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
Домашняя магия Домашняя магия

7 способов сделать из маленькой квартиры большую

Лиза
Ни капли конденсата: как утеплить гараж Ни капли конденсата: как утеплить гараж

Летом к зиме надо готовить не только сани, но и гараж

Популярная механика
Александр Макогон. Счастливый билет Александр Макогон. Счастливый билет

Актер Александр Макогон: «Я не собирался участвовать в продолжении "Ищейки"»

Караван историй
Алкогений: Петр Первый Алкогений: Петр Первый

Петр Великий был реформатором российского пьянства

Maxim
Как Российская и Британская империи приручали покоренные элиты Как Российская и Британская империи приручали покоренные элиты

Какие эпизоды истории находят отражение в современных политических событиях

СНОБ
Медвежьи павианы увидели в зоологах сородичей высокого ранга Медвежьи павианы увидели в зоологах сородичей высокого ранга

Даже привыкнув к зоологам, павианы всё равно чувствовали в них угрозу

N+1
Лучше не оглядываться Лучше не оглядываться

Насколько изменилась Украина за 30 лет независимости?

Огонёк
Человек — друг собаки: 5 правил обращения с питомцами Человек — друг собаки: 5 правил обращения с питомцами

Как проверить себя и понять, правильно ли мы ведем себя со своей собакой

Psychologies
«Он Ленина на *** послал!» «Он Ленина на *** послал!»

Третьего ареста он ждал в 1937 году, однако его арестовали уже после ежовщины

Дилетант
Уникальные и безумные: круглые броненосцы контр-адмирала Попова Уникальные и безумные: круглые броненосцы контр-адмирала Попова

Круглые броненосцы не имеют аналогов в мире и по сей день вызывают споры

Популярная механика
Дома с открытой планировкой, скоростные дороги и связь с природой — каким видел город будущего Фрэнк Ллойд Райт Дома с открытой планировкой, скоростные дороги и связь с природой — каким видел город будущего Фрэнк Ллойд Райт

Райт построил по своим проектам сотни домов, но город мечты так и не воплотил

VC.RU
Своевременный роман Своевременный роман

Феноменальный успех книги «Нормальные люди» и ее экранизации

Glamour
Население Земли начнет снижаться с 2050 года Население Земли начнет снижаться с 2050 года

После 2050 года население Земли пойдет на спад

Популярная механика
«Сценарий стал клеткой для актера» «Сценарий стал клеткой для актера»

Режиссер Дмитрий Мамулия снял свою версию «Преступления и наказания»

Огонёк
Сиреневые сады Леонида Колесникова Сиреневые сады Леонида Колесникова

Человек, который больше собственной жизни любил сирень

Караван историй
Подкастинг вместо бродкастинга Подкастинг вместо бродкастинга

Почему подкасты сейчас так важны

Эксперт

Как живут люди с дислексией

Cosmopolitan
До жути прекрасны: 10 самых сексуальных кинозлодеек всех времен – кто они До жути прекрасны: 10 самых сексуальных кинозлодеек всех времен – кто они

10 сексуальных злодеек, завоевавших любовь вопреки своей дьявольской сущности

Cosmopolitan
Катя Кузнецова: «Рада, что серьезные разочарования случились еще в юности» Катя Кузнецова: «Рада, что серьезные разочарования случились еще в юности»

Актриса Катя Кузнецова о съемках, харассменте и отношениях

Караван историй
Диалог с нейросетью Диалог с нейросетью

Как стимулировать цифровизацию в банке и зачем нужна биометрия

Эксперт
Виктор Цой. 1984 – 1988 Виктор Цой. 1984 – 1988

«Кино» требует развития, и Цой собирает электрический квартет

Esquire
Жизель и фрукты Жизель и фрукты

Гузель Магдиева прославилась благодаря десертам в виде овощей и фруктов

Bones
Ничего нового: почему мужчины в России начинают все активнее покупать винтажную одежду Ничего нового: почему мужчины в России начинают все активнее покупать винтажную одежду

Как развивается тренд на мужской винтаж — и что с ним происходит в России

Esquire
Стиль богатой женщины: какую обувь выбирают обладательницы миллионов на счету Стиль богатой женщины: какую обувь выбирают обладательницы миллионов на счету

Какую обувь носят наши богатые современницы

Cosmopolitan
Тауэр Тауэр

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

Дилетант
«Работа в модельном бизнесе лишает уверенности в себе» «Работа в модельном бизнесе лишает уверенности в себе»

Принято считать, что работа моделью подтверждает девушке: она хороша собой

Psychologies
Как легко бросить курить? 8 способов, которые работают Как легко бросить курить? 8 способов, которые работают

Эффективные приемы, помогающие бросить курить раз и навсегда

Playboy
Глазами иностранца: повышает ли знание нескольких языков ваши шансы на успех Глазами иностранца: повышает ли знание нескольких языков ваши шансы на успех

Какой иностранный язык после английского стоит выучить следующим

Forbes
7 древнейших храмов России 7 древнейших храмов России

О самых древних храмах России, некоторым из которых — больше 1000 лет

Культура.РФ
Открыть в приложении