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
Война за воспитание Война за воспитание

Как продолжать любить своих несовершенных отпрысков?

Psychologies
Доступ к терапии за неделю вместо полутора лет: что делает стартап Sprout, чтобы дети с аутизмом скорее получили помощь Доступ к терапии за неделю вместо полутора лет: что делает стартап Sprout, чтобы дети с аутизмом скорее получили помощь

Юрий Якубчик запустил стартап для помощи детям с аутизмом

VC.RU
FOGO: почему карантин закончился, а страх выходить из дома остался FOGO: почему карантин закончился, а страх выходить из дома остался

Почему новая фобия горожан называется FOGO?

РБК
Что делать, если потерял смысл жизни: главные способы преодолеть апатию Что делать, если потерял смысл жизни: главные способы преодолеть апатию

Как вырваться из омута отчаяния

Playboy
Андроид, гнев божий Андроид, гнев божий

Михаил Трофименков о «ООО “Семейный роман”» Вернера Херцога

Weekend
Сетевые соблазны: как выйти на маркетплейс и не потерять свой бренд Сетевые соблазны: как выйти на маркетплейс и не потерять свой бренд

Какими преимуществами обладают маркетплейсы?

Forbes
Вижу цель, вижу препятствия: что мешает нам на пути к успеху Вижу цель, вижу препятствия: что мешает нам на пути к успеху

Ставить себе цели и достигать их — умение непростое

Psychologies
Траур, кровь и расписание: все правила путешествий королевской семьи Траур, кровь и расписание: все правила путешествий королевской семьи

Как путешествует британская королевская семья

Cosmopolitan
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
«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
Не доиграли: последние роли Леджера, Уильямса, Ли и других погибших актеров Не доиграли: последние роли Леджера, Уильямса, Ли и других погибших актеров

Вспомнили фильмы, которые стали последними для актеров

Cosmopolitan
Мутнеет ли Байкал? Мутнеет ли Байкал?

Действительно ли Байкал мутнеет, и связано ли это с гибелью губок?

N+1
На «Балтике» в ООН На «Балтике» в ООН

Рейс этого судна вошел не только в российскую, но и мировую политическую историю

Дилетант
Из клана Вашингтонов Из клана Вашингтонов

Все об актере Джоне Дэвиде Вашингтоне

Glamour
Обыкновенный хомяк оказался на грани полного исчезновения Обыкновенный хомяк оказался на грани полного исчезновения

Причины вымирания этих грызунов — сельское хозяйство и световое загрязнение

N+1
8 вопросов, которые нужно задать девушке на первом свидании, по мнению адвокатов по разводам 8 вопросов, которые нужно задать девушке на первом свидании, по мнению адвокатов по разводам

Начинать думать о том, как избежать развода, можно уже на первом свидании

Maxim
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
Зачем мы спорим? Зачем мы спорим?

Бывают люди, которых хлебом не корми — дай поспорить

Psychologies
История об укрывательстве евреев во время Великой Отечественной войны История об укрывательстве евреев во время Великой Отечественной войны

История Кочерова Анатолия, пережившего Холокост

СНОБ
Тайны советской разведки: микроточки с информацией Тайны советской разведки: микроточки с информацией

Микроточка: бесцветные письма и как их можно было прочитать

Популярная механика
Палеонтологи разглядели цвета мезозойских насекомых из янтаря Палеонтологи разглядели цвета мезозойских насекомых из янтаря

99 миллионов лет назад некоторые осы, мухи и жуки были сине-зелеными

N+1
Искать единственную Искать единственную

Думаешь, ты нашел свою Единственную?

Playboy
…И другие уликовые документы …И другие уликовые документы

Чекисты раскрыли группу, которая распространяла антикоммунистические листовки

Дилетант
Игры нашего двора Игры нашего двора

Не знаешь, чем занять ребенка летом?

Лиза
Трагическая история Жанны Фриске: Трагическая история Жанны Фриске:

Какой была жизнь Жанны Фриске?

Cosmopolitan
«Строя карьеру, вы должны защищать себя»: как добиться повышения по работе и не испортить отношения с начальством «Строя карьеру, вы должны защищать себя»: как добиться повышения по работе и не испортить отношения с начальством

Как правильно выстроить диалог с боссом, чтобы получить повышение

Forbes
Его бывшая присутствует в вашей жизни: почему он это допускает? Его бывшая присутствует в вашей жизни: почему он это допускает?

Что делать, если бывшая вашего партнера делает все, чтобы оставаться в его жизни

Psychologies
Джоконда для зумеров: мировые музеи жаждут молодой крови Джоконда для зумеров: мировые музеи жаждут молодой крови

Как заинтересовать искусством самых молодых?

Forbes
Брожение масс Брожение масс

Ферментация как серьезный химический процесс и научный эксперимент

Bones
Открыть в приложении