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

Как надежно закрепить телевизор на стене? Как надежно закрепить телевизор на стене?

Делимся секретами установки телевизора на стену

CHIP
Вот это закалка! Вот это закалка!

Лето – самый благоприятный период для закаливания. Солнце, воздух, вода...

Лиза
Все, что нужно знать об уходе за лицом после бритья: полный гайд для мужчин Все, что нужно знать об уходе за лицом после бритья: полный гайд для мужчин

Пора познакомиться с уходом за кожей после бритья поближе

Playboy
Стрижка горячими ножницами — маркетинг? Мнение стилистов Стрижка горячими ножницами — маркетинг? Мнение стилистов

Как давно существует техника стрижки горячими ножницами и в чем ее смысл?

Cosmopolitan
Кристофер Хитченс о том, почему религия — зло Кристофер Хитченс о том, почему религия — зло

Почему религия — источник практически всех земных зол?

Esquire
Тауэр Тауэр

Тюрьма для высокородных дам и господ, включая и особ королевской крови

Дилетант
Планета у дачи Планета у дачи

О параллельном мире дач и о том, как его отражала архитектура

AD
15 лучших современных фильмов из 15 бывших советских республик 15 лучших современных фильмов из 15 бывших советских республик

Какое кино снимают бывшие республики СССР и как у них это получается

Maxim
25 бронебойных советов по ухаживанию 25 бронебойных советов по ухаживанию

Самые эффективные способы добиться расположения понравившейся тебе барышни

Maxim
Здоровый минимализм: как избавиться от лишних вещей и ни о чем не пожалеть Здоровый минимализм: как избавиться от лишних вещей и ни о чем не пожалеть

Поможет ли метод Мари Кондо сделать ваш дом счастливым и свободным?

Forbes
7 спортивных занятий для тех, кто не любит бег 7 спортивных занятий для тех, кто не любит бег

Что делать, если бегать вы не любите или не хотите?

РБК
«Я не умею делать это»: Кристина Асмус рассказала о своей вредной привычке «Я не умею делать это»: Кристина Асмус рассказала о своей вредной привычке

Кристина Асмус назвала 10 необычных фактов о себе

Cosmopolitan
Почему Антуан Гризманн так и не смог стать новым лидером «Барселоны»? Почему Антуан Гризманн так и не смог стать новым лидером «Барселоны»?

От чемпиона мира ждали лидерства в одном из лучших клубов Испании

GQ
Миллиардер Марк Кьюбан дал 4 совета, как эффективно управлять деньгами Миллиардер Марк Кьюбан дал 4 совета, как эффективно управлять деньгами

4 лучших совета Марка Кьюбана о том, как эффективно управлять личными финансами

Inc.
Как зумеры меняют бьюти-индустрию и понятие маскулинности: 5 главных трендов Как зумеры меняют бьюти-индустрию и понятие маскулинности: 5 главных трендов

Пять подходов к бьюти-рутине, в которых однозначно стоит брать с зумеров пример

Esquire
«Я вышла из зоны комфорта и очень собой горжусь» «Я вышла из зоны комфорта и очень собой горжусь»

Анна Плетнёва о красоте, гармонии с собой и новом альбоме

OK!
Уникальное свержение Уникальное свержение

Хрущёва предупреждали о заговоре, но он остался равнодушен к этим сигналам

Дилетант
Как поступить, если вы изменили партнеру, но не хотите расставаться Как поступить, если вы изменили партнеру, но не хотите расставаться

Вы изменили партнеру. Как поступить, чтобы сохранить отношения?

Psychologies
«Отец отнял у меня уверенность в себе как в женщине» «Отец отнял у меня уверенность в себе как в женщине»

Считается, что отношения с отцом во многом определяют женскую судьбу

Psychologies
Исследование: сидячая работа помогает сохранить мыслительные способности в старости Исследование: сидячая работа помогает сохранить мыслительные способности в старости

Люди, занятые умственным трудом, подвержены меньшему риску когнитивных нарушений

Inc.
Траур, кровь и расписание: все правила путешествий королевской семьи Траур, кровь и расписание: все правила путешествий королевской семьи

Как путешествует британская королевская семья

Cosmopolitan
Терапия зла Терапия зла

Как технологии лечения митохондриальных болезней 24 года идут к легализации

N+1
Проклятые фильмы: 6 кинокартин, где актеров постигли несчастья Проклятые фильмы: 6 кинокартин, где актеров постигли несчастья

Фильмы, вокруг которых всё еще витает злой рок

Cosmopolitan
У ваших ног У ваших ног

Советы по уходу за ногами от лучших подологов и подиатров

Glamour
Звезды в открытых браках: Уилл Смит, Тильда Суинтон и другие полигамные актеры Звезды в открытых браках: Уилл Смит, Тильда Суинтон и другие полигамные актеры

Некоторые пары договариваются, что в их браке найдется место и другим партнерам

Cosmopolitan
Как раскрутиться в TikTok: пошаговая инструкция от продюсера самых популярных русскоязычных блогеров Как раскрутиться в TikTok: пошаговая инструкция от продюсера самых популярных русскоязычных блогеров

Почему TikTok нужно завести прямо сейчас и как сделать контент вирусным

Forbes
Карен Газарян: Особенности национального харассмента Карен Газарян: Особенности национального харассмента

Почему в России харассмент стал инструментом для сведения личных счетов

СНОБ

Насколько мезотерапия дома безопасна? И можно ли делать ботокс дома?

Cosmopolitan
Наши финансы в кризис: возможные стратегии Наши финансы в кризис: возможные стратегии

Кризис можно использовать как возможность «разобраться» с деньгами

Psychologies
Легко заводятся: несколько аргументов в пользу того, почему стоит заводить больше детей, чем планируешь Легко заводятся: несколько аргументов в пользу того, почему стоит заводить больше детей, чем планируешь

Почему стоит заводить больше детей, чем планируешь?

Esquire
Открыть в приложении