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

Я в кризисе Я в кризисе

Психологи о детских кризисах года, трех и семи лет

Домашний Очаг
Никто не знает, что в коробке: как игрушки по $8 помогли 33-летнему китайцу стать миллиардером Никто не знает, что в коробке: как игрушки по $8 помогли 33-летнему китайцу стать миллиардером

Основатель Pop Mart Ван Нин собирается покорять зарубежные рынки

Forbes
Какие цели преследуют бренды, восстанавливая памятники архитектуры Какие цели преследуют бренды, восстанавливая памятники архитектуры

Почему известные бренды восстанавливают архитектурные памятники?

GQ
Биосфера-2: двухлетний эксперимент по выживанию в замкнутой среде, который провалился Биосфера-2: двухлетний эксперимент по выживанию в замкнутой среде, который провалился

В фильме «Марсианин» нам такого не обещали!

Maxim
Арабская экспансия в космос: зачем ОАЭ отправляют зонд к Марсу Арабская экспансия в космос: зачем ОАЭ отправляют зонд к Марсу

В ночь на 15 июля стартует первый марсианский зонд, созданный ОАЭ

Forbes
17 фильмов, в которых известные актеры снялись со своими детьми (или родителями) 17 фильмов, в которых известные актеры снялись со своими детьми (или родителями)

Тот случай, когда папа взял с собой на работу…

Maxim
Кто из звезд не общается с родственниками: Мадонна, Анджелина Джоли и другие Кто из звезд не общается с родственниками: Мадонна, Анджелина Джоли и другие

Семейные неурядицы не обходят стороной и знаменитостей

Cosmopolitan
Как связать руки ремнем девушке: пошаговая инструкция для BDSM-игр Как связать руки ремнем девушке: пошаговая инструкция для BDSM-игр

Основы связывания и бандажа

Playboy
Голуби и вороны-свистуны лишились сна из-за городского освещения Голуби и вороны-свистуны лишились сна из-за городского освещения

Ночное освещение нарушило структуру и продолжительность сна у двух видов птиц

N+1
Самый хозяйственный мужчина по знаку зодиака - кто он? Самый хозяйственный мужчина по знаку зодиака - кто он?

Кого лучше выбрать себе в партнеры, чтобы с чистой совестью ничего не делать

Cosmopolitan
С любовью к природе: 5 российских экобрендов одежды, созданных женщинами С любовью к природе: 5 российских экобрендов одежды, созданных женщинами

Модная индустрия может быть экологичной

Forbes
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
Астрономы впервые увидели исчезновение короны черной дыры Астрономы впервые увидели исчезновение короны черной дыры

Корона вокруг сверхмассивной черной дыры сначала исчезла, а потом восстановилась

N+1
Как чувство вины влияет на наши траты? Как чувство вины влияет на наши траты?

Как на нашей совестливости могут играть корпорации?

Psychologies
Что делать, когда все бесят и не правы? Что делать, когда все бесят и не правы?

Что делать с несовершенством мира?

Psychologies
Секс и наука: все главные факты об удовольствии Секс и наука: все главные факты об удовольствии

5 фактов о сексе, которые с научной точки зрения объясняют, почему он так хорош

Популярная механика
Кето-диета: меню на неделю, плюсы/минусы и результаты диеты Кето-диета: меню на неделю, плюсы/минусы и результаты диеты

Кето-диета стала чрезвычайно популярной за последние несколько лет

Cosmopolitan
Как увеличить системный раздел диска в Windows 10 Как увеличить системный раздел диска в Windows 10

Что делать, если у вас заканчивается память в системном разделе Windows 10?

CHIP
Щи из молодой капусты Щи из молодой капусты

Преимущества постных кислых щей: их можно есть и в горячем, и в холодном виде

Weekend
Как фермер из Владимирской области стал одним из крупнейших поставщиков Lay’s и зарабатывает на картошке больше 400 млн рублей в год Как фермер из Владимирской области стал одним из крупнейших поставщиков Lay’s и зарабатывает на картошке больше 400 млн рублей в год

Андрей Синицын начал картофельный бизнес еще в 90-х

Forbes
Корреляция перемещений помогла оценить талант футболистов Корреляция перемещений помогла оценить талант футболистов

Они сравнили корреляции движений игроков во время матча

N+1
Рассмешили весь мир: женщины-комики, которые не боятся жестко шутить над другими Рассмешили весь мир: женщины-комики, которые не боятся жестко шутить над другими

Эти женщины могут шутить на самые острые темы

Cosmopolitan
Пятиминутный путеводитель по бесполезным подаркам Пятиминутный путеводитель по бесполезным подаркам

Что делают люди с ненужными подарками и рейтинг самых бессмысленных подарков

Esquire
Борьба с депрессией: духовные практики Борьба с депрессией: духовные практики

В Дао духовное развитие связано со здоровьем тела и эмоциональным фоном

Psychologies
Жизель и фрукты Жизель и фрукты

Гузель Магдиева прославилась благодаря десертам в виде овощей и фруктов

Bones
Попытка взлома: почему заговорили о смерти программ МВА? Попытка взлома: почему заговорили о смерти программ МВА?

Бизнес-образование не может быть одновременно дешевым, быстрым и качественным

Forbes
Европейские перелетные птицы скорректировали сроки миграции из-за погоды Европейские перелетные птицы скорректировали сроки миграции из-за погоды

Сроки миграции птиц зависят от погодных условий в местах их отдыха

N+1
Фаркоп, обвес, багажник: водителей в 2021 году ждет важное изменение Фаркоп, обвес, багажник: водителей в 2021 году ждет важное изменение

Изменения в правила тюнинга перенесли на год

РБК
Кто такой социопат, и есть ли признаки социопатии у тебя? Кто такой социопат, и есть ли признаки социопатии у тебя?

В последнее время называть себя социопатом стало модно

Cosmopolitan
Положительный баланс Положительный баланс

Как победить психологию бедности?

Лиза
Открыть в приложении