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

Как терапия помогает справиться со стыдом и по-настоящему вырасти Как терапия помогает справиться со стыдом и по-настоящему вырасти

Как помочь себе избавиться от детских убеждений и увидеть мир возможностей?

Psychologies
Уроки истории: хотел ли Черчилль в 1945 году воевать со Сталиным? (The National Interest, США) Уроки истории: хотел ли Черчилль в 1945 году воевать со Сталиным? (The National Interest, США)

Могла ли Вторая мировая война немедленно перейти в третью мировую?

ИноСМИ
Отрывок из книги Франка Тилье «Лука, или Темное бессмертие» Отрывок из книги Франка Тилье «Лука, или Темное бессмертие»

Первая глава детектива писателя Франка Тилье «Лука, или Темное бессмертие»

СНОБ
Как правильно стричь бороду: пошаговая инструкция + главные ошибки Как правильно стричь бороду: пошаговая инструкция + главные ошибки

Можно обойтись и без барбера

Playboy
Рядом нужен человек? Рядом нужен человек?

Выясняем, зачем нам в 2020 году отношения

Glamour
Китайцы обманом увеличили численность редких крачек Китайцы обманом увеличили численность редких крачек

Китайские орнитологи успешно применили метод социального привлечения

N+1
Как правильно отвечать на 25 каверзных женских фраз Как правильно отвечать на 25 каверзных женских фраз

Подарочный набор культовых женских фраз и типовых ответов на них

Maxim
7 древнейших храмов России 7 древнейших храмов России

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

Культура.РФ
Человеческая слизь: зачем мы едим собственные сопли Человеческая слизь: зачем мы едим собственные сопли

Некоторые ученые предлагают даже... есть сопли, чтобы лучше себя чувствовать

Популярная механика
Выстрел через континент Выстрел через континент

Испытательный полигон «Кура»: записки очевидца

Популярная механика
«Мои деньги — мое дело»: выстраиваем финансовые границы «Мои деньги — мое дело»: выстраиваем финансовые границы

Как правильно выстроить финансовые отношения с близкими

Psychologies
NYT: Amazon, Google и Qualcomm платят миллионы долларов американскому университету, чтобы «подружиться» с регуляторами NYT: Amazon, Google и Qualcomm платят миллионы долларов американскому университету, чтобы «подружиться» с регуляторами

Университет Джорджа Мэйсона помогает ИТ-корпорациям закрывать расследования

VC.RU
Едем на пикник Едем на пикник

Что делать, если нет дачи, уехать в отпуск невозможно, а отдохнуть хочется

Лиза
Кому грозит невроз Кому грозит невроз

Сегодня в помощи психотерапевта нуждается каждый пятый житель планеты

Лиза
Найти технологию и сделать её полезной: как устроена лаборатория Google ATAP, создавшая радар Soli и телефон Project Ara Найти технологию и сделать её полезной: как устроена лаборатория Google ATAP, создавшая радар Soli и телефон Project Ara

Главные задачи проекта ATAP

VC.RU
«Женила на себе»: кому на самом деле выгоден брак? «Женила на себе»: кому на самом деле выгоден брак?

Веками считалось, что брак нужен женщине больше, чем мужчине

Psychologies
Робот-лаборант поможет ученым выращивать нейроны Робот-лаборант поможет ученым выращивать нейроны

Робот, который позволит контролировать рост нейронов из стволовых клеток

Популярная механика
Что за детский сад? Что за детский сад?

Современная квартира, вызывающая ностальгические чувства

AD
Дело государственной важности: чем история Ивана Сафронова отличается от других судов о госизмене Дело государственной важности: чем история Ивана Сафронова отличается от других судов о госизмене

Иван Сафронов заключен под стражу по подозрению в государственной измене

Forbes
Тайна перевала Дятлова: от реальности к мифу Тайна перевала Дятлова: от реальности к мифу

Каковы были основные этапы трагедии на перевале Дятлова?

Esquire
Как наладить работу с командой на аутсорсе Как наладить работу с командой на аутсорсе

Как превратить новых внешних сотрудников в «адвокатов» бренда

СНОБ
Почему сами жертвы не всегда признают факт изнасилования Почему сами жертвы не всегда признают факт изнасилования

Если женщина предпочитает не помнить о насилии — спасительно ли это для психики?

Psychologies
Александр Зеленин и его отец изобрели стоячее рабочее место-тренажер, чтобы отучить людей от сидячего образа жизни. Вот что выходит из этой идеи Александр Зеленин и его отец изобрели стоячее рабочее место-тренажер, чтобы отучить людей от сидячего образа жизни. Вот что выходит из этой идеи

Как один стартап оседлал тренд на ЗОЖ и пытается внедрить его в коворкингах

Inc.
Диета для набора мышечной массы мужчинам: готовое меню и советы по питанию Диета для набора мышечной массы мужчинам: готовое меню и советы по питанию

Как добиться заветных рельефов?

Playboy
Почему объективизация нам просто необходима Почему объективизация нам просто необходима

Когда и почему объективизация нам просто необходима

СНОБ
Зачем миллиардеру Андрею Филатову конный Рузвельт и сидящий Баранов Зачем миллиардеру Андрею Филатову конный Рузвельт и сидящий Баранов

Зачем основателю фонда Art Russe Андрею Филатову памятники?

Forbes
Что мешает вам быть здоровой и счастливой? Что мешает вам быть здоровой и счастливой?

Можно ли быть здоровой и счастливой в амбициях и скоростях мегаполисов

Домашний Очаг
Артемий Леонтьев: Москва, Адонай! Артемий Леонтьев: Москва, Адонай!

Отрывок из второй части дилогии Артемия Леонтьева «Рай и Ад»

СНОБ
Миссия подводного робота Миссия подводного робота

Беспилотник опускается на дно Марианской впадины

Популярная механика
Как продвинуть свой инстаграм и заработать на нем в 2020 году: гид инфлюенсера Как продвинуть свой инстаграм и заработать на нем в 2020 году: гид инфлюенсера

Сейчас расскажем, как стать настоящей селебой и увеличить свои доходы

Playboy
Открыть в приложении