21 апреля 2021, среда, 08:27
VK.comFacebookTwitterTelegramInstagramYouTubeЯндекс.ДзенОдноклассники

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

МЕДЛЕННОЕ ЧТЕНИЕ

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

На службе у войны. Негласный союз астрофизики и армии

Издательство «Бомбора» представляет книгу американского астрофизика и популяризатора науки Нила Деграсса Тайсона «На службе у войны. Негласный союз астрофизики и армии» (перевод К. Л. Масленникова).

Новая книга Нила Деграсса Тайсона, написанная в соавторстве с писательницей Эвис Лэнг, посвящена исследованию многолетних отношений науки и армии. Что объединяет астрофизиков и военных специалистов, в чем точки их пересечения, как наука служит войне? Как выясняется, многие открытия и достижения астрофизики, такие как, например, многоспектральное обнаружение, дальность, отслеживание, визуализация, ядерный синтез и доступ в космос, — это не просто научные открытия, а инструменты в руках войны. Охватывая период ранней небесной навигации и заканчивая спутниковыми войнами, Нил Тайсон исследует пересечения науки, техники, промышленности и власти.

Предлагаем прочитать отрывок из главы, посвященной появлению радара.

 

Направленность и скорость работ по созданию радаров в разных странах существенно отличалась. Например, Британия сначала сосредоточилась на их применении в оборонительных вооружениях, а вот Германия — в наступательных. В Британии правительство активно искало ученых, которые могли бы указать новые направления в развитии вооружений, а в руководстве Германии, напротив, никто пальцем не хотел пошевелить, пока инженеры сами не затащат их на свои демонстрационные стенды. Британия затрачивала массу энергии на решение организационных вопросов, а в Германии акцент делался на развитии сложных радарных технологий и сохранении секретности. Мания секретности доходила до того, что в Kriegsmarine — Военно-морском флоте Германии вначале отказывались даже показывать свои технологии представителям Luftwaffe (Военно-воздушных сил), не говоря уж о том, чтобы ими поделиться, и изо всех сил сопротивлялись размещению на военных судах не только персонала, обслуживающего радар, но и инструкций по его эксплуатации[1].

В начале войны в Германии уже было разработано три типа конструкций радаров, хотя ни для одной из них почти не существовало действующих образцов. Разработанная в Kriegsmarine (ВМФ) система «Ситакт», радар, предназначенный для использования на боевых кораблях и сооружениях береговой обороны, отличалась точностью определения дальности; сконструированный в Luftwaffe (ВВС) мобильный радар наземной противовоздушной обороны «Фрейя» работал на более длинных волнах и мог регистрировать цели на больших расстояниях, чем «Ситакт»; высокоточный радар «Вюрцбург» был особенно удобен для наведения зенитных орудий. В ходе Второй мировой войны производители предлагали множество больших и малых вариантов этих трех основных систем.

Из военных маневров начала 30-х годов Британия вынесла убеждение, что страна может оказаться беззащитной в случае массированного воздушного налета современных цельнометаллических бомбардировщиков, потоком сходивших с конвейера в Германии. Некоторые члены британского правительства быстро оценили стратегические возможности радара и были готовы немедленно обеспечить крупными ресурсами и персоналом работы по исследованию и внедрению оборонных радарных технологий. Это решение не афишировалось и не дискутировалось ни в Палате общин, ни в печати.

В июле 1935 года британский радар мог засечь самолет на расстоянии 40 миль; к марту 1936 года это расстояние увеличилось до 75 миль. К концу 1937 года действовало три радарных станции раннего предупреждения, а к сентябрю 1939-го вдоль всего побережья Британии была развернута сеть Chain Home из двадцати таких станций. Спустя еще год, 15 сентября 1940 г., в разгар «Битвы за Англию», операторы Chain Home помогли сбить столько немецких самолетов, что в Luftwaffe решили перейти от тактики массированных дневных налетов к ночному «блицкригу», оставив дневные вылеты только для атак на особые цели. Германии пришлось отказаться от плана вторжения в Британию.

Хотя у немцев и американцев в начале войны было более совершенное оборудование, англичане своевременно и грамотно провели оценку воздушных угроз: они выбрали оборонительную систему, которая могла быть быстро развернута, частично реорганизовали структуру вооруженных сил с упором на обеспечение безопасности своей территории сетью радаров и сумели обеспечить мобилизацию и подготовку большего числа операторов радарных установок — в том числе сотен женщин, — чем все остальные оснащенные радарами страны вместе взятые. Главным фактором успеха оказалась быстродействующая и четкая система связи. Как пишет Браун, Британии «хватило мудрости понять, что информационное преимущество, которое дает радар, будет бесполезным, если не соединить его с быстротой интерпретации и ответных действий»[2].

Но, разумеется, технические параметры оборудования тоже имели значение. Залогом эффективности работы сети Chain Home был метод, разработанный в середине 1920-х годов американскими учеными: для измерения высоты отражающего слоя ионосферы в нее посылались радиоимпульсы продолжительностью в несколько миллисекунд, и время их прихода обратно измерялось с высокой точностью. Британский Научно-исследовательский комитет по радиотехнике, который с начала 1935 г. и до самого окончания войны был подчинен Комитету по научным исследованиям в области противовоздушной обороны, адаптировал эту методику для оборонных целей.[3] Одной из многочисленных проблем, возникавших при эксплуатации сети Chain Home, была необходимость отличить «свой» самолет от вражеского: после того как радары регистрировали вблизи побережья низколетящий самолет, надо было, если он шел на посадку, снабдить его пилота точной информацией о высоте его полета, а если он летел бомбить, выдать на него точное целеуказание средствам ПВО. Система Chain Home в одиночку не могла справиться с этой задачей. Нужны были партнеры: системы радиопеленгаторов, хорошие радиотелефоны и гражданские операторы радаров.

Установить на земле радар, работающий на длине волны 1,5 метра и передающий информацию в виде коротких и четких кодовых слов пилоту истребителя, кабина которого оборудована радиотелефоном, может все-таки оказаться недостаточно, чтобы летчик смог разбомбить немецкий завод, потопить подводную лодку или сбить немецкий бомбардировщик, под покровом ночи летящий к Лондону. В дополнение к информации, полученной с земли, этому летчику необходимо на борту мощное и легкое высокочастотное устройство, которое, подобно прожектору, помогло бы ему отыскать цель в темноте или в тумане. Это новое устройство не могло быть низкочастотным радаром, столь эффективным, когда надо обнаружить с земли цель, находящуюся в небе. Дело в том, что, когда посылаешь радиосигнал с воздуха в направлении к земле, его энергия, отраженная от земной поверхности, так велика, что не позволяет различить на ее фоне слабое радиоэхо, отраженное от вражеского самолета. К тому же, радары слишком громоздки, а наше устройство должно быть портативным. Решением проблемы оказался  микроволновой радар, так называемый магнетрон с объемным резонатором. Произведенный в Британии образец такого устройства был доставлен в Соединенные Штаты сверхсекретной миссией в сентябре 1940 года. Президент Франклин Д. Рузвельт назвал это событие «доставкой самого важного груза, когда-либо достигавшего американских берегов», а Э. П. Роу, директор британского Научно-исследовательского центра средств дальней связи, — «поворотным пунктом войны».

Эти высказывания оказались правдой лишь наполовину. Да, в 30-е годы была выполнена огромная работа по созданию микроволнового радара, но к этому времени уже существовали магнетроны других видов. В России многорезонаторный магнетрон был запатентован в 1920-х, и об этом уже было известно в Германии. К концу 1930-х были они и в Японии. Дело было просто в том, что англичане о них не знали, а немцам приказывали отложить над ними работу, чтобы сконцентрироваться на более длинноволновых радарах.

Так и вышло, что британские ученые переизобрели эти устройства независимо, а американские немедленно приступили к их усовершенствованию. К весне 1941 г., меньше, чем через год после миссии, окруженной бесполезной секретностью, в новообразованной Радиационной лаборатории MIT в Бостоне уже был готов объемно-резонансный магнетрон с длиной волны 3 см. Вскоре базирующаяся в Кембридже компания «Рэйтеон» начала массовое производство магнетронов. Они и составили большинство устройств такого типа, использовавшихся в ходе войны как Соединенными Штатами, так и Великобританией. Попутно рэйтеоновский инженер Перси Спенсер изобрел так необходимую нам сейчас на кухне микроволновку — он как-то заметил, что шоколадка у него в кармане расплавилась под воздействием микроволнового излучения работающего магнетрона, рядом с которым он случайно стоял.

Попутно в Военно-морском флоте и войсках связи США шла работа над более длинноволновым радаром. 7 декабря 1941 года один из новых мобильных радаров системы предупреждения о воздушных нападениях, принятой на вооружение американской армией, почти за час до нападения обнаружил японские самолеты, приближающиеся к Пирл Харбору. Предупреждение было проигнорировано: источником радиоэхо были сочтены американские бомбардировщики B-17, прибытия которых из Калифорнии в этот день ожидали[4].



[1] Немецкий историк техники пишет, что «активных контактов между учеными и армией не было, уровень интеграции компонентов в системы был низким, а операционная эффективность слабой»: Кайзер (W. Kaiser, A Case Study…), р. 38. О «крайней степени секретности»: Браун в подписи к фотографии 1938 года, включенной в вышедшее в 1939 году в Германии компилятивное описание типов морских военных судов, отмечает, что на сфотографированном судне на видном месте находится секретная антенна, но что «военно-морские власти разрешили публикацию, так как находились, очевидно, в полном неведении по поводу новой техники, и им и в голову не приходило, что то, что выглядит каким-то матрацем, на деле является новейшим сверхсекретным оружием» — Браун (L. Brown, A Radar History…), р. 32.

[2] Циммерман (D. Zimmerman, Britain’s Shield), рр. 184, 186–188; Кайзер (W. Kaiser, A Case Study…), рр. 34–35, 37; Браун (L. Brown, A Radar History…), рр. 64, 82–83. Кайзер пишет: «Причины исключительных достижений британской радарной техники лежат прежде всего в гибкой военной политике и дальновидной стратегии». Британский подход заключался в формировании «организованных научных кадров для решения поставленных армией задач». В 1937–38 гг. правительство составило список квалифицированных рабочих, которых можно было привлечь к выпуску военной продукции; вдобавок, при содействии Королевского общества, университетов и технических институтов, был подготовлен перечень высококвалифицированных волонтеров для принятия на военную службу. «Создание и успешное использование научно-организационных структур для управления трудоемким процессом сращивания науки и военных технологий стало ключевым моментом успеха», — утверждает Кайзер.

[3] Роберт Уотсон-Уотт был наиболее заметным деятелем Научно-исследовательского комитета по радиотехнике в своих усилиях по развитию британской радарной техники. Большая часть работ его Радиоисследовательской станции в городке Слаф была посвящена исследованиям ионосферы. 12 февраля 1935 г., всего через две недели после того, как к нему обратился за консультацией глава научно-исследовательского отдела Министерства авиации, он отправил в Министерство секретный меморандум, озаглавленный «Регистрация самолетов методами радиолокации». В сопроводительном письме он указывал: «Результаты оказались столь впечатляющими, что я до сих пор беспокоюсь, не ошиблись ли мы в показателе степени десятки при их оценке, но даже если это было бы и так, это не имело бы принципиального значения». Окончательная версия документа называлась «Обнаружение и локализация положения самолета методами радиолокации». Один из биографов Уотсон-Уотта называет этот меморандум «политическим рождением радара»; сам Уотсон-Уотт тоже заявил, что в нем «отмечен момент рождения радара» — см. Бутрика (A. J. Butrica, To See the Unseen), р. 3 n. 9. О сопроводительном письме, см. «Radar Personalities: Sir Robert Watson-Watt», www.radarpages.co.uk/people/images/wwfig3.jpg. После войны Уотсон-Уотт пересказал свой меморандум простым языком в начале своей статьи (R.Watson-Watt, Radar Defense…), рр. 230–243, esp. 231–234. Более профессионально-технический, но тем не менее тоже написанный понятным языком анализ меморандума см. в Остин (B. A. Austin, Precursors to Radar), рр. 364–372.

[4] Провал спецслужб в истории с атакой в Пирл Харбор, так же, как и роль, сыгранная в этой катастрофе недостаточно налаженной связью между командованием различных родов войск и президентом Рузвельтом, — болезненная тема. Непосредственно по поводу радаров, Бутрика в обильно снабженном сносками параграфе пишет: «Мобильная установка SCR-270, размещенная в Оаху в качестве составной части армейской системы дальнего противовоздушного предупреждения, засекла приближающиеся японские самолеты примерно за 50 минут до того, как они начали бомбардировку кораблей США. <…> Предупреждение было проигнорировано, так как офицер принял источник зарегистрированных эхо-сигналов за ожидавшееся прибытие американских бомбардировщиков B-17» — Бутрика (A. J. Butrica, To See the Unseen). Цитируя другие источники, историк Элвин Кукс сообщает: «Двое военнослужащих американской армии, возившихся с новой радарной установкой, зарегистрировали приближение головных японских эскадрилий, но на эту важнейшую информацию никто не обратил внимания: этим утром ждали прибытия невооруженных "летающих крепостей" B-17 из Калифорнии» — Кукс (A. Coox, The Pearl Harbor…), р. 220. В июле 2009 г. штатный историк Управления связи и электроники армии США Флойд Хертвек в ежемесячном обозрении Научно-исследовательского центра электроники и средств связи (CERDEC) описал эту ситуацию более подробно: «7 декабря 1941 года три радарных установки SCR-270, размещенных на северном берегу о. Оаху, между 4 и 7 часами утра зарегистрировали импульсы от, как впоследствии оказалось, двух японских разведывательных самолетов. <…> Одна из радарных станций сообщила об этом дежурному лейтенанту ВМФ в Информационном центре Форта Шафтер на Гавайях; тот передал новость другому лейтенанту, который заключил, что это были самолеты ВМФ, "выполнявшие разведывательный полет, что и было зарегистрировано". В 7:02 утра радар запеленговал самолет, приближающийся к Оаху, на расстоянии примерно 130 миль. Затем операторы войск связи позвонили с радара в Форт Шафтер и доложили о "большом количестве самолетов, приближающихся с севера, три румба к востоку". Оператор Форта Шафтер передал своему начальнику слова оператора радара, который сказал, что никогда раньше не видел ничего подобного, и что это "ужасающе большой налет"». (Floyd Hertweck, «It was the largest blip I’d ever seen»: Fort Monmouth Radar System Warned of Pearl Harbor Attack»).

Обсудите в соцсетях

«Ангара» Африка Византия Вселенная Гренландия ДНК Иерусалим КГИ Луна МГУ МФТИ Марс Монголия НАСА РБК РВК РГГУ РадиоАстрон Роскосмос Роспатент Росприроднадзор Русал СМИ Сингапур Солнце Титан Юпитер акустика антибиотики античность антропогенез археология архитектура астероиды астрофизика бактерии бедность библиотеки биоинформатика биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера вакцинация викинги виноделие вирусы воспитание вулканология гаджеты генетика география геология геофизика геохимия гравитация грибы дельфины демография демократия дети динозавры животные здоровье землетрясение змеи зоопарк зрение изобретения иммунология импорт инновации интернет инфекции ислам исламизм исследования история карикатура картография католицизм кельты кибернетика киты клад климатология клонирование комары комета кометы компаративистика космос кошки культура культурология лазер лексика лженаука лингвистика льготы мамонты математика материаловедение медицина металлургия метеориты микробиология микроорганизмы мифология млекопитающие мозг моллюски музеи насекомые наука нацпроекты неандертальцы нейробиология неолит обезьяны общество онкология открытия палеоклиматология палеолит палеонтология память папирусы паразиты перевод питание планетология погода политика право приматы природа психиатрия психоанализ психология психофизиология птицы путешествие пчелы ракета растения религиоведение рептилии робототехника рыбы сердце смертность собаки сон социология спутники средневековье старение старообрядцы стартапы статистика такси технологии тигры топливо торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология физика физиология фольклор химия христианство цифровизация школа экзопланеты экология электрохимия эпидемии эпидемиология этология язык Александр Беглов Алексей Ананьев Дмитрий Козак Древний Египет Западная Африка Латинская Америка НПО «Энергомаш» Нобелевская премия РКК «Энергия» Российская империя Сергиев Посад Солнечная система альтернативная энергетика аутизм биология бозон Хиггса вымирающие виды глобальное потепление грипп защита растений инвазивные виды информационные технологии искусственный интеллект история искусства история цивилизаций исчезающие языки квантовая физика квантовые технологии климатические изменения компьютерная безопасность компьютерные технологии космический мусор криминалистика культурная антропология культурные растения междисциплинарные исследования местное самоуправление мобильные приложения научный юмор облачные технологии обучение одаренные дети педагогика персональные данные подготовка космонавтов преподавание истории продолжительность жизни происхождение человека русский язык сланцевая революция темная материя физическая антропология финансовый рынок черные дыры эволюция эволюция звезд эмбриональное развитие этнические конфликты ядерная физика Вольное историческое общество Европейская южная обсерватория жизнь вне Земли естественные и точные науки НПО им.Лавочкина Центр им.Хруничева История человека. История институтов дело Baring Vostok Протон-М 3D Apple Big data Dragon Facebook Google GPS IBM MERS PayPal PRO SCIENCE видео ProScience Театр SpaceX Tesla Motors Wi-Fi

Редакция

Электронная почта: polit@polit.ru
Телефон: +7 929 588 33 89
Яндекс.Метрика Top.Mail.Ru
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2021.