Академик НАН Украины Брауде С.Я.
Семен Яковлевич Брауде родился 28 января в Полтаве в семье служащих.В 1925 г. окончил трудовую, а в 1927 г. – профессионально-техническую школу и получил квалификацию монтера 6-го разряда. В 1928 г. поступил на физический факультет Государственного физико-химико-математического института (ныне Харьковский Национальный Университет имени В.Н.Каразина).
Во время учебы в вузе С.Я. Брауде проявил склонность к педагогической работе: студентом третьего курса начал преподавать математику, а затем физику в Харьковском машиностроительном институте. После окончания вуза он становится доцентом университета (с 1932 г.), в котором ведет активную преподавательскую работу до 1941 г. Одновременно С.Я. Брауде начинает заниматься научно-исследовательской деятельностью, которая станет основным смыслом его жизни. В 1933 г. он поступает на работу в первое на Украине физическое научно-исследовательское учреждение – Украинский физико-технический институт (УФТИ). Это были годы первой пятилетки, когда страна уделяла большое внимание развитию науки и техники как основы укрепления экономики и обороноспособности страны. Немаловажная роль принадлежала радиофизике и радиотехнике. В их недрах зародилось новое прикладное направление – радиолокация, основное назначение которой наблюдать на значительных расстояниях объекты, способные отражать электромагнитные волны (самолеты, корабли, танки и т.п.) распознавать их, определять местоположение и скорость. Для создания радиолокационных станций (РЛС) в первую очередь необходимо было разработать мощные генераторы непрерывного и импульсного излучения в метровых, дециметровых и более коротких диапазонах радиоволн. В лаборатории электромагнитного излучения УФТИ под руководством её основателя профессора А.А. Слуцкина (в последствии академика АН УССР) С.Я. Брауде приступил к экспериментальным и теоретическим исследованиям, посвященным созданию мощных и высокостабильных генераторов излучения в дециметровом и сантиметровом диапазонах. В ходе пионерских исследований коллективом лаборатории были разработаны мощные генераторы сверхвысокочастотных (СВЧ) колебаний на многорезонаторных магнетронах, которые значительно позже освоили за рубежом – вначале в Англии, а затем и в США.
В этот период С.Я. Брауде опубликовал ряд теоретических и экспериментальных работ, многие из которых сохраняют свое значение и ныне. Они посвящены изучению движения электронов в скрещенных электрических и магнитных полях, влиянию пространственного заряда на это движение, воздействию внешней электродвижущей силе на магнетрон с разрезным анодом. В 1937 г. С.Я. Брауде защитил диссертацию на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук, посвященную генерации мощных колебаний в дециметровом диапазоне радиоволн. Успехи, достигнутые в лаборатории А.А. Слуцкина в этой области, а также разработка всех необходимых для построения радиолокационной станции систем позволили в 1938 г. создать в Харькове первый в нашей стране СВЧ радиолокатор, работавший на волне 64 см. В качестве генератора СВЧ импульсов в нем использовался мощный многорезонаторный магнетрон. В отличие от РЛС, использовавших более длинные (метровые) волны, которые позволяли определять только две координаты объекта, новый радиолокатор давал возможность установить все три координаты: наклонную дальность, азимут и угол места. Он прошел боевую проверку под Москвой в первые месяцы Великой Отечественной войны. С.Я. Брауде непосредственно участвовал в разработке локатора, его испытаниях в системе ПВО Московского округа и в дальнейшем совершенствовании. По распоряжению Государственного Комитета Обороны он вместе с группой научных сотрудников УФТИ был направлен под Москву и прикомандирован к Институту связи Красной Армии, где работал до середины 1943 г. Медаль «За оборону Москвы», которой был удостоен С.Я. Брауде, свидетельствует о значимости указанных работ.
Этот период деятельности С.Я. Брауде завершается защитой в 1943 г. диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук, в которой он проявил себя не только как искусный физик-экспериментатор, но и как теоретик, свободно владеющий сложными математическими методами теории колебаний. С.Я. Брауде разработал теорию объемного заряда в магнетронах и с помощью нового оригинального метода решил нелинейные дифференциальные уравнения для так называемой двух поточной модели.
С середины 1943 г. С.Я. Брауде заведует лабораторией УФТИ, с коллективом которого в начале 1944 г. возвращается из эвакуации в Харьков. В это же время С.Я. Брауде возобновил педагогическую деятельность: с 1944 г. он профессор, а вскоре и заведующий кафедрой физики Харьковского строительного института. С 1946 г. С.Я. Брауде возглавляет кафедру передатчиков, а в последствии – теоретических основ радиотехники на созданном при его активном участии радиотехническом факультете Электротехнического института, который затем вошел в состав Харьковского политехнического института.
В 1947 г. по инициативе С.Я. Брауде в УФТИ организован отдел, в котором развивается новое научное направление – теоретическое и экспериментальное изучение распространения электромагнитных волн над поверхностью Земли. В эти годы развитие и внедрение разнообразных радиотехнических систем, созданных в ходе второй мировой войны и послевоенный период для навигации, связи, локации и других важнейших прикладных задач, сдерживалось недостаточным знанием законов распространения радиоволн в различных реальных условиях. Под руководством С.Я. Брауде впервые в нашей стране проведены детальные исследования распространения радиоволн над морской поверхностью в широком диапазоне длин волн, от сантиметров до сотен метров, на трассах различной протяженности: в области прямой видимости, в зоне полутени и тени. Эти измерения позволили получить много новых данных, важных как для теории, так и для практики. В частности, было экспериментально обнаружено неизвестное до этого аномально малое затухание СВЧ радиоволн в области глубокой тени (явление получило название дальнего тропосферного распространения).
Наряду с распространением радиоволн в стандартных метеорологических условиях С.Я. Брауде и его сотрудники экспериментально изучили и разработали методику прогнозирования очень важного, особенно в морских условиях, явления – так называемого атмосферного волновода. В этом случае обеспечилась передача СВЧ сигналов с малым затуханием на очень большие расстояния.
Кроме экспериментальных работ, С.Я. Брауде провел теоретические исследования, позволяющие расчетным путем достаточно точно определять напряженность электромагнитного поля при распространении в различных условиях. Эти исследования выдвинули С.Я. Брауде в ряды ведущих отечественных радиофизиков. В 1952 г. коллективу ученых, возглавляемому С.Я. Брауде, присуждена Государственная премия СССР в области науки и техники. В 1954 г. С.Я. Брауде удостоен высокой правительственной награды – ордена Трудового Красного Знамени. В 1955 г. на базе радиофизических отделов УФТИ был организован Институт радиофизики и электроники (ИРЭ) АН УССР. В его создании вместе с первым директором института академиком АН УССР А.Я. Усиковым активное участие принял С.Я. Брауде – бессменный заместитель директора института по научной работе до 1980 г. За большую и плодотворную научную и научно-организационную деятельность по развитию радиофизических исследований на Украине в 1958 г. С.Я. Брауде избран членом-корреспондентом Академии наук УССР.
В ИРЭ АН УССР С.Я. Брауде вместе с коллективом возглавляемого им отдела широко развернул начатые ранее работы в области распространения электромагнитных волн. При изучении процессов радиоволн над взволнованной поверхностью моря при импульсном режиме излучения был обнаружен ряд специфических эффектов, связанных с рассеянием радиоволн коротковолнового и средневолнового диапазонов на «шероховатостях» морской поверхности. В этих работах были заложены основы научного направления – радиоокеанографии, возникшего на стыке двух фундаментальных наук – радиофизики и океанографии. Эти и последующие исследования, проведенные на более высоких радиочастотах, позволили объяснить ряд свойств морского волнения и привели к разработке новой неконтактной методики определения параметров морского волнения береговыми установками. В отличие от широко применяемых до этого времени локальных методов определения характеристик морского волнения и аэрофотосъемки радиофизический способ использует эффект рассеяния радиоволн взволнованной поверхностью. При этом практически мгновенно и при любых метеорологических условиях измеряются усредненные параметры волнения в широком секторе углов и на различных удаленьях, вплоть до нескольких сот километров от измерительной установки.
Работы С.Я. Брауде по радиоокеанографии получили признание и высокую оценку радиофизиков и океанографов, их результаты изложены в большом числе статей, монографий и вошли в справочную литературу по морскому волнению.
При творческом участии С.Я. Брауде проводились многолетние наблюдения рассеяния СВЧ радиоволн на неоднородностях тропосферы. Эти исследования также представляли большой научный и прикладной интерес, так как изучаемые эффекты, подобно рассеянию на «шероховатостях» поверхности раздела, обуславливают случайные изменения (флуктуации) всех параметров радиосигнала при распространении в реальной среде. Было обнаружено и детально изучено новое явление – существенная зависимость флуктуационных характеристик радиосигнала от наличия поверхности раздела. Оказалось, что вблизи поверхности раздела характеристики случайного поля кардинально отличаются от детально исследованного до этого распространения радиоволн в турбулентной среде. Изучение флуктуаций при распространении радиоволн в турбулентной тропосфере привело к экспериментальному обнаружению ряда новых закономерностей, например открытию «флуктуационных вспышек», и позволило создать теорию распространения электромагнитных волн в статистически неоднородной среде вблизи поверхности раздела.
С 1957 С.Я.Брауде начинает интенсивно работать в области радиоастрономии – нового перспективного научного направления, которое с этого времени и до конца дней стало главным смыслом его научной деятельности. Проводимые здесь исследования касаются в основном проблем космического радиоизлучения в декаметровом диапазоне радиоволн. Это наиболее длинноволновый диапазон, где еще возможны измерения с Земли (более длинные радиоволны из космоса не достигают земной поверхности из-за экранирующего влияния ионосферы). Такие измерения представляют существенный интерес для современной астрофизики, так как данные о космическом излучении на волнах этого диапазона дают важнейшую научную информацию, которую сложно или вообще невозможно получить на более высоких частотах.
Из-за больших экспериментальных трудностей, связанных с влиянием ионосферы Земли, разнообразных искусственных и естественных помех, высокой температуры радиоизлучения Галактики, на первом этапе развития радиоастрономии (к концу 50-х годов) декаметровый диапазон еще фактически не был освоен. За рубежом были проведены лишь отдельные измерения нескольких наиболее интенсивных радиоисточников. С целью широкого освоения этого диапазона созданный С.Я.Брауде коллектив приступил к разработке высокоэффективных радиотелескопов, способных обеспечить помехоустойчивые измерения по разным научным программам. К концу 60-х годов в секторе радиоастрономии ИРЭ АН УССР, возглавляемом С.Я.Брауде, был разработан и сооружен ряд оригинальных инструментов с высокой направленностью и чувствительностью. В их числе уникальный декаметровый радиотелескоп УТР-2 (Украинский Т-образный радиотелескоп, 2-й вариант) с размерами антенн 1х2 км и площадью около 150 000 кв.м. до сих пор являющийся наиболее эффективным инструментом этого диапазона в мире.
С 1974 г., вскоре после начала эксплуатации УТР-2, С.Я.Брауде организует работу над новым смелым проектом – созданием системы интерферометров декаметрового диапазона (для частот 10-25 МГц) УРАН (Украинский радиоинтерферометр Академии Наук). Полностью введенный в эксплуатацию к 1993 году система состоит из пяти радиотелескопов, расположенных на территории Украины. Базовым астрономическим инструментом является телескоп УТР-2, остальные четыре инструмента (с эффективной площадью примерно в десять раз меньшей, чем УТР-2) образуют с базовой антенной четыре интерферометра. Антенна УРАН-1 расположена в г. Змиев (в 43 км от УТР-2), УРАН-2 – вблизи г. Полтавы (в 176 км от УТР-2), УРАН-3 – вблизи г. Шацка Волынской обрасти (в 956 км от УТР-2) и УРАН-4 – вблизи г. Одессы (в 592 км от УТР-2). Интерферометрические наблюдения на системе УРАН позволяют получать в декаметровом диапазоне рекордное угловое разрешение –около одной угловой секунды (при базе порядка 1000 км), что необходимо для изучения как протяженных, так и компактных радиоисточников.
Созданная С.Я. Брауде харьковская школа радиоастрономов занимает одно из ведущих мест в мировой науке. Результаты исследований С.Я. Брауде и его учеников докладывались на многих отечественных и международных конференциях и симпозиумах, публиковались в ведущих отечественных и зарубежных журналах и заслужили всеобщее признание. С.Я. Брауде – автор более 300 печатных работ: монографий, статей, изобретений и докладов. За выдающиеся научные заслуги и организаторскую деятельность по развитию радиоастрономической науки в нашей стране С.Я. Брауде в 1969 г. избран академиком АН УССР, а 1971 г. награжден вторым орденом Трудового Красного Знамени.
Творческие успехи коллектива радиоастрономов вдохновляли его руководителя С.Я. Брауде на осуществление своей заветной мечты: создание в Харькове радиоастрономического учреждения в системе Академии Наук. Важным шагом к этой цели стало образование в 1980 г. Отделения радиоастрономии ИРЭ АН УССР на базе ряда институтских отделов (руководитель Л.Н. Литвиненко). Благодаря усилиям академиков Л.Н. Литвиненко и С.Я. Брауде в 1985 г. на основе Отделения радиоастрономии был создан Радиоастрономический Институт НАН Украины (РИ НАНУ).
Научные достижения С.Я. Брауде получили высокую оценку. Его наградной список продолжал пополняться: три ордена «За заслуги» – III степени (1995 г.), II степени (1998 г.), I степени (2001 г.), Золотая медаль им. А.С. Попова (1983 г, единственная в Украине), премия и медаль Евразийского Астрономического общества (1997 г.), звание Заслуженный деятель науки и техники Украины (1991 г.). За успешную реализацию проекта УРАН С.Я. Брауде и группа его коллег в 1997 г. удостоены Государственной премии Украины.
Земной путь С.Я. Брауде завершился 29 июня 2003 года. Его яркая жизнь и выдающиеся достижения – пример для многих поколений. Радиоастрономический институт НАН Украины стал научным учреждением мирового уровня, включенным в активное международное сотрудничество в области радиоастрономии и радиофизики. Созданные на украинской земле по инициативе и под руководством С.Я. Брауде крупнейшие радиоастрономические системы – телескопы УТР-2 и УРАН – имеют большие перспективы развития и использования. Школа декаметровой радиоастрономии, основанная С.Я. Брауде, является общепризнанной в научном мире. И дальнейшее развитие этой школы, и все, что осуществил за свое творческое долголетие Семен Яковлевич Брауде, и наша светлая о нем память – лучший памятник этому яркому Ученому и Человеку.