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

Полеты во сне и наяву Полеты во сне и наяву

Алексей Пивоваров пытается превратить ютьюб в СМИ с качественной журналистикой

Tatler
Вместо некролога: Конституция России 1993-2020 Вместо некролога: Конституция России 1993-2020

Краткие, но яркие итоги жизни «ельцинская» конституции 1993 года

Forbes
Как работают постановочные выборы в России Как работают постановочные выборы в России

Отрывок из книги Ивана Крастева о политической ситуации в России

СНОБ
Моделирование указало на десятки активных вулканических структур на Венере Моделирование указало на десятки активных вулканических структур на Венере

На Венере все еще происходят внутренние геологические процессы

N+1
Об одном забытом слове Об одном забытом слове

Что случилось с первой матцею московского первопечатника?

Наука и жизнь
Кровавый путь самурая: обзор на игру Ghost of Tsushima — увлекательную, но слегка запоздавшую Кровавый путь самурая: обзор на игру Ghost of Tsushima — увлекательную, но слегка запоздавшую

Ghost of Tsushima — игра о самурае, освобождающем японские острова от орды

Esquire
Как убрать брыли на лице и сохранить овал без уколов и подтяжки Как убрать брыли на лице и сохранить овал без уколов и подтяжки

Что такое брыли и как с ними бороться?

Cosmopolitan
7 мест, в которые нужно сходить в Ростове-на-Дону 7 мест, в которые нужно сходить в Ростове-на-Дону

Едете в Ростов-на-Дону? Берите с собой удобную обувь

GQ
Оскандалились! Родственники королевских особ, которые опозорили монархов Оскандалились! Родственники королевских особ, которые опозорили монархов

Даже в королевских семьях встречаются «черные овцы»

Cosmopolitan
«Вирусная» песня зонотрихий за шестьдесят лет захватила всю Канаду «Вирусная» песня зонотрихий за шестьдесят лет захватила всю Канаду

За шестьдесят лет птицы белошейные зонотрихии полностью изменили свой репертуар

N+1
«Русские женщины потрясающе выглядят в шляпах». Как дизайнер Филип Трейси украсил головы всей британской знати «Русские женщины потрясающе выглядят в шляпах». Как дизайнер Филип Трейси украсил головы всей британской знати

Как превратить шляпу из аксессуара пожилых людей в must have аристократии?

Forbes
Связь серпинов с биливердином подарила лягушкам сине-зеленый окрас Связь серпинов с биливердином подарила лягушкам сине-зеленый окрас

Серпины меняют спектр отражения биливердина в теле лягушек

N+1
Cream Soda — о новом альбоме, криках «Уходите!» и неплохой песне Бузовой Cream Soda — о новом альбоме, криках «Уходите!» и неплохой песне Бузовой

Интервью с участниками Cream Soda Анной Романовской, Димой Нова и Ильей Гадаевым

РБК
«Наша цель  — раздеть Лукашенко»: уехавший в Россию соперник белорусского президента о бегстве и стратегии оппозиции «Наша цель  — раздеть Лукашенко»: уехавший в Россию соперник белорусского президента о бегстве и стратегии оппозиции

Почему Валерий Цепкало не верит в честную победу Александра Лукашенко

Forbes
Секс, мастурбация и петтинг сделают вас умнее, но не стройнее Секс, мастурбация и петтинг сделают вас умнее, но не стройнее

Да, в чем-то секс похож на спорт, но похудеть от него не получится

Psychologies
Носочки для педикюра - спасение или опасная процедура? Мнение экспертов Носочки для педикюра - спасение или опасная процедура? Мнение экспертов

Безопасны ли азиатские носочки для педикюра

Cosmopolitan
Углеродные звезды в два раза больше Солнца оказались основными поставщиками углерода Углеродные звезды в два раза больше Солнца оказались основными поставщиками углерода

Главными «поставщиками» углерода в Млечном пути были углеродные звезды

N+1
Парный выход: 10 самых незабываемых парных выходов звезд Парный выход: 10 самых незабываемых парных выходов звезд

Считается, что у влюбленных пар даже стиль со временем становится похожим

Cosmopolitan
Зависимость и навязчивое поведение: как распознать тревожные признаки Зависимость и навязчивое поведение: как распознать тревожные признаки

Истинная причина навязчивого поведения — страх

Psychologies
ЛиАЗ-667: история самого любимого автобуса в СССР ЛиАЗ-667: история самого любимого автобуса в СССР

ЛиАЗ-667 - такой же символ эпохи, как автомат с газировкой

Популярная механика
10 предметов гардероба, с размером которых мы часто ошибаемся 10 предметов гардероба, с размером которых мы часто ошибаемся

Каждая девушка хотя бы раз в жизни ошибалась с размером обновки

Cosmopolitan
Почему бренды стали активно сотрудничать с ремесленниками Почему бренды стали активно сотрудничать с ремесленниками

Почему ручное мастерство стало все чаще выходить на передний план

GQ
Порядок по-белорусски: как Лукашенко прополол электоральное поле Порядок по-белорусски: как Лукашенко прополол электоральное поле

Главные оппоненты Лукашенко не были зарегистрированы кандидатами в президенты

Forbes
5 укусов насекомых, которые нельзя игнорировать (могут возникнуть осложнения) 5 укусов насекомых, которые нельзя игнорировать (могут возникнуть осложнения)

Будь начеку с этими насекомыми!

Playboy
Как Трамп заработал миллионы долларов на своей предвыборной кампании Как Трамп заработал миллионы долларов на своей предвыборной кампании

Дональд Трамп не потратил на свой предвыборный штаб ни цента

Forbes
Прыщи — от молока, отеки — от сладкого: как съеденное влияет на внешность Прыщи — от молока, отеки — от сладкого: как съеденное влияет на внешность

Часто провокаторы неприятностей с кожей находятся на твоей тарелке

Cosmopolitan
Лофтус Холл: самый известный в Ирландии дом с привидениями Лофтус Холл: самый известный в Ирландии дом с привидениями

По местным приданиям, привидения в доме появились после визита самого дьявола

Maxim
Создатели MSQRD рассказали об уходе из Facebook и новом проекте Loóna, в который уже инвестировала Наталья Водянова Создатели MSQRD рассказали об уходе из Facebook и новом проекте Loóna, в который уже инвестировала Наталья Водянова

Интервью с создателями приложения, которое помогает уснуть

VC.RU
Фильмы про мистику на основе реальных событий: 15 загадочных картин Фильмы про мистику на основе реальных событий: 15 загадочных картин

Истина где-то рядом?

Playboy
«В современной экономике ценность имеют только люди». Интервью с создателями маркетплейса, где можно продать свое время или купить чужое «В современной экономике ценность имеют только люди». Интервью с создателями маркетплейса, где можно продать свое время или купить чужое

Кирилл Горюнов и Влас Лезин запустили в США маркетплейс Human IPO

Inc.
Открыть в приложении