Помоги проекту - поделись книгой:
СОЗДАНО В РОССИИ
Стреляющие светом
…Это оружие придумали писатели-фантасты. Вспомните, во многих романах первопроходцы других планет вооружены бластерами, и молнии, вылетающие из них, поражают всевозможных чудовищ. Недавно стало известно, что фантазии писателей ученые и инженеры пытались воплотить в жизнь в секретных лабораториях. И вот что из этого получилось…
Сначала в открытую печать просочились сведения о создании бластера, стреляющего молниями. Его изобретатель, академик Российской академии естественных наук Ремилий Авраменко, продемонстрировал журналистам небольшую коробочку, из которой вырывался тонкий синий луч, прожигающий бритвенное лезвие.
В комментарии к демонстрации изобретатель сообщил, что еще в 60-х годах ХХ века советский физик Аскарьян обнаружил, что при некоторых условиях луч лазера способен самофокусироваться. Такой сверхсфокусированный луч прожигает воздух, и в нем появляется плазменный жгут длиной в десятки метров. Авраменко предложил на «искру» наложить сильное электрическое поле, в результате чего плазма, дескать, «отрывалась» от источника излучения и разрушала все вокруг!
Далее Р. Авраменко, используя свое изобретение, пообещал создать вокруг Москвы сверхнадежную противоракетную оборону, но с тех пор прошло уже около двух десятков лет, а дело, похоже, так и не сдвинулось с мертвой точки. Р.Авраменко, правда, говорил, что власти Тайваня предлагали 20 млрд. долларов за разработанную им систему плазменного противоракетного оружия. Однако в это, похоже, никто всерьез не поверил. А работоспособные системы были разработаны другими людьми.
Вот, например, опытный образец светового пистолета, во многом похожий на обычный. Сконструирован этот «бластер» в одной из лабораторий знаменитой «Дзержинки» — Военно-инженерной академии имени Ф.Э. Дзержинского в Москве.
Изыскивая возможность обойтись без громоздких аккумуляторов, разработчики вспомнили идею инженера Гарина и решили использовать одноразовые лампы-вспышки, поджигаюшиеся электрической искрой. Они сгорают за сотую долю секунды при температуре в 5000 °C, давая интенсивный пучок излучения.
Размещаются лампы в световом пистолете так же, как в обычном патроны, так же подаются в ствол и так же, как гильзы, выбрасываются после вспышки. Одна обойма позволяет сделать 8 лазерных выстрелов-вспышек.
Все расчеты «на убойность» делались с оглядкой на стандартное огнестрельное оружие ближнего боя. Ослепить и обжечь пистолет может на расстоянии до 20 м. Если стрелять в упор, тем более в темноте, когда максимально раскрыт зрачок, — слепота окажется необратимой.
Долгое время об этой конструкции знал только узкий круг специалистов. Сейчас разработку частично рассекретили, и мы можем рассказать еще о некоторых ее подробностях.
По словам самого профессора Дуванова, в 70-е годы во многих странах, а прежде всего в СССР и США, приступили к разработкам мощных лазерных установок военного назначения. Довольно громоздкие, они были оснащены солидными комплексами обеспечивающих систем, сложнейшей регистрирующей и измерительной аппаратурой.
Между тем международная обстановка требовала тогда создания и малогабаритных устройств. Например, в космосе появились так называемые «спутники-инспекторы», которые должны были сближаться с орбитальными объектами вероятного противника, чтобы обследовать их. Нежеланных «гостей» надо было как-то обезвреживать. Да и космонавтам, несущим вахту на военных станциях, не мешало обзавестись личным оружием. Обычное в невесомости не годилось, поскольку возникающая при выстреле отдача способна повлиять на положение в пространстве стреляющего. Другое дело — вспышка света.
В безвоздушном пространстве она могла бы выводить из строя чувствительные элементы оптикооэлектронной разведывательной аппаратуры, пробивать скафандры атакующих. Ну, а на Земле — временно ослеплять противника и вызывать ожоги на открытых участках его тела.
Работы велись под руководством начальника одной из кафедр академии, заслуженного деятеля науки и техники, доктора технических наук, профессора, генерал-майора B.C. Сулаквелидзе. Теоретическими и экспериментальными исследованиями поражающего действия и отработкой элементов пистолета занимался профессор Б.Н. Дуванов. Конструкцию будущего оружия отрабатывал научный сотрудник А.В. Симонов, в испытаниях участвовал адъюнкт В.В. Горев.
«На первом этапе мы установили, что для вывода из строя чувствительных элементов оптических систем и ослепления неприятеля подходит и не слишком высокая энергия излучения — достаточно 10 джоулей, — вспоминал Дуванов. — Это объясняется тем, что глаз и оптика фокусируют его, увеличивая плотность в сотни и тысячи раз».
В ходе разработок выяснилось, что подобное оружие пригодилось бы не только космонавтам или агентам спецслужб. Оно вполне эффективно и для борьбы с террористами, повадившимися захватывать общественный транспорт (самолет или автобус) вместе с заложниками.
«Световая пуля» невидима и неслышима, но ее поражающее действие эффективно. Кроме того, столь портативное устройство можно сделать даже в виде обыкновенной ручки. А стало быть, световое оружие годится и для самообороны.
К сожалению, ожидавшееся серийное производство световых пистолетов закрылось во второй половине 80-х годов ХХ века, когда в стране начался экономический кризис. С тех пор опытные образцы хранятся в музее академии. И извлекают их на свет разве что для показа журналистам.
ВЕСТИ ИЗ ЛАБОРАТОРИЙ
Лови мгновение!..
Умение ловить мгновения ценно не только для фоторепортеров, делающих порой свои снимки в спешке, но и для астрономов, которые хотят запечатлеть вечную Вселенную…
Необходимость получать как можно более качественные снимки звездного неба привела астрономов к необходимости все больше увеличивать свои телескопы. Логика тут такая: чем больше линзы или зеркала телескопа, тем большей светосилой они обладают. А значит, могут уловить свет все более отдаленных объектов Вселенной. Затем телескопы стали поднимать повыше в горы, чтобы атмосфера не влияла на качество изображений.
И дело в конце концов дошло до того, что телескопы стали выводить в космос. Вспомним хотя бы знаменитый орбитальный телескоп «Хаббл». Вот уже более десятка лет он выдает снимки выдающегося качества.
Однако опыт эксплуатации этого телескопа, пережившего уже два ремонта и нуждающегося в третьем, показал, что дело это очень дорогое. И лучше бы, конечно, подобные снимки получать на Земле.
Но как?
Турбулентность (т. е. нестабильность) земной атмосферы не позволяет телескопам на Земле делать снимки, близкие по разрешающей способности к «хаббловским». Скромный по современным меркам 1,5-метровый диаметр объектива орбитального телескопа все равно превосходит по четкости снимков десятиметровые зеркала в высокогорных обсерваториях.
Погрешности атмосферы ученые уже не раз пытались компенсировать самыми различными способами. Например, некоторые телескопы оборудуют системами так называемой адаптивной оптики, то есть главное зеркало телескопа делают не сплошным, а сотовым, с пустотами, чтобы оно было легче и меньше деформировалось под собственной тяжестью. Такое зеркало можно в той или иной степени приспособить к изменяющимся условиям окружающей среды. Для этого в «подушке», на которую опирается зеркало, делают множество опорных штырей-пальцев. Их микроперемещениями управляет компьютер, который, уменьшая или увеличивая давление в том или ином участке зеркала, подправляет его геометрию.
Кроме того, тот же компьютер позволяет учитывать неоднородность атмосферы, постоянно сравнивая ее состояние с неким эталоном, хранящимся в его памяти. И таким образом из получаемого изображения как бы вычитаются атмосферные искажения.
Наконец, современная вычислительная техника позволяет синтезировать изображение сразу нескольких зеркал, расположенных в разных местах.
Однако такой метод сложен технически, требует особого программного обеспечения и далеко не всегда приводит к идеальным результатам. Поэтому недавно группа ученых Кембриджского и Калифорнийского университетов под руководством доктора Крейга Маккея разработала еще одну аппаратно-программную систему, которая позволила с помощью Паломарского пятиметрового телескопа получить изображения, вдвое превосходящие по разрешению снимки телескопа имени Хаббла.
Технология получила название Lucky Imaging, а камеру, используемую для фиксирования изображений, нарекли соответственно Lucky Camera. Причем эти инструменты не отвергают адаптивную оптику, а работают в комплексе с ней.
Главное же вот в чем.
По технологии
После сортировки кадров, полученных с помощью быстродействующей камеры, отобранные изображения синтезируются в одно с помощью компьютера.
Если верить заявлениям ученых, то теперь получить снимки, равнозначные по четкости фотографиям орбитального телескопа, можно и с Земли, причем обойдутся они в 50 000 раз дешевле.
Однако минусы есть и у этой разработки. Ведь при отборе кадров большая часть световой информации выбрасывается. Традиционно на телескопе для получения изображений объектов с низкой светимостью делают длительную выдержку, позволяющую накопить достаточно света. Выдержка эта может составлять даже многие десятки минут. Для того чтобы получить снимки, аналогичные по яркости традиционным, общее время выдержки приходится увеличивать в сотни, а то и тысячи раз.
ГОРИЗОНТЫ НАУКИ И ТЕХНИКИ
Следы невидимки
Если помните, в романе Герберта Уэллса человека-невидимку выдали следы, которые он оставлял на свежевыпавшем снегу. Нечто подобное, похоже, исследователи наблюдают сейчас во Вселенной. Но лучше, наверное, рассказать все по порядку…
С тех пор как Коперник открыл, что Земля, как и другие небесные тела, вращаются вокруг нашего светила по замкнутым траекториям, не мог не возникнуть вопрос: «Какая сила удерживает планеты и астероиды на их орбитах?»
Ответ предложил Исаак Ньютон, открыв закон всемирного тяготения.
В справедливости этого закона никто не сомневался, пока Альберт Эйнштейн не попытался распространить законы физики не только на Солнечную систему, но и на всю Вселенную. Поначалу и он предполагал, что отдаленные галактики постоянно находятся на одних и тех же местах. Однако в 1929 году американский астрофизик Эдвин Хаббл, имя которого ныне носит всем известный космический телескоп, упомянутый в предыдущей статье, выяснил, что все галактики разбегаются друг от друга.
Установить это ему удалось по так называемому «красному смещению». Помог ему в том закон Доплера, открытый в 1842 г. австрийским физиком Кристианом Доплером. Стоя как-то на перроне, Доплер обратил внимание, что гудок уходящего поезда имеет тон ниже, чем гудок приближающегося. Ну, а Хаббл применил эффект Доплера к оптическому сигналу. И по смещению его спектра сумел вычислить скорость разбегания галактик. (Теперь постоянная Хаббла входит во все учебники физики.)
Почему же галактики разбегаются? Ответили на этот вопрос таким образом: некогда наша Вселенная образовалась в результате Большого взрыва. С той поры все небесные тела — осколки того взрыва — разлетаются в стороны.
Однако из практического опыта известно, что чем дальше летит осколок от эпицентра взрыва, тем меньше его скорость. А вот в космосе, судя по замерам, все обстоит как раз наоборот: скорости разбегания галактик на окраинах Вселенной все увеличиваются и увеличиваются. Почему?
Пытаясь разрешить очередную загадку, космологи решили, что во всем виновата загадочная скрытая масса, которой дали название «темная материя». По их расчетам получалось, что около 25 % массы Вселенной увидеть нельзя. И эта темная материя проявляет себя лишь своим тяготением. Располагаясь по окраинам Вселенной, она как бы тянет на себя галактики, заставляя их ускорять движение от центра.
Впервые о темной материи заговорили еще 75 лет назад, когда американский астроном из Калифорнийского технологического института Фриц Цвики, обратил внимание на то, что галактики в скоплении Кома движутся слишком быстро для того, чтобы это можно было бы объяснить инерцией Большого взрыва. Ученый и предположил тогда, что в скоплении присутствует некая невидимая сила, которая своим гравитационным воздействием галактики ускоряет.
В эту идею поверили лишь в 60-е годы ХХ века, когда обнаружили, что многие звезды на перифериях галактик движутся с такой большой скоростью, что галактики своим притяжением просто не могли бы их удержать, согласно тому же закону всемирного тяготения, однако почему-то удерживают.
За прошедшие три с лишним десятилетия накопилось огромное количество фактов, косвенным образом подтверждающих существование скрытой массы. Впрочем, саму темную материю никому обнаружить пока так и не удалось.
А потому наряду с увеличением количества ученых, которые уверены в существовании скрытой массы, растет и количество скептиков. Так, недавно канадский астрофизик Джон Моффат вместе со своим коллегой Билли Джоэлом придумал, как можно объяснить происходящие процессы без помощи гипотезы о темной материи.
Он попытался ввести в уравнения Эйнштейна, описывающие разбегающуюся Вселенную, некоторые поправки. У него получилось, что закон всемирного тяготения верен лишь для относительно небольших, по вселенским понятиям, масс и расстояний. А вот в галактических масштабах эта сила существенно выше, чем получалось в результате прежних расчетов. И такая поправка позволяет объяснить поведение галактик в крупных скоплениях-кластерах уже без введения дополнительной темной материи.
Наши российские теоретики, впрочем, отнеслись к рассуждениям канадца довольно сдержанно. «Эта сенсация несколько запоздала», — считает, к примеру, профессор Владимир Бусарев, заведующий отделом внегалактической астрономии Государственного астрономического института. И с ним можно согласиться.
Дело в том, что еще четверть века назад, в 1983 году, израильский теоретик Мордехай Мильдгром сделал первую попытку усовершенствовать теорию гравитации. И с тех пор регулярно появляются новые версии этой модификации. В основе этих попыток лежит предположение, что гравитация — величина переменная. Причем зависит она не только от масс небесных тел, но и от ускорений, с которыми они движутся.
Однако у этих теорий свой недостаток. Они подвергают сомнению закон всемирного тяготения, но не дают взамен столь же удобной и емкой формулы, в которую бы входили и ускорения. Не удается подтвердить изменение силы тяжести и в неоднократно проводившихся экспериментах с крутильными весами.
Возможно, дело сдвинется с мертвой точки, если удастся окончательно отработать «теорию всего», о которой мы писали в «ЮТ» № 3 за 2008 г. И тогда «невидимку» в том или ином виде все-таки обнаружат по оставленным им следам.
ПО СЛЕДАМ СЕНСАЦИЙ
Ковер-самолет вполне реален
Математическая формула показала: ковер может стать… самолетом.
Математики Гарвардского университета во главе с Л. Махадеваном доказали, что ковер-самолет может быть создан в реальности. «Летать он сможет за счет частых колебаний своей поверхности с частотой до 10 раз в секунду, — уверяет профессор. — Однако максимальная площадь такого ковра пока что может быть лишь нее большой, сравнимой с площадью денежной купюры…
Но если химики и текстильщики создадут достаточно прочный и жесткий материал, размеры этого небольшого летательного аппарата можно будет увеличить».
Что же кроется за этим сообщением? Ужели и правда может появиться принципиально новый способ полета?
На этот вопрос хочется ответить отрицательно. Частоте десять колебаний в секунду, о которой сообщает профессор, соответствуют звуковые волны длиной 34 м. По отношению к ним опытный образец ковра площадью с денежную купюру — ничтожно малая величина. Более того, звуковое давление будет направлено во все стороны сразу, и подъемная сила не возникнет. Однако в следующих сообщениях со ссылкой на того же Л.Махадевана, говорится, что ковер будет колебаться с амплитудой 0,25 мм и сможет летать только вблизи земли, на высоте 0,1 мм. А вот это уже другое дело! Отраженный от земли звук начнет складываться с тем, что излучается пластиной. Образуется зона повышенного давления воздуха, а из узкой щели между землей и пластиной ему будет очень трудно выйти. Возникнет нее что вроде акустической подушки, на которую и сможет опираться поверхность ковра.
Поделиться книгой: