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

5 приемов манипуляции, способных мотивировать сотрудников и не только 5 приемов манипуляции, способных мотивировать сотрудников и не только

Топ-5 психологических приемов, которые могут пригодиться в работе

Популярная механика
Человеческая микроглия получила раннюю специализацию Человеческая микроглия получила раннюю специализацию

Когда клетки человеческой микроглии приобретают черты зрелых?

N+1
В России бороться с боязнью химии будут с помощью VR-технологий В России бороться с боязнью химии будут с помощью VR-технологий

В ИТМО разрабатывают проект психокоррекционной программы по борьбе с хемофобией

Популярная механика
«Кусачее» солнышко «Кусачее» солнышко

У маленьких аллергиков летом часто возникает фотодерматоз

Лиза
Как устроена навигация у птиц и лососей Как устроена навигация у птиц и лососей

Отрывок из книги «Супернавигаторы: О чудесах навигации в животном мире»

СНОБ
Как бывший финансист из Лондона заработал 1,5 млрд рублей на сносе зданий в России Как бывший финансист из Лондона заработал 1,5 млрд рублей на сносе зданий в России

Как «Крашмаш» закрепился на рынке демонтажа

Forbes
Сантьяго Ластра: «Время ненужных инноваций уходит» Сантьяго Ластра: «Время ненужных инноваций уходит»

Интервью с мексиканским шеф-поваром Сантьяго Ластра

Bones
«Я проклинала Тома Круза!»: неожиданные факты об актрисе Тэнди Ньютон «Я проклинала Тома Круза!»: неожиданные факты об актрисе Тэнди Ньютон

Актрисе Тэнди Ньютон совсем не понравилось когда-то работать с Томом Крузом

Cosmopolitan
«Пусть вам станет стыдно!»: Алена Водонаева призналась, почему у нее бесплодие «Пусть вам станет стыдно!»: Алена Водонаева призналась, почему у нее бесплодие

Алена Водонаева ответила, почему у девятилетнего Богдана нет брата или сестры

Cosmopolitan
Spektrum (Германия): конец человечества в результате изменения климата Spektrum (Германия): конец человечества в результате изменения климата

Действительно ли человечество вымрет по собственной вине?

ИноСМИ
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
Влюбленный в смерть: безумный доктор, который прожил с трупом 7 лет Влюбленный в смерть: безумный доктор, который прожил с трупом 7 лет

Очередная история, которая доказывает, что реальность причудливее вымысла

Cosmopolitan
Спад эпидемии тифа в варшавском гетто объяснили социальным дистанцированием Спад эпидемии тифа в варшавском гетто объяснили социальным дистанцированием

Официальная статистика смертности в варшавском гетто, похоже, была занижена

N+1
Отключение нейронов таламуса заставило мышей-наркоманов забыть про морфин Отключение нейронов таламуса заставило мышей-наркоманов забыть про морфин

Ученые нашли новый способ лечения зависимостей

N+1
Одна вокруг света: места Рериха и неуправляемый хаос Одна вокруг света: места Рериха и неуправляемый хаос

79-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко

Forbes
«Для него компания — дело всей жизни»: как бывший сенатор воюет с миллиардерами из списка Forbes за свой бизнес «Для него компания — дело всей жизни»: как бывший сенатор воюет с миллиардерами из списка Forbes за свой бизнес

Компания Petropavlovsk переживает третий с 2017 года корпоративный конфликт

Forbes
Личная жизнь участниц Comedy Woman: с кем встречаются Варнава, Сысоева и другие Личная жизнь участниц Comedy Woman: с кем встречаются Варнава, Сысоева и другие

Что происходит в личной жизни у звезд юмористического шоу Comedy Woman?

Cosmopolitan
Рецепт чистоты: как очистить чугунную сковороду Рецепт чистоты: как очистить чугунную сковороду

В чистке чугунной сковороды тоже есть свои нюансы

Популярная механика
Средства для очищения кожи: польза или вред? Средства для очищения кожи: польза или вред?

У наших любимых средств для очищения кожи грязное прошлое

Psychologies
Семейные ценности: как российским миллиардерам правильно передать состояния детям Семейные ценности: как российским миллиардерам правильно передать состояния детям

Почему дети богатых родителей редко участвуют в управлении семейным делом

Forbes
Купи! Купи! Купи! Купи! Купи! Купи!

Как объяснить ребенку, почему вы не можете прямо сейчас купить именно эту вещь

Домашний Очаг
Наши ребята! Харди, Лоу, Шварценеггер, Кейдж и другие актеры в роли русских Наши ребята! Харди, Лоу, Шварценеггер, Кейдж и другие актеры в роли русских

Кто из знаменитых иностранцев играл русских - и как это у них получилось

Cosmopolitan
Как и зачем выучить китайский язык Как и зачем выучить китайский язык

Начать говорить с 1,5 млрд человек проще, чем кажется

Maxim
Как мы обманываем себя, пытаясь быть эффективными Как мы обманываем себя, пытаясь быть эффективными

Отрывок из издания для топ-менеджеров «Настольная книга лидера»

Forbes
Медийные лица и русская классика Медийные лица и русская классика

Тележурналистика за годы целевой пропаганды заметно деградировала

СНОБ
Можно ли взорвать гранату выстрелом Можно ли взорвать гранату выстрелом

В кино пуля - идеальный детонатор, но в реальной жизни всё несколько сложнее

Популярная механика
Звезды, которые стали жертвами насилия в детстве, – шокирующие истории Звезды, которые стали жертвами насилия в детстве, – шокирующие истории

Знаменитости, которые нашли силы поделиться ужасными историями из своего детства

Cosmopolitan
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
Что нужно знать о суперспорткарах Lamborghini Huracán EVO Что нужно знать о суперспорткарах Lamborghini Huracán EVO

Две спортивные модели, которые порадуют владельцев мощным мотором

РБК
Четвероногое счастье: любовь питомцев лечит от стресса Четвероногое счастье: любовь питомцев лечит от стресса

Собаки, кошки, морские свинки... Домашние питомцы дарят нам радость

Psychologies
Открыть в приложении