Технологии, разработанные для военных задач, продвигают фундаментальную науку

Популярная механикаНаука

Как война помогает науке: боевая астрономия

На протяжении тысячелетий многие научные достижения человечества первым делом применялись в военных областях. Но в последние сто лет наблюдается и обратная тенденция: технологии, разработанные для сугубо военных задач, расширяют наши знания об окружающем мире и значительно продвигают вперед фундаментальную науку.

Алексей Левин

e62f58269d0d97f64407ea8272271f36.jpg

История связей между военными ведомствами и фундаментальной наукой началась в годы Первой мировой войны и набрала силу во время Второй мировой. Ядерная физика, гидродинамика и радиохимия серьезно продвинулись благодаря созданию атомного оружия, прогрессу радиофизики способствовала разработка радиолокаторов, а потребности оборонки в вычислительных алгоритмах, компьютерах и твердотельной электронике привели к быстрому развитию информационных технологий.

Но есть вещи и менее известные. Военный пирог оказался весьма питательным и для наук о Вселенной. Расширение наблюдательной базы астрономии за счет использования всех диапазонов электромагнитного спектра, повышение разрешающей способности гигантских оптических телескопов с помощью лазерной техники, создание систем связи с космическими аппаратами — все эти достижения использовали военные технологии или хотя бы частично — военное финансирование.

В инфракрасных лучах

Выход астрономии за рамки оптических наблюдений начался с освоения инфракрасного диапазона. Первым был англичанин Чарльз Пиацци Смит, который в 1856 году с помощью термопары зарегистрировал тепловое излучение Луны. В 1878 году американский астроном и физик Сэмюэл Пирпонт Лэнгли изобрел другой детектор, регистрирующий изменения электрического сопротивления платиновой пластинки под действием теплового потока. Прибор Лэнгли, который он назвал болометром, различал перепады температур порядка стотысячной доли градуса. С его помощью астрономы измерили тепловое излучение Солнца, Юпитера и Сатурна, а затем и самых ярких звезд — Веги и Арктура. Впрочем, сенсоры на термопарах тоже не остались без дела. В 1915 году сотрудник американского Национального бюро стандартов Уильям Кобленц настолько повысил их чувствительность, что смог детектировать ИК-излучение более сотни светил нашей Галактики. В 1920-е годы американские астрономы, прежде всего Сет Николсон и Эдисон Петтит, приступили к первому систематическому инфракрасному мониторингу ночного неба.

Однако прогресс ИК-астрономии в течение всей первой половины XX века сдерживался весьма ограниченными возможностями приборов. Металлические болометры и термопары просто недостаточно чувствительны для регистрации сверхслабого тепла далеких звезд и туманностей. К тому же они не обладают спектральной селективностью (это означает, что их показания зависят от дозы поглощенной тепловой энергии излучения, но не от его частотного состава). Этим бедам могли помочь полупроводниковые приборы, но их тогда не существовало.

8ee8ebc3f30bc4bb932b01f13977d970.jpg
Космические обсерватории, создание которых стало возможным в том числе благодаря успехам ракетной техники и различных военных систем, существенно расширили возможности астрономии. На картинке — центр нашего Млечного Пути, как его видят космические телескопы различных диапазонов. Инфракрасный Spitzer (показано красным) видит облака космической пыли, Hubble в ближнем ИК (желтым) — области активного звездообразования, а рентгеновский телескоп Chandra (синим) — газ, разогретый до очень высоких температур при взрывах звезд или падении (аккреции) на сверхмассивные черные дыры.

И вот здесь астрономия получила помощь от военных. В 1932 году аспирант физического факультета Берлинского университета Эдгар Вальтер Кучнер стал изучать изменение электрического сопротивления кристаллов сульфида свинца (PbS) под воздействием теплового излучения (это свойство называется фотопроводимостью). Уже через год он получил финансирование от военного министерства, которое заинтересовалось возможностью применения этого эффекта в приборах ночного видения. В 1937 году Кучнер возглавил разработку инфракрасных систем для германских ВВС, которыми занималась фирма Electroacustic в Киле. В 1947 году Кучнер эмигрировал в США, где сначала работал в лабораториях ВМФ, а потом в аэрокосмической корпорации Lockheed. Инфракрасными системами наведения для самолетов и ракет на базе сульфида свинца и сульфида таллия занимались и другие немецкие фирмы, в частности AEG и Carl Zeiss. После войны информация об этих разработках попала в Америку.

87a239e1a7d7c93e108921c33c489e32.jpg
Земная атмосфера имеет несколько довольно узких «окон прозрачности», так что с поверхности Земли можно увидеть совсем немногое (по астрономическим меркам). Усилия военных сделали возможным не только выведение научной аппаратуры в космос, но и серьезно повлияли на становление радиоастрономии (которая работает как раз в одном из «окон прозрачности»).

Аналогичные программы в 1940-е годы осуществлялись также в США и Британии. Подобно немецким проектам, все они были сильно засекречены. После войны в США были созданы новые полупроводниковые детекторы инфракрасного излучения с использованием селенида и теллурида свинца и антимонида индия; в британских лабораториях были разработаны детекторы на базе соединения ртути, теллура и кадмия. Уже в середине 1950-х такие детекторы появились в системах наведения американских ракет класса «воздух-воздух» Sidewinder, которые разрабатывались с 1946 года.

Осенью 1945 года о полупроводниковых детекторах ИК-диапазона узнал перебравшийся в США голландский астроном Джерард Койпер (тот самый, в честь которого назван «пояс» далеких спутников Солнца, обращающихся за орбитой Плутона). Эту информацию он извлек из бесед с немецкими учеными, которых допрашивали американские военные. Койпер связался с физиком из Северо-Западного университета Робертом Кэшманом, который с 1941 года разрабатывал такие детекторы в США, и они договорились о совместном запуске программы наблюдений звезд и планет в ИК-диапазоне в техасской обсерватории Макдональд. Эта программа и стала первой ласточкой в области ИК-астрономии на базе полупроводниковых детекторов. В Англии подобные наблюдения вскоре начал Питер Фелгетт, который в военные годы тоже участвовал в создании детекторов на основе сульфида свинца.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Турецкий марш Турецкий марш

Военная мощь Турции неожиданно оказалась предметом большого интереса

Популярная механика
Алкогений: Леонид Филатов Алкогений: Леонид Филатов

О поэте, актере и писателе Леониде Филатове никогда не ходило алкогольных баек

Maxim
«Сейчас нет героев» «Сейчас нет героев»

Актриса Ангелина Стречина о субличностях и об отношениях с родителями

OK!
Правила жизни Хелен Миррен Правила жизни Хелен Миррен

Хелен Миррен: «Все актеры — жулики и бродяги»

Esquire
Вторые после Луны: сколько на самом деле спутников у Земли Вторые после Луны: сколько на самом деле спутников у Земли

Луна далеко не так одинока, какой кажется

Популярная механика
Аманда Сейфрид: «Стараюсь никого не осуждать» Аманда Сейфрид: «Стараюсь никого не осуждать»

Аманда Сейфрид – о неуверенности в себе и безотказном способе поднять настроение

Cosmopolitan
Правила жизни Эннио Морриконе Правила жизни Эннио Морриконе

Правила жизни итальянского композитора, аранжировщика и дирижера Эннио Морриконе

Esquire
11 фактов об изобретателе револьвера Сэмюэле Кольте 11 фактов об изобретателе револьвера Сэмюэле Кольте

Сэмюэль Кольт дружил с русскими царями и поджег родную школу

Maxim
Последние 30 лет в Европе оказались рекордными по наводнениям за пятьсот лет Последние 30 лет в Европе оказались рекордными по наводнениям за пятьсот лет

Почему в Европе увеличилось количество наводнений

N+1
Кроме костюма: необычные наряды, в которых женились знаменитые мужчины Кроме костюма: необычные наряды, в которых женились знаменитые мужчины

Идеи свадебных костюмов от Мика Джаггера, Джона Леннона и не только

Esquire
Как проснуться за 1 минуту Как проснуться за 1 минуту

Вам наверняка хорошо известно, как важно правильно выстроить свое утро

Inc.
Алексей Шевченков: Алексей Шевченков:

Интервью с заслуженным артистом Алексеем Шевченковым

Караван историй
Почему женщина не хочет детей, и что делать мужчине? Основные причины и советы Почему женщина не хочет детей, и что делать мужчине? Основные причины и советы

Что делать, если девушка не хочет детей, а ты всегда мечтал о ребенке?

Playboy
Не совершай их больше! 7 самых распространенных ошибок в уходе за волосами Не совершай их больше! 7 самых распространенных ошибок в уходе за волосами

Каждый день мы, того не зная, совершаем массу ошибок и портим наши локоны

Cosmopolitan
Палеоантропологи нашли ашельское рубило из бедренной кости бегемота Палеоантропологи нашли ашельское рубило из бедренной кости бегемота

На стоянке Консо-Гардула обнаружили ручное рубило ашельской культуры

N+1
Что такое согласие, или Новые правила секса Что такое согласие, или Новые правила секса

Чем опасно фокусировать внимание только на теме согласия на секс

СНОБ
Как диджитал помогает заботиться об экологии Как диджитал помогает заботиться об экологии

Как диджитал поможет донести важную информацию до этих самых миллионов

СНОБ
Тайные послания Тайные послания

Могут ли сны предсказывать будущее, предостеречь и направить человека?

Лиза
Списали с натуры Списали с натуры

Загородный дом, оформленный студией “МК‑Интерио”

AD
Кто такие майнд-коучи и зачем нужно тренировать мозг Кто такие майнд-коучи и зачем нужно тренировать мозг

Что такое майнд-фитнес и почему прокачивать мозг полезно

РБК
Нейрофизиолог, которая верила в магию мозга: чем известна Наталья Бехтерева Нейрофизиолог, которая верила в магию мозга: чем известна Наталья Бехтерева

Вспоминаем биографию советского и российского нейрофизиолога Натальи Бехтеревой

Esquire
Вышли из тени Вышли из тени

Кому летом в городе нужно обязательно пользоваться кремом с SPF

Лиза
Родительские инвестиции.  Как бросить офис и зарабатывать 380 млн в год на частных детских садах Родительские инвестиции.  Как бросить офис и зарабатывать 380 млн в год на частных детских садах

Как открыть успешную сеть английских детских садов

Forbes
Из клана Вашингтонов Из клана Вашингтонов

Все об актере Джоне Дэвиде Вашингтоне

Glamour
Пример для подражания: Вера Полозкова Пример для подражания: Вера Полозкова

Вера Полозкова – о страхе перед публикой и писательском ремесле

Cosmopolitan
От фрика до голливудской дивы: 8 звезд, отказавшихся от своего культового образа От фрика до голливудской дивы: 8 звезд, отказавшихся от своего культового образа

Звезды, которые остепенились и изменили прежнему образу

Cosmopolitan
Секс-символы нашего детства: гардемарины, мушкетеры и медведь Секс-символы нашего детства: гардемарины, мушкетеры и медведь

Мы их никогда не забудем, и за наше счастливое детство мерси боку

Cosmopolitan
Расстояние до опасного незнакомца повлияло на реакцию страха в мозге Расстояние до опасного незнакомца повлияло на реакцию страха в мозге

Близкая угроза запомнилась дольше

N+1
7 самых изощренных пыток в истории 7 самых изощренных пыток в истории

Средневековье прошло, но мир по-прежнему обожает читать про пытки

Maxim
10 типов мужчин, которые отпугивают девушек на первом свидании 10 типов мужчин, которые отпугивают девушек на первом свидании

Многие мужчины слепы и в упор не видят свои недостатки

Maxim
Открыть в приложении