يشير جورج هـ.لودفيغ ¹ في كتابه [2] إلى أن موضوع الفضاء دخل حياتنا بقوة ، في حين أن المعنى الأولي للمصطلحات في الحياة اليومية قد تم تشويهه بشكل ملحوظ: على سبيل المثال ، عندما يقولون "إحضار الترانزستور هنا" ، غالبًا ما يكون لديهم أعني راديو ترانزستور ، ويجب فهم الكلمات "تشغيل القمر الصناعي" على أنها متصلة بالاتصالات عبر الأقمار الصناعية.

التين. 1 معجبين روس في كأس العالم للرجبي 2011 يهتفون لفريقهم ، يلوحون بلافتة نصها: "لقد فزنا في سباق الفضاء". (مايك هيويت / غيتي إيماجز)[3] .

قليل من الناس يعرفون ويتذكرون أن استكشاف الفضاء ليس فقط تطوير محركات الصواريخ ، المركبات الفضائية ومعدات دعم الحياة لرواد الفضاء (رواد الفضاء ، رواد الفضاء ...) ، ولكن أيضًا المعدات الإلكترونية المتطورة ، مع قدر أو أكثر من الذكاء ، على أساس أكثر أو أقل "عنصر قاعدة" التكنولوجيا الفائقة (الترانزستورات ، المقاومات ، التبديلات ...). في بعض الأحيان ، لا يقل سباق الأجهزة في الفضاء أهمية عن السباق الذي استخدمناه لاستدعاء الفضاء. وعواقب هذا السباق ليست واضحة على حد سواء للجماهير ، ولا بد من الاعتراف للمتخصصين.

على الإنترنت ، ولا سيما على ويكيبيديا [4]، يمكنك أن تقرأ أن أول الترانزستورات في الفضاء تم استخدامها في أول قمر صناعي أمريكي إكسبلورر 1. على الأقمار الصناعية السوفيتية ، في عدد محدود ، ظهرت إما من Sputnik-3 (الإطلاق في 15 مايو 1958) [5] ، أو ليس من القمر- 3 (إطلاق 20 أبريل 1960) ² [6] . ومع ذلك ، هناك ادعاءات بأن P401 ترانزستورات نشر السبائك ظهرت بالفعل في مرسل أول قمر صناعي للأرض الاصطناعية [7] ، [8] وبالتالي ، "ظهرت نجاحاتنا في الفضاء وفي الترانزستورات للعالم في وقت واحد" [8]. ولكن هناك متشككون يعتقدون أنه ببساطة لا يمكن أن يكون هناك ترانزستورات على الأقمار الصناعية الاصطناعية السوفياتية الأولى ، لأن بلادنا كانت "وراء التكنولوجيا" الولايات المتحدة وفي معدات خاصة ، على الأقل حتى نهاية السبعينيات مصابيح. كحجة ، يستشهد أنصار هذا الإصدار بآلة حاسبة الكمبيوتر على متن الطائرة AVM-25 لمقاتلة MiG-25 ، التي اختطفت في عام 1976 إلى اليابان. بيلينكو. لم تكن سيارة AVM-25 على المصابيح فحسب - بل كانت تناظرية ³أن لمحترفي الإنترنت الأريكة الرائعة (أي غير المتخصصين) يعادل جملة. لماذا كان هذا موضوع مقال منفصل. الاعتقاد بأن الإلكترونيات المحلية والإلكترونيات الدقيقة متخلفة بشكل كبير عن الغرب ، والآن ميتة تمامًا ، أمر شائع جدًا. ما هي النكات حول موضوع "أكبر الإلكترونيات الدقيقة في العالم" ، "الدوائر المصغرة ذات أربعة أرجل ومقبضين للحمل" ، "معالج دقيق محلي مزود بمصابيح" ، إلخ.

دعونا نحاول فهم جانب السباق الفضائي المتعلق باستخدام الترانزستورات ، أي في الواقع ، مع بداية استخدام إلكترونيات أشباه الموصلات في الفضاء. سنحاول العثور على مصادر الأساطير التي نشأت ، وإذا أمكن ، سنبددها - على الأقل فيما يتعلق بمعدات الأقمار الصناعية الأولى.

أول الترانزستورات

يجب أن تفي المعدات المخصصة للأقمار الصناعية بالمتطلبات المتزايدة للأبعاد والوزن واستهلاك الطاقة والموثوقية ، لذلك ليس من المستغرب أن تكون الترانزستورات شبه الموصلة هي العناصر النشطة لأجهزة الإرسال الإلكترونية في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية وفي الولايات المتحدة الأمريكية (في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية كانت تسمى الوقت بالثلاثات البلورية). في كتاب E.Ya. يُظهر "الصمامات الثنائية والثلاثية الكريستالية" في المضخة لعام 1953 [10] ⁴ صورة توضح الأبعاد النسبية للمصباح الإلكتروني والترانزستور.

التين. 2 مقارنة مصباح وترانزستور أشباه الموصلات من [10] .

في ذلك الوقت منذ اختراع ترانزستور شوكلي ، باردين وبراتين في أواخر الأربعينيات وقبل بداية عصر الفضاء ، تغيرت الترانزستورات بشكل ملحوظ. تم استبدال الترانزستورات النقطية بالترانزستورات المستوية ، وتم استبدال الترانزستورات المستوية بالأطواف ، وما إلى ذلك ، حتى تم استبدالها جميعًا بالترانزستورات [11] . أزحت ترانزستورات السيليكون الجرمانيوم ، وإن لم يكن على الفور. صنعت شركة Texas Instruments [12] ⁵ أول ترانزستور من السيليكون في عام 1954 ، واستشرافاً للمستقبل ، تم استخدام الترانزستورات الخاصة بهذه الشركة في الأقمار الصناعية الأمريكية الأولى [14] .

التين. 3 باردين وشوكلي وبراتين في Bell Lab

التين. 4 سبيكة ترانزستور. لوحة مربعة هي القاعدة ، من ناحية ملحومة حبة الباعث إليها ، ومن ناحية أخرى هي حبة جامع (من ويكيبيديا) بدأ

إنتاج أشباه الموصلات في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية في عام 1947 بخط إنتاج الكواشف الجرمانيوم للرادار المصدّر من ألمانيا. تم تنفيذ التطوير من قبل مجموعة بقيادة A. V. Krasilov في NII-160 (الآن - JSC "NPP" Source "المسماة Shokin). S. G. Madoyan - خريج معهد موسكو للتكنولوجيا الكيميائية في 1948-1949. طور تخطيط الترانزستور الجرمانيوم النقطة الأولى في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية [15] ، [16] . عملت العينة المختبرية الأولى لمدة لا تزيد عن ساعة ، ثم تطلبت إعدادًا جديدًا [15]

التين. 5 ألكسندر فيكتوروفيتش كراسيلوف	التين. 6 سوزانا جوكاسوفنا مادويان. 1950 سنة
التين. 7 Vadim Evgenievich Lashkarev	التين. 8 أكاديمي أكسل إيفانوفيتش بيرغ

في عام 1950 ، ظهرت الموضوعات المتعلقة بالترانزستور في المعهد المركزي للبحوث -108 MO (الآن JSC "المعهد المركزي للبحوث العلمية الراديوية المسمى باسم الأكاديمي A.I. Berg") ، والمعهد الفيزيائي لأكاديمية العلوم ، ومعهد لينينغراد الفيزيائي التقني وغيرها من المنظمات. يتم إجراء الترانزستورات النقطة الأولى بواسطة V.E. لاشكاريف في المختبر في معهد الفيزياء بأكاديمية العلوم الأوكرانية SSR. نظرًا لسرية البحث ، غالبًا ما قامت مجموعات علمية مختلفة في نفس الوقت تقريبًا بنفس الشيء ، وحصلت على نتائج مماثلة وأجرت اكتشافات بشكل مستقل عن بعضها البعض. استمر هذا الوضع حتى نوفمبر 1952 ، عندما تم نشر عدد خاص من المجلة الأمريكية Proceedings of the Institute of Radio Engineers (Proceedings of IRE ، Now Proceedings of IEEE) ، مخصص بالكامل للترانزستورات ، [15]. في أوائل عام 1953 ، أعد نائب وزير الدفاع الأكاديمي A.I. Berg رسالة إلى اللجنة المركزية للحزب الشيوعي الصيني بشأن تطوير العمل على الترانزستورات ، وفي مايو / أيار عقد وزير صناعة الاتصالات MG Pervukhin اجتماعًا في الكرملين بشأن أشباه الموصلات ، حيث قرروا تنظيم معهد أبحاث متخصص في إلكترونيات أشباه الموصلات (معهد أبحاث 35 ، الآن NPP "بولسار"). تم نقل مختبر إيه في إلى بولسار Krasilov ، حيث أنشأوا أول نموذج أولي في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية من الترانزستور الجرمانيوم ("الطبقات"). شكل هذا التطور أساس الأجهزة التسلسلية P1-P3 (1955) وتعديلاتها [15] .

التين. 9 الترانزستورات السوفيتية الجرمانيوم والسيليكون

الأولى ظهرت أول ترانزستورات من سبائك السيليكون في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية في عام 1956 (P104-P106) ، ثم في 1956-1957. - الجرمانيوم P401-P-403 (30-120 ميجاهرتز) ، وكذلك P418 (500 ميجاهرتز). كما ترون ، كان إطلاق أول قمر صناعي أرضي اصطناعي في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية هو إنتاج كل من الترانزستورات الجرمانيوم والسيليكون ، على الرغم من أنه حتى الستينيات ، كانت النسبة المئوية للترانزستورات السليكون المناسبة 19.3٪ فقط [15] . وفقًا لـ [15] ، في عام 1957 ، أنتجت الصناعة السوفيتية 2.7 مليون ترانزستور (للمقارنة ، في الولايات المتحدة ، بلغ إنتاج الترانزستورات هذا العام 28 مليون قطعة ، وبلغ عدد الأنواع المختلفة 600). تعمل أول ترانزستورات الجرمانيوم في نطاق درجة حرارة تصل إلى +85 ^درجة مئوية [11]⁶ وخصائصها كانت غير مستقرة ، مما تجنب كل من القيادة العسكرية والسياسية للاتحاد السوفييتي من الترانزستورات.

الترانزستورات والعسكرية

من بين "بناة الترانزستور" ، فإن القصة الشائعة هي أن الترانزستورات تستخدم على نطاق واسع بسبب إبداع المخترعين الذين قالوا إن الترانزستور لا يمكن استخدامه لـ "التطبيقات الخاصة" وقصر نظر الجيش [17] . يبدو أن هذه القصة لها أساس حقيقي.

لم يتمكن مبدعو الترانزستور الأول من معرفة كل شيء سيكون قادرًا عليه ، لكن إدارة مختبرات Bell أدركت أن أهمية هذا الاكتشاف كانت هائلة ، وفعلوا كل ما في وسعه حتى يعرف العلماء عن الاكتشاف [18]. كان من المقرر عقد مؤتمر صحفي كبير في 30 يونيو 1948 للإعلان عن الافتتاح. ولكن قبل عرض الترانزستور للجمهور ، كان لا بد من عرضه على الجيش. كان من المأمول ألا يصنف الجيش هذا التطور ، ولكن كان من الواضح أنه يمكنهم القيام بذلك. 23 يونيو رالف باون ⁷أظهر الترانزستور لمجموعة من الضباط. أظهر بلورة بأسلاك وأنه يمكن أن يضخم إشارة كهربائية بشكل أكثر كفاءة من مصباح فراغ ضخم. كما أخبرهم أنهم كانوا يخططون لتنظيم نفس المظاهرة بالضبط في غضون أسبوع ، دون أن يطلبوا منهم إذنًا رسميًا. ناقش الجيش هذه القضية فيما بينهم بعد المظاهرة ، لكن في النهاية لم يصرح أي منهم لصالح سرية هذا الموضوع. إما بسبب قصر النظر الخاص بي ، أو في شكل حماية إضافية ضد التعديات العسكرية ، قيل أنه "من المتوقع استخدام الترانزستور بشكل رئيسي في السمع للصم" ("من المتوقع أن يتم استخدام الترانزستور بشكل رئيسي في السمع للصم ") [19] . ونتيجة لذلك ، عقد المؤتمر الصحفي دون تدخل[20] . نشرت مجلة نيويورك تايمز مذكرة الترانزستور في الصفحة 46 في قسم راديو نيوز بعد "ملاحظة مطولة حول استئناف التقارير من قبل بعض ملكة جمال بروكس التي لا تضاهى" [17] .

في بداية سبتمبر 1951 ، عقدت Bell Labs ندوات في موراي هيل ، نيو جيرسي ، شرح خلالها المهندسون على نطاق واسع كيفية صنع الترانزستورات النقطية وتحدثوا عن التقدم الحالي في الترانزستورات السبائكية. ومع ذلك ، لم يقولوا شيئًا عن عملية التصنيع المحددة والتطبيقات العسكرية. حضر الندوة الأولى أكثر من 300 شخص (معظمهم عسكريون) ، دفع كل منهم رسومًا قدرها 25000 دولار (خمسة وعشرون ألف دولار عام 1951 ⁸ ) [21]. أرادت العديد من الشركات تصنيع الترانزستورات من تلقاء نفسها ، بدلاً من شرائها ، ونجح الكثير منها. قامت شركة Philips بتصنيع الترانزستور دون حضور هذه الندوات ، وذلك باستخدام معلومات من الصحف الأمريكية فقط. وتجدر الإشارة إلى أن AT&T لم تساهم ، لكنها لم تمنع شركات أخرى من إنتاج الترانزستورات [21] .

في عام 1951 ، لم يكن هناك سوى أربع شركات أمريكية تصنع الترانزستورات للتطبيقات التجارية: Texas Instruments ، و International Business Machines (IBM) ، و Hewlett-Packard ، و Motorola. لقد حصلوا على تراخيص لنفس 25000 دولار مع عائدات منخفضة. تمت دعوتهم إلى الندوة الثانية في أبريل 1952 ، حيث تم الكشف عن أسرار تصنيع الترانزستورات بالكامل. بحلول عام 1952 ، كانت هناك ثماني شركات تصنيع ، بخمسة عشر بحلول عام 1953 ، وبحلول عام 1956 كان هناك ما لا يقل عن ستة وعشرين شركة تصنع ترانزستورات الجرمانيوم بعائدات تزيد عن 14 مليون دولار سنويًا. في الوقت نفسه ، كان الجيش الأمريكي هو المستهلك الرئيسي للترانزستورات. في عام 1952 ، وقع مصنعو أشباه الموصلات من شركة Bell Labs عقودًا عسكرية تزيد قيمتها عن 5 ملايين دولار. [21]. زادت حصة تمويل البحث (R&D، Research and Development) من الجيش من 1953 إلى 1955 إلى 50٪ [22] .

مع كل هذا ، ظل مستقبل أشباه الموصلات للجيش غير واضح ، كما كان الترانزستور "صاخبًا" ، مقارنةً بالمصابيح ، يمكن أن يتحمل حمولة أقل ، ويمكن أن يتضرر من عرام مفاجئة ، وكانت خصائصه غير مستقرة في نطاق درجة الحرارة ، وكان نطاق التردد ضيق نسبيًا. تفاقم الوضع بسبب انتشار كبير للمعلمات بين الترانزسترين. كان سعر الترانزستورات مرتفعًا أيضًا: كانت العينات الأولى تكلف 20 دولارًا ، وبحلول عام 1953 ، انخفض سعرها إلى 8 دولارات ، بينما تكلف المصابيح حوالي 1 دولارًا [21]. تم بيع ترانزستورات ميسا السيليكون أشباه الموصلات فيرتشايلد لشركة آي بي إم بمبلغ 100 قطعة بسعر 150 دولارًا (لكل) في عام 1958 - في حين أن تكلفة ترانزستورات الجرمانيوم أقل من 5 دولارات [23] . في منتصف الستينيات ، بدأت هذه الترانزستورات نفسها تكلف أقل من 10 سنتات للقطعة [24] .

ماذا عن السمع؟ ظهرت حقًا في الولايات المتحدة الأمريكية في 1952-1953 [25] ، [21] ، وكان هذا أول استخدام غير عسكري للترانزستور. أصدرت AT&T تراخيص مجانية لاستخدامها في المعينات السمعية في ذكرى عمل ألكسندر بيل مع الصم [21] .

لسوء الحظ ، فإن هذه القصة لها استمرار حزين غير معروف ، يتعلق بالاتحاد السوفييتي. الأستاذ يا. فيدوتوف (مؤلف إحدى الدراسات الأولى للترانزستورات لعام 1955 [26] ) عام 1994 في مقالة "الإلكترونيات ترسل SOS!" [27]يذكر الجملة "القاتلة" التي صدرت في أحد اجتماعات مجلس وزراء اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية في عام 1956: "لن يدخل الترانزستور أبداً في معدات خطيرة. مجال التطبيق الوحيد الواعد له هو السمع ... ". تعابير مألوفة ، أليس كذلك؟ كتب فيدوتوف: "إن عدم الثقة في الترانزستور والشغف لتكنولوجيا المصابيح القديمة تم تفسيره من خلال عدم فهم الوضع الجديد في الإلكترونيات." وهذا قبل عام من إطلاق أول قمر صناعي! وهكذا ، فإن كل ما تجنبه "بناة الترانزستور" الأمريكيون وتجنبوه بنجاح وقع على المحلي: السرية ، وعدم المركزية ، وسوء فهم الاحتمالات من قبل القيادة السياسية العليا لاتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية. من الواضح أنه في ظل هذه الظروف ، لم يكن لدى الترانزستورات فرصة تذكر للانضمام إلى السفينة.

إذا لم يكن الترانزستور ، فماذا بعد؟

هل كان هناك بديل للترانزستورات؟ في الواقع ، نكرر ، "على متن الطائرة" لا يمكنك وضع أي جهاز ، ولكن فقط مع خصائص الموثوقية المطلوبة. ظهر بديل في أواخر الأربعينيات ، أي في وقت واحد تقريبًا مع الترانزستورات ، على شكل أنابيب راديو قضيب. نظرًا لسرية الموضوع ، فإن تتبع تاريخ اختراع وتطوير هذا النوع من الأنبوب الراديوي أمر صعب للغاية ، وغالبًا ما يجب أن يكون راضيًا بمعلومات من المنتديات عبر الإنترنت [28] .

يونيو 1946 يوجه مجلس وزراء اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية المصنع 617 (في المستقبل القريب ، معهد أبحاث الاتحاد رقم 617 (NII-617) مع المصنع التجريبي للجنة اتحاد الجمهوريات الراديوية للإلكترونيات التابعة لاتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية) في نوفوسيبيرسك لتطوير مصابيح فائقة الصغر وقوية للغاية لأنظمة الكمبيوتر على متن معدات الطيران. تم تعيين العمل من قبل V.N. أفديفا.

التين. 10 فالنتين نيكولايفتش أفدييف

ولد Valentin Nikolaevich Avdeev في 16 مايو 1915 في مدينة Kotelnich ، مقاطعة Vyatka. بعد حصوله على التعليم الابتدائي ، عمل في مصنع سفيتلانا (الآن PJSC سفيتلانا) في لينينغراد. تخرج من مدرسة فنية بالمصنع ، ثم درس في معهد المراسلات للتعليم الفني لجميع الاتحادات في 1934-1938. في عام 1941 ، تم إرساله لمدة ستة أشهر للتدريب في الولايات المتحدة (إلى مصانع راديو كوربوريشن الأمريكية ، RCA) لدراسة إنتاج الأنابيب الراديوية. عندما بدأت الحرب الوطنية العظمى ، تم إجلاؤه إلى نوفوسيبيرسك مع موظفي المصنع. عمل هناك أولاً كرئيس للموقع ، منذ عام 1942 - كبير مهندسي المصنع ، منذ عام 1943 - نائب رئيس المختبر. تم تطوير الأنابيب اللاسلكية المصغرة من قبل مكتب تصميم المصنع 617 بحلول عام 1947 ، وبدأ الإنتاج السري في عام 1948.منذ عام 1949 ، تم فتح عمل "جزيء" على إنشاء مصابيح صغيرة للغاية لزيادة مقاومة الاهتزاز. على أساس المختبر رقم 1 ، تم إنشاء NII-617 ، الذي تم تعيين مديره Avdeev.

كانت أنابيب الراديو رود خالية عمليا من العيوب الكامنة في الأنابيب اللاسلكية "العادية" ، وعلى عكس الترانزستورات في ذلك الوقت ، يمكن أن تعمل في نطاق درجة الحرارة الكاملة. تم إنشاء سلسلة من الأنابيب اللاسلكية: 1ZH17B و 1 ZH18B و 1 ZH24B و 1 ZH29B و 1 P24B. في عام 1960 ، نشرت مجلة "راديو" مقالة [29] حول مبادئ تشغيل الأنابيب الراديوية للقضبان ، والتي أشارت إلى مزايا هذا النوع ، وأعلنت أيضًا تردد قطع يصل إلى أكثر من 200 ميجاهرتز ، والتي تلبي أكثر من متطلبات تردد الإشارات اللاسلكية من أول قمر اصطناعي الأرض (انظر [30] ).

التين. 11 مقارنة بين الأنابيب الراديوية "التقليدية" وعلى شكل قضيب من مقال في مجلة "راديو" [29]

لإنشاء أنابيب راديو رود V.N. تم انتخاب Avdeev عضوا مناظرا في أكاديمية العلوم السوفياتية في عام 1958 (في نفس العام الذي تم فيه انتخاب S.P. Korolev عضوا كامل العضوية). هذا على الرغم من حقيقة أن V.N. لم يدافع أفديف أبداً عن أطروحته - لا مرشح ولا حتى دكتوراه.

يشكو مؤلفو المقالة في مجلة راديو: "قبل عدة سنوات ، عندما ظهرت أجهزة أشباه الموصلات ، كان بعض المتخصصين في الراديو يميلون إلى" دفن "مصباح إلكتروني على الفور. أظهر المصباح ، الذي حقق النصر للإلكترونيات على مدار عقود ، فجأة العديد من أوجه القصور ... المصباح الإلكتروني ، بالمقارنة مع الصمام الثلاثي لأشباه الموصلات ، يحتوي بلا شك على عدد من أوجه القصور ، ولكن المزايا الرائعة للمصباح معروفة جيدًا ... " ويضيفون: "لسوء الحظ ، تجدر الإشارة إلى أن مسألة حجم التطبيق ، وبالتالي إنتاج مصابيح القضبان ، لم يتم حلها بسرعة كافية ، على الرغم من حقيقة أن هذه المصابيح كانت موجودة لسنوات عديدة وكانت محل تقدير كبير." في هذه الكلمات - عدم ثقة واضح في الترانزستورات "الجديدة".

تم استخدام أنابيب راديو رود ليس فقط في الفضاء والطيران - على أساسها ، تم إنشاء محطات راديو لقوات خاصة من GRU و KGB من اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية (R-353 Proton) ، ومحطة إذاعة VHF محمولة R-126 ، مجمع من محطات الراديو MARS لوزارة الشؤون الداخلية ، إلخ. [31 ] .

الترانزستورات في الأقمار الصناعية الأولى

Soviet Army's RED STAR:
Uncle Sam thought of launching a Sputnik into the sky.
He announced it to the whole world, not two days but two years in advance.
The boastful and rich uncle called his Sputnik Vanguard.
The name was beautiful and quite chic,
But it turned out to be pshik.

Time «» 16 1957 . VANGUARD'S AFTERMATH: JEERS AND TEARS Monday, Dec. 16, 1957 [32]

لم يُطلق بلدنا أول قمر صناعي أرضي اصطناعي (ثم أطلق الرجل الأول في الفضاء) ، ولكن بعد أول قمر صناعي في غضون شهرين ، تم إطلاق مختبرين فضائيين كاملين - Sputnik-2 مع Laika و Sputnik-3 ، بمساعدة منها ، على وجه الخصوص ، تم اكتشاف أحزمة الإشعاع الطبيعية للزملي ⁹ . كان أول قمر صناعي أمريكي إكسبلورر 1 متقدمًا على سبوتنيك -3 بثلاثة أشهر ، ولكن في خصائصه "الوظيفية" كان أقرب إلى سبوتنيك 1 ، وكان وزنه أقل 4 مرات تقريبًا. أثار إطلاق Sputnik-1 الاحترام الذي اكتسبه العلماء جيدًا ، والحيرة وحتى الخوف من السكان في الغرب ، والفرح العام والانتصار في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية وعاصفة من مشاعر السياسيين. سأستشهد فقط ببيانين مميزين للسياسيين السوفييت والأمريكيين (أقتبس من [34]).) السكرتير الأول للجنة المركزية للحزب الشيوعي النيبالي خروتشوف: "يبدو أن اسم" فانجارد "يعكس ثقة الأمريكيين بأن قمرهم الصناعي سيكون الأول في العالم. لكن ... كان قمرنا الصناعي السوفياتي هو الأول ، وكان هو الذي كان في المقدمة ... ". السيناتور والرئيس الأمريكي المستقبلي ليندون جونسون: "لا أعتقد أن هذا الجيل من الأمريكيين يريدون أن يتصالحوا مع الوضع الذي يتعين عليك فيه النوم كل ليلة في ضوء القمر الشيوعي". لا عجب أن أصبح سباق الفضاء شرسة.

من أجل الوضوح ، يعرض الجدول أدناه تواريخ الإطلاق وخصائص الكتلة والأبعاد الرئيسية لسواتل الأرض الاصطناعية الأولى.

تاريخ الإطلاق	العنوان	البلد	الأبعاد	الوزن كجم
10/04/1957	سبوتنيك -1	اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية	~ 58 سم (بدون هوائيات)	83.6
11/03/1957	سبوتنيك -2	اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية	2 م × 4 م	508
02/01/1958	المستكشف 1	الولايات المتحدة	حوالي 1 م في الطول	21.5
03/17/1958	طليعة ط	الولايات المتحدة	16.3 سم (بدون هوائيات)	1،474
26.03.1958	Explorer 3		2	13,97
15.05.1958	-3		1,73 3,57	1327

سمع أصداء السباق الشرس الآن. لذلك ، في عام 2015 (رقم 138) ، نشرت مجلة National Geographic Russia مجلة قصيرة ، ولكنها جديرة بالملاحظة لمذكرتها غير المهنية ، "Sputnik Avangard-1: لا تزال في الطليعة". أحمله بالكامل: "أصبح حجم البطيخ ووزنه حوالي كيلوغرام ،" Vanguard-1 "أول قمر صناعي يعمل بالطاقة الشمسية وخطوة مهمة في سباق الفضاء الأمريكي. في محاولة للحاق بالاتحاد السوفياتي ، الذي أطلق Sputnik-1 و Sputnik-2 في عام 1957 ، أرسلت الولايات المتحدة Avangard-1 إلى المدار في 17 مارس 1958. أطلق عليه خروتشوف انتقاصًا من "الجريب فروت". ومع ذلك ، غادرت الأقمار الصناعية المدار الأكبر وحرقت عندما دخلت الغلاف الجوي في عام 1958 ، ولا يزال Avangard-1 يطير. توقف عن إرسال البيانات في عام 1964 عندما فشلت الخلايا الضوئية الأخيرة.لكن الجهاز يحمل لقب أقدم قمر صناعي اصطناعي في المدار ومن المتوقع أن يستمر هناك لحوالي 240 سنة "(نهاية الاقتباس)[35] . مع كل الاحترام الواجب لـ National Geographic والمطورين الأمريكيين لـ Vanguard-I ، أعتقد أن التعليقات غير ضرورية هنا.

العودة إلى الترانزستورات. كما ذكرنا من قبل ، ادعى بعض المؤلفين أن الترانزستورات ظهرت بالفعل على Sputnik-1 ، بل واستشهدوا بنوع الترانزستور - P401 [8] ، [7] . كما يقدم الموقع [15] هذا التصريح ، على الرغم من أنه يبدي تحفظًا على أن استخدام الأنابيب الراديوية على الأرجح. لفترة طويلة في منتديات مختلفة ، حاول العديد من المتحمسين فهم ما كان يحدث ، ولكن كان من المستحيل تقريبًا اكتشافه حتى نشر تقرير أنظمة الفضاء الروسية OJSC (سابقًا NII-885) على Sputnik-1. ليس لدي نص هذا المنشور ، لكنه مقتبس في مجلة راديو (رقم 4 ، 2013) [36]وتظهر أيضًا دائرة الإرسال لأول ساتل أرضي اصطناعي:

الشكل. 12 مخطط جهاز الإرسال الرئيسي "Sputnik-1" بسرعة 20 ميجاهرتز

لا يوجد ترانزستور واحد على الدائرة ، ولكن هناك أنابيب راديو بقضيب 2P19B. اتضح أن أولئك الذين يعتقدون أن الترانزستورات الأولى ظهرت فقط في American Explorer 1 على حق؟

التين. 13 ويليام بيكرينغ ، وجيمس فان ألين ، وويرنر فون براون يشرحون النموذج الكامل للمستكشف 1 في مؤتمر صحفي في واشنطن بعد تأكيد إطلاق القمر الصناعي إلى المدار

. 14 جورج لودفيج مع نسخة احتياطية من Explorer 1

تم طرح هذا السؤال مباشرة على جورج لودفيج ، مطور أنظمة Explorer 1 [37]. رد بأنه كان يعتقد ذلك من قبل ، لكنه بعد ذلك حقق في هذه المشكلة بمزيد من التفصيل ووجد أنه على الرغم من أن السوفييت لم يستخدموا الترانزستورات في Sputnik-1 ، إلا أنهم استخدموها في أحد أجهزة Sputnik-2 ، التي تم إطلاقها في نوفمبر 1957. يرثى لودفيغ: "بالطبع ، كان لديهم (السوفييت) سعة أكبر بكثير ويمكن لشركاتهم إنتاج أنابيب فراغ والبطاريات التي يحتاجونها". في الوقت نفسه ، أكد أن إكسبلورر 1 أصبح أول قمر صناعي ، كانت معداته بالكامل على الترانزستورات (أذكر أنه لم تكن هناك أجهزة مثل أنابيب الراديو في الولايات المتحدة في ذلك الوقت). أمينة المقابلة توفر رابطًا لمنشور 2001 [38]، والتي تنص على ما يلي: “Sputnik-2 كانت منصة علمية حقيقية تحتوي على مكونات إلكترونية مختلفة. بالإضافة إلى جهاز الإرسال اللاسلكي والمقصورة الخاصة بـ Laika ، كان لديها كاشفات للأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية ، وتم تركيب أدوات أبحاث الأشعة الكونية على جسم الصاروخ ". علاوة على ذلك: عمل كاشفان متطابقان في تجربة الأشعة الكونية كمسجلات للتلألؤ بسبب الجسيمات المشحونة. تم حساب النبضات بواسطة دائرة أشباه الموصلات (على أساس الصمامات الثلاثية) ... ". لسوء الحظ ، لا تحتوي المقالة على رابط لمصدر هذه المعلومات. للأسف ، في الأدب الأجنبي ، يحدث أن سبوتنيك -2 و سبوتنيك -3 مرتبكان (على سبيل المثال ، حدث هذا في [39] ، على الرغم من عدم وجود ارتباك في أحد المؤلفين المشاركين في مقال سابق [40] ).

إذن في أي جهاز سوفيتي تم استخدام الترانزستورات لأول مرة؟ معروف بشكل موثوق فقط عن Sputnik-3 [5] . تم إطلاق Sputnik-2 بعد شهر واحد فقط من Sputnik-1 - ما هو احتمال الحصول على الترانزستورات على متنها بأي شكل من الأشكال؟ بصراحة ، إنه صغير ، مع مراعاة ليس فقط الموقف تجاه الترانزستورات في قيادة اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، ولكن أيضًا اعتبارات أخرى. كما لوحظ سابقًا ، فإن الترانزستورات الجرمانيوم (أي ، تم إنتاجها بشكل أساسي من قبل الصناعة السوفيتية وكان معروفًا بما يكفي للحكم على الموثوقية) غير مستقرة في نطاق درجة الحرارة ، وحيث كانت بحاجة إلى درجات حرارة أعلى من +85 ^درجة مئوية ، لم يتم استخدامها. من ناحية أخرى ، عانت ترانزستورات الجرمانيوم الأمريكية من نفس الأمراض [37]ولكن تم استخدامها في Explorer 1 ، وفقًا لـ Ludwig ، جنبًا إلى جنب مع السليكون ، نظرًا لأن الجرمانيوم لديه جهد باعث أساسي منخفض (0.2 فولت مقابل 0.5 فولت في السيليكون) ، لذلك ، في بعض الدوائر بجهد إمداد 2.8 فولت ، تم استخدامها ¹⁰ منهم بالضبط .

أول أجهزة الراديو الترانزستور

معذرة ، ولكن أين ذكر ترانزستور P401 بجانب القمر الصناعي؟ في الواقع ، نظرًا لتردد القمر الصناعي الموصى به البالغ 40 ميجاهرتز [30] وحقيقة أن تردد القطع لـ P401 كان 30 ميجاهرتز ، فمن الصعب تخيل هذا الترانزستور كمرشح للتركيب على متن الطائرة. قد يكون سبب الإشارة إلى هذا الترانزستور في سياق القمر الصناعي هزليًا. هل تتذكرون ملاحظة أن الترانزستور وراديو الترانزستور يتم الخلط بينهما في الحياة اليومية؟ لذلك ، في عام 1957 ، بدأ إنتاج جهاز استقبال راديو سبوتنيك في محطة راديو فورونيج ، والذي يتم عرض رسم تخطيطي له أدناه [41] .

التين. 15 دائرة استقبال راديو سبوتنيك (1957)

في الدائرة ، يمكنك بسهولة العثور على P401 و P402 والترانزستورات الأخرى. تم إنتاج العينات الأولى في أبريل 1957 ، قبل 5 أشهر من إطلاق سبوتنيك 1. كانت العلبة مصنوعة من الصنوبر المجفف ، المشربة بمحلول كحولي من السليلوز ، ومغطاة بالبلاستيك المزخرف.

التين. 16 راديو ترانزيستور "سبوتنيك"

الأبعاد - 185 × 125 × 49 مم ، الوزن مع البطاريات - 950 غرامًا ، كانت هناك بطارية شمسية في الجزء العلوي من العلبة! كانت تكلفة الجهاز 514 روبل - كان هذا تقريبًا متوسط راتب العامل في ذلك الوقت.

لذلك ، بسبب عدم وجود بيانات عن الأقمار الصناعية ، كان هناك ارتباك مع الأقمار الصناعية.

وماذا بعد ذلك؟

في عام 2017 القادم ، سنحتفل (روسيا والعالم بأسره) بالذكرى الستين لإطلاق ساتلي الأرض الاصطناعيين الأول والثاني. أود أن أنتقل إلى إدارة أنظمة الفضاء الروسية JSC مع اقتراح نشر تقرير في هذا الوقت عن نظامي Sputnik-2 و Sputnik-3 ، حيث من الواضح أن هذا له أهمية تاريخية كبيرة ليس فقط بالنسبة لصناعة الفضاء ، ولكن أيضًا الصناعة الإلكترونية لروسيا ، وهي على قيد الحياة ، مهما كانت.

لعب تفوق تكنولوجيا الفضاء السوفييتية على التكنولوجيا الأمريكية عن غير قصد ضد تطوير الترانزستورات المحلية ، حيث كانت هناك أنابيب راديو مناسبة لحل المشاكل القائمة دون القلق بشأن توفير الحجم والكتلة ، كما كان على الأمريكيين القيام بذلك. ونتيجة لذلك ، إذا نظرنا إلى الوراء ، نرى إلى أي مدى تشارك أنظمة الفضاء الأوتوماتيكية التابعة لناسا بنشاط في دراسة النظام الشمسي (المريخ والمشتري وزحل وبلوتو ...). وكالة الفضاء الأوروبية ESA ، التي تشارك بنشاط في الأقمار الصناعية الصغيرة الحجم (السواتل الصغيرة والمتناهية الصغر) ، لا تتخلف عن الركب. في العقود المقبلة ، من غير المحتمل أن يتقن الشخص النظام الشمسي ، ولكن يمكن أن يتم ذلك بواسطة العقل البشري باستخدام "أيدي" الأجهزة الأوتوماتيكية مع "الذكاء" الضروري. بعد انخفاض 1990-2000 ،على الرغم من بعض النجاحات التي حققها المطورون المحليون ، إلا أن روسيا تفتقر بشدة إلى دوائرها الدقيقة الخاصة بها القادرة على حل مشكلات الحوسبة على المستوى الحديث أو حتى مستوى الغد (بعد كل شيء ، يتم التخطيط لمشاريع الفضاء لعدة سنوات) ولديها المقاومة الإشعاعية اللازمة والتسامح مع الخطأ. ولا تكمن المشكلة هنا كثيرًا في التأخير التكنولوجي الحالي ، كما هو الحال في عدم وجود فهم مشترك لظهور أنظمة الحوسبة هذه ، وبالتالي ، في عدم وجود قاعدة مكونات إلكترونية فحسب ، بل أيضًا برامج موثوقة وفعالة. لا يمكنك تكرار أخطاء الماضي - عليك أن تتعلم منها.قادر على حل المشاكل الحسابية على المستوى الحديث أو حتى مستوى الغد (بعد كل شيء ، يتم التخطيط لمشاريع الفضاء لعدة سنوات) وامتلاك المقاومة الإشعاعية اللازمة والتسامح مع الخطأ. ولا تكمن المشكلة هنا كثيرًا في التأخير التكنولوجي الحالي ، كما هو الحال في عدم وجود فهم مشترك لظهور أنظمة الحوسبة هذه ، وبالتالي ، في عدم وجود قاعدة مكونات إلكترونية فحسب ، بل أيضًا برامج موثوقة وفعالة. لا يمكنك تكرار أخطاء الماضي - عليك أن تتعلم منها.قادر على حل المشاكل الحسابية على المستوى الحديث أو حتى مستوى الغد (بعد كل شيء ، يتم التخطيط لمشاريع الفضاء لعدة سنوات) وامتلاك المقاومة الإشعاعية اللازمة والتسامح مع الخطأ. ولا تكمن المشكلة هنا كثيرًا في التأخير التكنولوجي الحالي ، كما هو الحال في عدم وجود فهم مشترك لظهور أنظمة الحوسبة هذه ، وبالتالي ، في عدم وجود قاعدة مكونات إلكترونية فحسب ، بل أيضًا برامج موثوقة وفعالة. لا يمكنك تكرار أخطاء الماضي - عليك أن تتعلم منها.عدم وجود قاعدة المكونات الإلكترونية فحسب ، بل أيضًا البرامج الموثوقة والفعالة. لا يمكنك تكرار أخطاء الماضي - عليك أن تتعلم منها.عدم وجود قاعدة المكونات الإلكترونية فحسب ، بل أيضًا البرامج الموثوقة والفعالة. لا يمكنك تكرار أخطاء الماضي - عليك أن تتعلم منها.

ملاحظات

1 Explorer I, II, III . ( ).

2 , „ “: „ - . , , -35 “.

3 , „“ „--“,
2010 [9].

4 : 11 1953 , .. , „“ ..
.

5 , 1958 Fairchild Semiconductor (., , [13]). , 1954 Texas Instruments (grown-junction), Fairchild
1958 - 2N697, 1959 —
2N1613.

6 — -60^oC +125^oC. — -55^oC...+125^oC.

7 . . IEEE (IEEE Medal of
Honor) « ».

8 , : [21]. , , , $25000 1952 [22].

9 (Van Allen belts), „ -“. [33]

10 Explorer 1 29 , . Western Electric WE 53194, 2N64, 2N328, 1N496 2N335. . [37]

[1] http://www.anekdot.ru/an/an0608/o060802.html, 2006, : 19.10.2016

[2] G. Ludwig, Opening Space Research: Dreams, Technology, and Scientific
Discovery, ser. Special Publications. Wiley, 2013. [Online]. Available:
books.google.ru/books?id=KjxofdQNdVoC : 19.10.2016

[3] Bigpicture, bigpicture.ru/?p=202699, 2011, : 19.10.2016

[4] Wikipedia, en.wikipedia.org/wiki/Explorer_1, : 19.10.2016

[5] space-vanguard.narod.ru/apparaty-sputniki.html, accessed: 19 October
2016.

[6] : « — !». . 2016. Accessed: 19 October 2016. <anchor>[7] .. , .. : “ ”, , pp. 123-144, 2007.

[8] .. : “ 60- ”, : , pp. 30-32, 2008.

[9] Lenta.ru, “ ” ” lenta.ru
news/2010/10/08/souyz/, 2010, accessed: 19 October 2016.

[10] .. : . , 1953. URL gen.lib.rus.ec/book/index.php?md5=0C726CE8BADDC5FF9AE683A8A69DCB3A.

[11] . . , .. : . . .: , 1990.

[12] Texas Instruments, www.ti.com/ww/eu/shapinginnovation, accessed: 19
October 2016.

[13] . : ().
www.koshcheev.ru/2016/06/13/hrushchev-mpe.

[14] Texas Instruments, www.ti.com/corp/docs/company/history/timeline
semicon/1950/docs/58orbit.htm, accessed: 19 October 2016.

[15] “ ,” www.155la3.ru.

[16] “ ,” statehistory.ru/1320
Razrabotka-pervykh-tranzistorov-v-SSSR/.

[17] . . : “ ”, , pp. 4-8, 2006.

[18] W. F. Brinkman, D. E. Haggan, and W. W. Troutman, “A history of the invention
of the transistor and where it will lead us,” IEEE Journal of Solid-State Circuits,
vol. 32, no. 12, pp. 1858–1865, Dec 1997.

[19] L. B. Ebert, “What the story of the invention of the transistor teaches us. about
21st century patent practice,” in J. Marshall Rev. Intell. Prop., 2008, pp. 80–89.

[20] M. Riordan and L. Hoddeson, Crystal Fire. The Invention of the Transistor and
the Birth of the Information Age. W. W. Norton & Company, 1998.

[21] D. Morton and J. Gabriel, Electronics: the life story of a technology. Johns
Hopkins University Press, 2007.

[22] T. J. Misa, Leonardo to the Internet: Technology and Culture from the
Renaissance to the Present. JHU Press, 2013.

[23] L. Berlin, The Man Behind the Microchip: Robert Noyce and the Invention of
Silicon Valley. Oxford University Press, 2006

[24] R. K. Bassett, To the Digital Age: Research Labs, Start-up Companies, and the
Rise of MOS Technology. JHU Press, 2007.

[25] MED-EL, “Learn about the history of hearing aids,” www.medel.
com/blog/learn-about-the-history-of-hearing-loss-part-1/, December 2015,
accessed: 19 October 2016.

[26] .. : . .: , 1955.

[27] .. : “ „SOS“!”, , 1994.

[28] “ retrotexnika.ru,” www.retrotexnika-forum.ru/talk
viewtopic.php?f=1&t=513&start=150, accessed: 19 October 2016.

[29] . , . : “ . ”, , pp. 34-38, 1960.

[30] “ ,” , no. 7,p. 17, 1957.

[31] . , “ ,” sosnovka41.narod.ru/antonov/antonov.files/tandems.htm.

[32] content.time.com/time/magazine/article/0,9171,893768,00.html,
accessed: 19 October 2016.

[33] .. : . --. .: , 1999.

[34] . , . : . .: , 2006.

[35] National Geographic , “ «-1»: ,” www.nat-geo.ru/science/154124-sputnik-avangard-1-vse-eshche-v-avangarde,
2015.

[36] , “ ,” , no. 4, pp. 55–56, 2013.

[37] “A transistor museum interview with dr. george ludwig,” www.semiconductormuseum.com/Transistors/LectureHall/Ludwig/Ludwig_Page5.htm.

[38] M. Williamson, “The early development of spacecraft electronics,” Engineering Science and Education Journal, vol. 10, no. 2, pp. 68–74, Apr 2001.

[39] S. Gerardin and R. Ecoffet, “Radiation effects in advanced components,” in
RADECS 2015 Short Course, 2015.

[40] R. Ecoffet, “Overview of in-orbit radiation induced spacecraft anomalies,” IEEE
Transactions on Nuclear Science, vol. 60, no. 3, pp. 1791–1815, June 2013.

[41] . : “ ”, , 2008.

أول ترانزستور في الفضاء: جوانب سباق الفضاء غير معروفة