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

Грехи Грехи

Мужчины, которые обеспечили себе место в аду, зарабатывая состояние и признание

Esquire
Женщина с безупречным вкусом: 8 модных правил Коко Шанель, актуальных сегодня Женщина с безупречным вкусом: 8 модных правил Коко Шанель, актуальных сегодня

Коко Шанель вошла в историю не только как модельер

Cosmopolitan
«Если весело тебе одному, что-то здесь не так». Дизайнер Рон Арад о дорогих стульях, хороших клиентах и ценности искусства «Если весело тебе одному, что-то здесь не так». Дизайнер Рон Арад о дорогих стульях, хороших клиентах и ценности искусства

Интервью с британским дизайнером-бунтарем и архитектором Роном Арадом

Forbes
Мы публикуем рецепт секретного допинг-коктейля российских олимпийцев «Дюшес» Мы публикуем рецепт секретного допинг-коктейля российских олимпийцев «Дюшес»

Отрывок из мемуаров Григория Родченкова – главного информатора WADA

GQ
#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
Как создатель полицейского сериала может стать миллиардером в эпоху протестов против силовиков Как создатель полицейского сериала может стать миллиардером в эпоху протестов против силовиков

Сериал «Закон и порядок» стал одной из самых прибыльных телевизионных франшиз

Forbes
Как чувство вины влияет на наши траты? Как чувство вины влияет на наши траты?

Как на нашей совестливости могут играть корпорации?

Psychologies
У вас мэтч: 5 секретов оформления профиля в дейтинговом приложении У вас мэтч: 5 секретов оформления профиля в дейтинговом приложении

Как презентовать себя в Тиндере, чтобы получать больше мэтчей

Playboy
Готовь батарею летом: как быть, чтобы автоаккумулятор не подвёл зимой Готовь батарею летом: как быть, чтобы автоаккумулятор не подвёл зимой

Проблемы с аккумуляторами автомобилей начинаются летом

Популярная механика
Стихия земли, или нечто Стихия земли, или нечто

В нашем герое западная культура смешалась с Владимирской областью

Seasons of life
Как Синди Шерман стала иконой современного искусства просто фотографируя себя Как Синди Шерман стала иконой современного искусства просто фотографируя себя

Синди Шерман в любом случае стала бы звездой

GQ
8 фильмов о еде: «Вкус жизни», «Ешь, молись, люби» и другие 8 фильмов о еде: «Вкус жизни», «Ешь, молись, люби» и другие

Киноленты, в которых еда становится одним из главных героев

РБК
В Казань на выходные В Казань на выходные

Прогулочно-гастрономический маршрут по столице Татарстана и окрестностям

СНОБ
Что такое согласие, или Новые правила секса Что такое согласие, или Новые правила секса

Чем опасно фокусировать внимание только на теме согласия на секс

СНОБ
Юлия Хлынина и Алексей Гуськов. Разговор по душам Юлия Хлынина и Алексей Гуськов. Разговор по душам

Разговор актрисы Юлии Хлыниной с народным артистом Алексеем Гусковым

Караван историй
Израильтяне и палестинцы по-разному поняли концепцию мира Израильтяне и палестинцы по-разному поняли концепцию мира

Понятие мира для израильтян и палестинцев связано с личным преимуществом

N+1
Кровавая госпожа: изощренные пытки помещицы Салтычихи Кровавая госпожа: изощренные пытки помещицы Салтычихи

Неужели эта хрупкая барышня в прямом смысле слова пролила реки крови?

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
Как нумизмат из Феодосии борется за свой Музей денег Как нумизмат из Феодосии борется за свой Музей денег

Почему Музей денег в Феодосии требуют закрыть

СНОБ
Славы много, денег мало: почему авторы видео в TikTok переходят на другие платформы Славы много, денег мало: почему авторы видео в TikTok переходят на другие платформы

У TikTok нет системы монетизации, бренды не понимают, как на ней продвигаться

VC.RU
«Омоложивающие» стрижки и окрашивания: как подобрать себе прическу — гид «Омоложивающие» стрижки и окрашивания: как подобрать себе прическу — гид

Отличный способ выглядеть свежо – скорректировать овал лица с помощью прически

Cosmopolitan
Жертвы домашнего насилия среди звезд: истории Рианны, Жасмин и других девушек Жертвы домашнего насилия среди звезд: истории Рианны, Жасмин и других девушек

Самые шокирующие истории знаменитостей, о которых они не побоялись рассказать

Cosmopolitan
«В каждом из нас живет сноб» «В каждом из нас живет сноб»

DJ Грув собрал всех своих друзей и устроил шумную вечеринку

OK!
30 главных мужских разочарований в жизни 30 главных мужских разочарований в жизни

Некоторые вещи при ближайшем рассмотрении куда хуже, чем казались издалека

Maxim
Пружинка слинки: игрушка, рожденная на войне Пружинка слинки: игрушка, рожденная на войне

Знаменитая игрушка пружинка слинки появилась в США в разгар Второй Мировой войны

Популярная механика
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
Красивый опыт с горением спиртовых паров Красивый опыт с горением спиртовых паров

Наглядную демонстрацию горения паров увидеть не так-то просто

Популярная механика
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
Что делать, если сгорела на солнце — инструкция от экспертов Что делать, если сгорела на солнце — инструкция от экспертов

Что можно делать, а что нельзя при солнечном ожоге разной степени?

Cosmopolitan
Можно попасть на миллион. Самые большие штрафы ГИБДД. Таблица Можно попасть на миллион. Самые большие штрафы ГИБДД. Таблица

Как простой автомобилист может быть оштрафован на сотни тысяч рублей?

РБК
Открыть в приложении