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

7 обычных продуктов, которые могут серьезно навредить 7 обычных продуктов, которые могут серьезно навредить

Какие из спутников обыденной жизни могут представлять серьезную опасность

Популярная механика
Вышла из тени Вышла из тени

Почему актриса Дакота Джонсон спокойно относится к популярности

Grazia
#пронауку: что такое лукизм и как он влияет на оценку окружающих #пронауку: что такое лукизм и как он влияет на оценку окружающих

Почему некоторые автоматически судят о личности по физической красоте?

РБК
6 простых способов улучшить твой финиш (так будет гораздо приятнее) 6 простых способов улучшить твой финиш (так будет гораздо приятнее)

Выведи ощущения на новый уровень.

Playboy
Неизвестный Ван Гог. Как прошел последний год жизни художника Неизвестный Ван Гог. Как прошел последний год жизни художника

Отрывок из книги Мартина Бейли о последних днях Ван Гога

Forbes
Игнорируйте «нет», приспосабливайтесь к рынку и не бойтесь саморазрушения: уроки Джеффа Безоса во время создания Kindle Игнорируйте «нет», приспосабливайтесь к рынку и не бойтесь саморазрушения: уроки Джеффа Безоса во время создания Kindle

Дэн Роуз о том, чему научился во время работы с основателем Amazon

VC.RU
Виктор Цой. 1989 – 1990 Виктор Цой. 1989 – 1990

24 июня 1990 года группа «Кино» дает концерт на стадионе «Лужники»

Esquire
«Молодых игроков нужно бросать в огонь»: президент КХЛ Алексей Морозов — о спорте после пандемии «Молодых игроков нужно бросать в огонь»: президент КХЛ Алексей Морозов — о спорте после пандемии

Президент КХЛ о начале нового сезона и будущем большого хоккея

Forbes
Ненастоящий царь Ненастоящий царь

В отечественной традиции свергнутый правитель воспринимается как слабый

Дилетант
«Требуем расстрелять нашего сына»: самый молодой преступник в СССР «Требуем расстрелять нашего сына»: самый молодой преступник в СССР

Владимир Винничевский — самый молодой серийный убийца в СССР

Cosmopolitan
Ну просто довели! Ну просто довели!

Иногда на работе случаются неприятные конфликтные ситуации

Лиза
Пять странных привычек известных спортсменов: от особой расстановки бутылочек с водой до детской присыпки Пять странных привычек известных спортсменов: от особой расстановки бутылочек с водой до детской присыпки

Шорты наизнанку — залог победы!

Maxim
Валентина Якунина: «Что сыграешь, то и проживешь» Валентина Якунина: «Что сыграешь, то и проживешь»

Валентина Якунина: «Наша профессия считается завидной, а для меня — это жизнь»

Караван историй
Диета для набора мышечной массы мужчинам: готовое меню и советы по питанию Диета для набора мышечной массы мужчинам: готовое меню и советы по питанию

Как добиться заветных рельефов?

Playboy
Русские хакеры снова в деле Русские хакеры снова в деле

Группировка Cosmic Lynx использует удивительно сложные методы для цифровых атак

GQ
Профессия — ретушер: кто стоит за идеальными фото российских звезд Профессия — ретушер: кто стоит за идеальными фото российских звезд

Почему инфлюэнсеры никогда не смогут отказаться от фотошопа?

РБК
Как изменилась Ольга Бузова после пластики Как изменилась Ольга Бузова после пластики

Пластический хирург комментирует изменения во внешности Ольги Бузовой

Cosmopolitan
8 самых популярных заблуждений о мозге 8 самых популярных заблуждений о мозге

Эта инструкция должна прилагаться к каждому мозгу!

Maxim
Сам себе фармацевт Сам себе фармацевт

Как правильно хранить лекарства в квартире

Лиза
От студентки-хиппи до несостоявшегося президента: эволюция стиля Хиллари Клинтон От студентки-хиппи до несостоявшегося президента: эволюция стиля Хиллари Клинтон

Трудно в это поверить, но когда-то Хиллари Клинтон была студенткой-хиппи

Cosmopolitan
Ворочают миллионами: сколько зарабатывает десятка самых богатых русских звезд Ворочают миллионами: сколько зарабатывает десятка самых богатых русских звезд

Сколько зарабатывают и на что тратят деньги самые богатые русские звезды до 40?

Cosmopolitan
«Килограмм мяса из пробирки — это месяцы работы и тысячи долларов»: российский стартап о «напечатанном» мясе для KFC «Килограмм мяса из пробирки — это месяцы работы и тысячи долларов»: российский стартап о «напечатанном» мясе для KFC

Почему производство мяса из пробирки такое дорогое и долгое

VC.RU
Новый альбом Cream Soda – лучший психоделический трип в вашей жизни Новый альбом Cream Soda – лучший психоделический трип в вашей жизни

Дима Нова: «Мы хотим, чтобы люди знали – не нужно бояться экспериментировать».

GQ
Опытным шитьем Опытным шитьем

Знакомимся с дизайнерами, которые исследуют отношения между одеждой и телом

Seasons of life
«Третий рейх. 16 историй о жизни и смерти» «Третий рейх. 16 историй о жизни и смерти»

Отрывок из книги «Третий рейх. 16 историй о жизни и смерти»

N+1
В окрестности Солнца обнаружен массив звезд родом из другой галактики В окрестности Солнца обнаружен массив звезд родом из другой галактики

Обнаружено неизвестное ранее инородное скопление звезд в Млечном Пути

Популярная механика
«Ударом в подбородок вряд ли можно вырубить мужика». Кто и как учит российских женщин самообороне «Ударом в подбородок вряд ли можно вырубить мужика». Кто и как учит российских женщин самообороне

Единственная в России женщина-эксперт по системе самообороны крав-мага

Forbes
Стелла Аминова: «Я очень деятельная и не могу сидеть на одном месте!» Стелла Аминова: «Я очень деятельная и не могу сидеть на одном месте!»

Бизнесвумен, мама шестерых детей Стелла Аминова о продуктивности на самоизоляции

Grazia
На дне бутылки: Дауни, Харди, Аффлек и другие веселые звездные алкоголики На дне бутылки: Дауни, Харди, Аффлек и другие веселые звездные алкоголики

Порой алкоголики бывают веселыми и обаятельными, как герои нашей подборки

Cosmopolitan
Виртуальная нереальность Виртуальная нереальность

Все оттенки VR-индустрии

Популярная механика
Открыть в приложении