В те годы, когда Владимир Зворыкин, выпускник Петербургского технологического института, повышал своё образование в парижском Коллеж де Франс, другой крупнейший русский изобретатель — телевизионщик Семён Катаев учился в церковноприходской школе...
Семён Исидорович Катаев родился 9 февраля 1904 г. в посаде Елионка нынешней Брянской области. Родители его — Исидор Петрович и Пелагея Алексеевна — были мещанами среднего достатка. Гонимые нуждой, Катаевы в 1909 г. переехали в поселок Сулин (Донбасс), затем перекочевали в станицу Великокняжескую, куда их не раз приглашали родственники из казаков, здесь с пропитанием семьи стало гораздо легче.
Сеня Катаев учился в церковноприходской школе и во сне не помышлял о высшем образовании, правда, втайне надеялся окончить ещё и реальное училище. После слёзных уговоров отца отдать его в реальное училище Семён был отдан в четвёртый класс, но проучился он там всего полгода. После этого был пристроен в мальчики к купцу. Домой он приносил из лавки ежемесячно рубля три — мало, но всё же подспорье в доме, где каждая копейка была на учёте.
В 1918—1920 гг. Семён Катаев служил в магазине Общества потребителей, где его отец работал ночным сторожем. Семья едва сводила концы с концами.
Перелом в судьбе Катаева произошёл после знакомства с комсомольцами, появившимися в станице Великокняжеской. Секретарь местной комсомольской ячейки предложил читающему всё подряд Семёну учиться в Ростове-на-Дону и написал рекомендацию. Семён был на седьмом небе от радости. Шёл 1920 г. Железнодорожные составы обычно катили мимо маленькой станции, что была неподалеку от станицы, лишь замедляли ход. В один из таких товарных составов, когда тот немного притормозил, и запрыгнул на ходу вместе с другими безбилетниками Семён. Ехал «зайцем» на подножке и на крыше вагона. В Ростов приехал чумазый, как кочегар.
В ростовских учреждениях, куда обратился Катаев, ему предложили поехать в Москву, в ГУВУЗ — Главное управление военно-учебных заведений, где он окончательно определит свой выбор: кем быть. В ГУВУЗе Семён был направлен на двухгодичные военно-хозяйственные курсы и уже начал учиться, но в самом конце 1920 г. курсы расформировали. Юношу демобилизовали, сняли с довольствия, из общежития, правда, не выгнали, но всё-таки Семён чувствовал себя повисшим между небом и землей. Ко всему прочему он ещё где-то подцепил малярию, мучавшую его частыми приступами. Но Катаев не расстался с мечтами об учёбе. Правда, чтобы поступить на рабфак, необходима была рекомендация предприятия или учреждения. То есть нужно было иметь работу. А найти её в 1921 г. было очень даже непросто. Образовался замкнутый круг.
Семён Катаёв идёт в Московский комитет комсомола. И без долгих разговоров сотрудники МК берут Катаева к себе, в отдел учёта. И бывший завкультпросветом станичной ячейки становится статистиком столичной организации. Корпит над картотекой день и ночь, спит здесь же на диване в кабинете. Скоро Катаева размещают в общежитии партии и комсомола. Катаев много читает, занимается самообразованием, часто посещает библиотеку. Он увлечён электротехникой, посещает вечером курсы подготовки в вуз. Вскоре на основе курсов возникает рабфак. На него зачисляют и Катаева, у которого теперь есть всё необходимое, включая и направление, полученное в МК комсомола. И в 1922 г. Катаев поступает на электротехнический факультет МВТУ.
Но забот по-прежнему хватает. В свои 18 лет Катаев выглядит болезненно: кожа да кости, жёлтое лицо. Не даёт о себе забыть и туберкулёз, обнаруженный по приезде в Москву. Временами его треплет лихорадка.
Ещё студентом Катаев придумывает усилитель всех частот, некоторые другие новшества. С первых месяцев учёбы в МВТУ он организует и возглавляет электротехнический кружок, где раскрываются
дарования таких будущих учёных, как В. А. Котельников (с 1954 г. — директор Института радиотехники и радиоэлектроники АН СССР, с 1970 г. — вице-президент АН СССР). Для Семёна Катаева это ещё и комсомольское поручение, которое он, однако, не называет «нагрузкой».
Что же касается телевидения, то им Катаев серьёзно начинает увлекаться с 1926—1927 гг. Он самостоятельно штудирует соответствующую литературу. И в конце концов не может не присоединиться к мнению Розинга: «В отношении катодной телескопии предсказания являются несравненно более благоприятными, чем в отношении механической», — пишет Розинг в статье «Электрическое дальновидение» («Научное слово», № 8, 1928 г.) Катаев проходит практику во Всесоюзном электротехническом институте (ВЭИ), где ведёт самостоятельные изыскания в качестве стажёра.
В 1929 г. Семён Катаев получает диплом инженера-электрика по радиоспециальности и поступает на работу в ВЭИ, где уже давно слывёт своим человеком. Здесь он занимается исследованиями под руководством своего учителя — известного советского радиофизика Б. А. Введенского. Выдвинуться в первые ряды крупнейших изобретателей-телевизионщиков Катаеву помогают не только его личные достоинства — природная одарённость, страстная любознательность, фантастическая работоспособность. У него хорошая теоретическая подготовка, отточенные навыки конструирования и отличная школа МВТУ и ВЭИ. Ю. С. Волков, сотрудник ВЭИ, в котором работает Катаев, в 1929 г. делает патентную заявку на «Устройство для электрической телескопии в натуральных цветах» (воспроизводимых последовательно с помощью электронно-лучевой трубки и складывающихся на экране в естественную многокрасочную картину). Пока Катаев лишь присматривается к подобным идеям, отмечая из них самые многообещающие. Анализ и строгие расчёты показывают, что будущее — за электронными системами дальновидения. Но их развитию мешает очень низкая чувствительность передающих трубок. Но как многократно повысить её? Необходимо использовать накопление зарядов. И возможности применить его скрывала в себе мозаика Кемпбелла Суинтона, правда, Суинтон остановился на полдороге.
Роль этого явления оценили и осознанно ввели в свои схемы передающих устройств (правда, оптико-механических) англичанин Г. Раунд в 1926 г. и американец Ч. Дженкинс в 1928 г. Дженкинс придумал панель с множеством фотоэлементов и соединённых с ним конденсаторов (накопителей), коммутируемых механическими переключателями. Но это было громоздкое сооружение, трудно выполнимое технически, оно оказалось мертворожденным детищем. В 1928 г. венгр К. Тиханьи создал проект передающей трубки со светоэлектрическим преобразователем в виде либо сплошного светочувствительного слоя, либо мозаики, содержащей большое количество изолированных фотоэлементов. Но из-за некоторых конструктивных несовершенств накопление зарядов не позволяло добиться резкого усиления видеосигналов. Гораздо лучше обеспечивалось оно в трубке А. П. Константинова (Ленинградский электрофизический институт). А. К. Константинов предложил её в 1930 г. Но и у неё имелись свои изъяны, из-за которых она осталась лишь чертежом на бумаге.
П. К. Горохов пишет в своей статье «К истории изобретения иконоскопа», напечатанной в журнале «Техника кино и телевидения» (№ 3, 1962 г.): «Первая передающая трубка, в которой оказалось возможным практически использовать эффект накопления зарядов, была изобретена в институте им. Ленина С. И. Катаевым».
Советская и американская разновидности иконоскопа (изобретённого В. К. Зворыкиным) похожи как две капли воды. Почти одновременно их появление тоже не в диковинку. Подобное случалось и раньше (из-за этого порой даже вспыхивали споры о приоритете).
Осенью 1931 г. Катаев вместе с возглавляемыми им сотрудниками ВЭИ начинает облекать свою схему в плоть из металла, слюды и стекла. В это же время он подаёт заявку на изобретение, заявка была зарегистрирована 24 сентября 1931 г. Авторское свидетельство СССР № 29.865 было зарегистрировано 30 апреля 1933 г. (В. К. Зворыкин заявку подал 13 ноября 1931 г. и получил патент США № 202110907 26 ноября 1935 г.)
В 1930 г. была учреждена комиссия по координации работ в области телевидения. Через несколько лет встал вопрос об открытии крупного научно- исследовательского центра, и в 1935 г. в Ленинграде будет открыт Всесоюзный научно-исследовательский институт телевидения.
Передача первого изображения при помощи своей трубки с развёрткой на несколько десятков строк происходит в том же 1931 г.
В декабре 1933 г. в Москве проходит II Всесоюзная конференция по телевидению (первая состоялась
в декабре 1931 г. в Ленинграде). Наряду с обсуждением итогов и перспектив развития, наибольшее внимание уделяется электронным системам, постепенно вытесняющим механические: идеи Розинга торжествуют.
В 1932 г. Катаев руководит разработкой вакуумной приёмной трубки с магнитной фокусировкой электронного луча (до этого применялись приёмные трубки с газовой фокусировкой).
В 1933 г. в сборнике «Материалы и вопросы техники реконструкции электрической связи и развития электронной промышленности во 2-й пятилетке» публикуется статья Катаева, посвящённая изобретённой им трубке. Иконоскоп продолжает совершенствоваться. Резко поднять его чувствительность помогает предложенный Катаевым перенос «электронного изображения» с проводящего фотокатода на диэлектрик (авторское свидетельство от 30 сентября 1933 г. с приоритетом от 20 февраля 1932 г.) Появляется супериконоскоп, созданный в 1933 г. П. В. Шмаковым и П. В. Тимофеевым (ВЭИ).
Но в США новшества внедряются гораздо быстрее, чем у нас. И именно Зворыкин и его сотрудники в США создают в 1933—1935 гг. первую в мире систему вещательного телевидения, основы которой затем перенимаются другими государствами.
В 1936 г. Катаев на несколько месяцев едет в США для обмена опытом и изучения вопроса о закупках оборудования для наших заводов, выпускающих электронные приборы. Посещает лабораторию американской радиокорпорации. Неоднократно встречается со Зворыкиным. Дарит ему свою только что вышедшую книгу «Электронно-лучевые телевизионные трубки» (М., Связьиздат, 1936 г.).
А в 1940 г. появляются два капитальных труда: в СССР — «Основы телевидения» под редакцией С. И. Катаева, в США — «Телевидение» В. К. Зворыкина и Дж. Мортона.
Принципы замедленного (малокадрового) телевидения, разработанные С. И. Катаевым и опубликованные им в 1934 г., нашли применение в последующие десятилетия, в частности в системах дальней передачи ТВ с бортов космических кораблей и автоматических станций.
В 1944 г. Катаев с группой специалистов предлагает впервые в мире стандарт телевизионного вещания на 625 строк, принятый в дальнейшем во многих странах.
В 1949 г. он предлагает использовать для телевизионного вещания Луну в качестве пассивного ретранслятора.
В 1957 г. Катаев одним из первых предлагает использовать для передач ТВ на большие расстояния искусственные спутники Земли.
Все инженеры, работающие с генераторами телевизионных разверток, пользуются теорией, созданной Катаевым. Его метод замедленного ТВ позволил осуществить телепередачи из космоса. Система уплотнения видео- и звуковых сигналов, разработанная Катаевым, и по сей день составляет основу знаний в мире ТВ.
До 1987 г. С. И. Катаев работал на кафедре телевидения в Московском электротехническом институте связи. Он подготовил более десяти докторов и более 50 кандидатов технических наук.