Лазерное оружие почти готово к бою

Новая фирма говорит, что она может связать спутники с обычными смартфонами.

Если это сработает, то не будет никакого выхода из мобильного сигнала

Смартфоны дают людям доступ друг к другу и к интернету, когда они находятся в движении – но только там, где есть покрытие сети. Спутниковые созвездия, подобные тем, что строят SpaceX, OneWeb и Amazon, обеспечат широкополосный доступ в любую точку планеты, но не будут напрямую связываться с существующими телефонными трубками (вместо этого им потребуются небольшие приемные станции на земле, чтобы действовать как шлюзы). Напротив, Абель Авеллан, основатель американской фирмы ast & Science, утверждает, что изобрел способ обеспечить лучшее из обоих миров: спутниковую связь, которая работает в любой точке планеты и все же доступна напрямую, через существующие телефоны.

На этой неделе AST & Science вышла из “стелс-режима”. Он называет свою службу "космический мобиль". Г-н Авеллан, ветеран спутниковой индустрии, говорит, что он потратил годы на разработку способа заставить спутники говорить непосредственно с обычными телефонами. В результате получается необычайно большой спутник, который способен улавливать слабый сигнал телефонной трубки, а также транслировать его непосредственно на эту трубку. Спутник действует как ретранслятор между телефонной трубкой и существующими на земле антеннами, подключенными к сотовым сетям. Короче говоря, спутник - это не орбитальная базовая станция, а радиопередатчик.

Г-н Авеллан говорит, что этот подход может работать с сетями 2g, 3g, 4g и 5g, обеспечивая доступ в отдаленные районы суши, которые в настоящее время не имеют покрытия, а также на самолетах и в море. SpaceMobile, по его словам, запустит сеть из “нескольких сотен” спутников для обеспечения глобального охвата. Это сопоставимо с 12 000, запланированными SpaceX.

Компания протестировала свою технологию необычным способом. В апреле прошлого года вместо того, чтобы запустить прототип одного из своих больших спутников, он оставил прототип на земле и вместо этого запустил крошечный спутник, чтобы создать то, что было, по сути, орбитальным аппаратом. Несмотря на то, что положение ретранслятора и телефонной трубки было таким образом обратным, их относительные движения были такими же, как если бы спутник находился в космосе, а телефонная трубка-на земле.

Мистер Авеллан говорит, что испытания прошли успешно. А 3 марта его фирма объявила, что Vodafone, гигант мобильной связи, и Rakuten, японский конгломерат, присоединились к проекту в качестве инвесторов. Другие спонсоры включают Samsung, крупного производителя мобильных телефонов, и American Tower, которая управляет инфраструктурой беспроводной связи по всему миру.

Такие компании не стали бы поддерживать SpaceMobile, если бы не считали, что эта технология имеет хорошие шансы на успех. Но не все в этом убеждены. Один из отраслевых инсайдеров, ранее участвовавший в спутниковых проектах SpaceX и OneWeb, говорит, что получение телефонов для прямого разговора со спутниками означает преодоление огромного количества проблем, связанных с требованиями к мощности, задержкой распространения, распределением частотных полос, помехами и трансграничным регулированием.

Г-н Авеллан говорит, что он решил все эти проблемы и подал около 30 патентов в процессе этого процесса, хотя он еще не раскрыл полную информацию о том, как работает его система. Он говорит, что спутники включаются и выключаются в зависимости от того, на какой территории они находятся, и используют существующие частотные диапазоны мобильных операторов, когда они активны. Доступ к этой услуге будет продаваться оптом операторским партнерам, которые затем могут предложить клиентам SpaceMobile в качестве опции глобального роуминга.

Помимо работы с существующими телефонами, без необходимости в наземных шлюзах, г-н Авеллан говорит, что, поскольку его система нуждается в гораздо меньшем количестве спутников, чем ее конкуренты по мега-созвездиям, и, следовательно, меньше запусков, строить ее будет дешевле. Что касается ценообразования, то он говорит, что доступ будет достаточно дешевым, чтобы его можно было использовать в качестве технологии восполнения пробелов в бедных странах, где охват может быть неоднородным в сельских районах. Такие экстраординарные утверждения требуют экстраординарных доказательств. Теперь он должен доказать, что его план сработает.

Лазерное оружие почти готово к бою

Другими словами, лучевые пушки теперь реальны

Когда марсиане спускаются на Англию в романе Герберта Уэллса "Война миров“, опубликованном в 1898 году, они сжигают беспокойных людей и опустошают пригородные города тепловыми лучами, которые превращают все перед ними в”дымный танец зловещего пламени". С тех пор подобные лучевые ружья постоянно появляются в научной фантастике.

Однако, несмотря на усилия военных типов, реальность сильно отстала от научной фантастики. В 1934 году, безрезультатно, Министерство авиации Великобритании предложило 1000 фунтов стерлингов любому, кто мог бы использовать какие-либо лучи, чтобы убить овцу на расстоянии 180 метров. Десять лет спустя японское устройство, генерирующее микроволны, сумело задушить кролика, находившегося в 30 метрах от него. Но потребовалось десять минут, чтобы сделать так. Даже изобретение лазеров в 1960 году не смогло возвестить о наступлении эры направленного энергетического оружия, как на жаргоне называют лучевые пушки. Попытка Рональда Рейгана вооружить лазеры в программе "Звездных войн" 1980-х годов была совершенно неудачной.

Однако на этот раз все по-другому, по словам Келли Хэмметта, который присоединился к исследовательской лаборатории ВВС Америки 27 лет назад и теперь руководит ее директоратом направленной энергии. “На протяжении всей моей карьеры, - говорит он, - мы работали над направленной энергией. Мы наконец-то подошли к тому моменту, когда мы увидим системы, которые будут иметь более существенное значение на поле боя.”

ЦАП!

Если это правда, то это изменит цену войны. В настоящий момент стрелять в объект с неба, как правило, означает стрелять в него чем-то дорогим. Если объект-вражеский самолет или сложная баллистическая ракета, то это, вероятно, стоит того. Но Израиль, например, регулярно тратит $ 50 000 перехватчиков на самодельные ракеты, которые стоят около $ 1000. Подобные диспропорции позволяют легко и доступно пытаться сокрушить оборону с помощью ракетных залпов или роев беспилотников. Лазеры, напротив, дешевы в стрельбе и никогда не заканчиваются боеприпасы.

Лазеры бывают разных видов, но два из них, в частности, были предметом вепонизации. Это твердотельные лазеры и химические лазеры. Твердотельный лазер работает, стимулируя появление лазерного луча из кристалла или куска стекла путем накачки энергии в это твердое тело. (Первый лазер использовал Рубин в качестве кристалла и вспышку в качестве насоса.) Мощность для этого обеспечивается электрическим током. Химический лазер, тем временем, извлекает свою энергию из реакций между двумя или более веществами и использует эту энергию для накачки еще одного вещества, чтобы испустить луч.

В первом десятилетии нынешнего столетия Америка вплотную подошла к разработке химико-лазерного оружия. Это было похмелье от "Звездных войн", мегаваттного устройства, предназначенного для уничтожения межконтинентальных баллистических ракет сразу после их взлета. Испытания, проведенные в 2009 году, прошли успешно. Но система весила 17 тонн и была настолько большой, что для ее перевозки требовался "Боинг-747". Кроме того, в реакции перекачки участвовали хлор, перекись водорода и гидроксид калия, все из которых являются агрессивными—как и перекачиваемое вещество, йод. Это не идеальная смесь, чтобы иметь на борту самолета. Прогорев за 16 лет на $5 млрд, эта программа была поэтому отменена в 2011 году.

Сегодняшнее лазерное оружие, напротив, пошло по твердотельному пути. Как объясняет Томас Карр, возглавляющий работу Пентагона по направленной энергии, они используют лазер для накачки лазера. Ядро основного лазера-эквивалент Рубина-легируется таким элементом, как ниобий, чтобы придать ему соответствующие свойства. Вместо фонарика этот лазер стимулируется лазерно-излучающим диодом.

Подобрав правильную комбинацию ингредиентов для основного лазера, его выход можно настроить на оптимальную длину волны-около одного микрона—что приводит к узкому, далеко идущему лучу, устойчивому к поглощению водяным паром в атмосфере. Современные твердотельные лазеры также намного эффективнее своих предшественников. Треть электричества, приводящего их в движение, преобразуется в лазерный свет, по сравнению с несколькими процентами в более ранних поколениях. Кроме того, отказ от газов означает меньшее количество сантехники и более компактную конструкцию.

Прорыв в области твердотельных лазеров произошел в 2014 году, когда военно—морской флот США испытал один из них мощностью 30 киловатт (кВт) - мощность среднего домашнего котла. Когда он был установлен на маленьком судне под названием USS Ponce, оказалось, что он способен поджаривать компоненты и двигатели соседних дронов и лодок. Затем капитан Понса получил разрешение использовать его по-настоящему, если понадобится.

В свете этого успеха система мощностью 60 кВт, аналогично предназначенная для использования, будет установлена на USS Preble, эсминец, позже в этом году. А еще более мощное оружие мощностью 150 кВт проходит испытания на больших кораблях. И такие устройства не являются исключительно военно-морскими. В феврале американская армия заявила, что планирует выставить свой первый "боевой" лазер, 50-киловаттное оружие, которое будет сидеть на бронетранспортерах Stryker и защищать их от воздушных угроз, к 2022 году.

Зеркала, но никакого дыма

Военные лазеры также выиграли от прогресса в области материаловедения. Тепловые лучи, используемые марсианами Уэллса, опирались на "полированное параболическое зеркало неизвестного состава". Их преемники в реальном мире точно так же используют зеркала для объединения и отражения света внутри оружия, прежде чем отправить его через окно на пути к своей цели. Поскольку лазеры концентрируют огромное количество энергии в небольших областях, эти зеркала должны быть покрыты отражающими материалами, которые поглощают как можно меньше энергии. Точно так же покрытия окон требуют высокопроницаемых материалов, которые позволяют пропускать как можно больше энергии. Оба типа покрытия значительно продвинулись за последние 20 лет благодаря их использованию в оптических гироскопах, которые широко используются в самолетах и кораблях, говорит г-н Карр.

Еще одним достижением стала адаптивная оптика-набор методов, использующих специальные датчики и деформируемые зеркала для компенсации в реальном времени искажений, вызванных атмосферой Земли (вспомните мерцание звезд). Эта технология, позволяющая точно наводить военные лазеры, была впервые применена в секретных лабораториях в 1980-х годах, а затем рассекречена в 1990-х годах, к немалому удовольствию астрономов, которые используют ее для настройки своих телескопов. В прошлом году оптический диапазон Starfire американских ВВС в Нью-Мексико обратился к промышленности с просьбой разработать новый и мощный натриевый лазер (тот, который заряжает атомы натрия в слое атмосферы, называемом мезосферой, для создания искусственных “направляющих звезд”). Это позволит усовершенствовать адаптивную оптику как для астрономических, так и для военных целей.

Следующая задача состоит в том, чтобы еще больше усилить лазеры, чтобы они могли целиться в большие ракеты, а также в маленькие, на которые будет нацелено оружие Пребла и Страйкера. Цель, по словам г-на Карра, состоит в том, чтобы достичь 300 кВт к 2022 году и 500 кВт к 2024 году. Это будут демонстрационные устройства, а не готовые к бою. Но спустя сто с четвертью лет после видения Уэллса кажется, что лучевая пушка наконец-то стала реальностью.

Война на истощение.

Само собой разумеется, что для того, чтобы быть морским пехотинцем, вы должны быть жесткими, как физически, так и умственно. Но что же важнее? И, более конкретно, что является самым большим препятствием для успешного обучения? Работая от имени американского Корпуса морской пехоты, Лесли Саксон из Медицинской школы Кека Университета Южной Калифорнии пытался выяснить это. Элита Корпуса морской пехоты — это группа под названием "разведка сил". Эти войска используются в специальных операциях, как "зеленых “ (в которых необходимость вступить в бой с противником считается неудачей), так и” черных" (где такое участие является целым делом). Первоначальная подготовка к вступлению в Вооруженные силы, открытая только для тех, кто уже является морскими пехотинцами или флотскими врачами, длится 25 дней. Помимо всего прочего, добровольцам приходится топтаться на воде почти час, пробегать восемь миль (12 км), неся более 50 фунтов (около 23 кг) снаряжения, и проплывать 100 ярдов (90 метров) со связанными руками и ногами. Только половина тех, кто добровольно идет на это обучение, заканчивают его. Из тех, кто этого не делает, примерно половина терпит неудачу со стороны судей за то, что они создают угрозу безопасности или имеют медицинские проблемы, которые мешают им закончить курс. Другая половина, однако, отпадает по собственной воле. Этот высокий процент отсева является одновременно дорогостоящим и досадным для вербовщиков силовой разведки. Поэтому они обратились к доктору Саксону, чтобы выяснить, что происходит, и принять меры по сокращению потерь. Чтобы собрать соответствующие данные, она выбрала 121 стажера и снабдила каждого из них двумя устройствами: iPhone и Apple Watch (наручный браслет, который одновременно показывает время, как обычные часы, и следит за тем, что делает владелец). Она загрузила в телефоны приложение, которое задавало участникам ряд демографических и психологических вопросов в начале их обучения. Из ответов на эти вопросы она составила для каждого добровольца баллы по пяти основным личностным чертам, признанным психологами: открытость, добросовестность, экстраверсия, сговорчивость и невротизм, а также по устойчивости эго (способность контролировать гнев и контролировать импульсы при стрессе), позитивному аффекту (склонность человека испытывать положительные эмоции при столкновении с трудностями), удовлетворенности жизнью и уровню психопатии. Часы тем временем следили за количеством шагов, которые делал их владелец, и отслеживали частоту сердечных сокращений и расход калорий. Как только добровольцы начинали обучение, они получали дополнительные ежедневные анкеты на свои телефоны. Им было предложено оценить свою боль, как умственную, так и физическую, по шкале от одного до пяти. Их спросили, думают ли они об увольнении и хотят ли они, чтобы их преподаватели закончили школу. Их также спрашивали об их сне, питании, питании и уверенности в том, что они закончат школу. Выборка доктора Саксона оказалась довольно репрезентативной по темпам прохождения курса. Как она сообщает в журнале Medical Internet Research, 56% были успешными, 23% выбыли по собственному желанию и 21% были удалены по смешанным причинам медицинского характера, безопасности и производительности. Анализируя данные для тех, кто бросил учебу, доктор Саксон обнаружил, что ни показатели по физическим стандартам, таким как походы или водные тренировки, ни физиологические показатели сердечного ритма, производительности труда, гидратации, питания и продолжительности сна не предсказывали, кто бросит полотенце. К числу психологических факторов также не относились добросовестность, невротизм, открытость или приятность. Но экстраверсия (или, скорее, интроверсия) была. Используя баллы для этого параметра, а также для положительного влияния, доктор Саксон ретроспективно смог определить с точностью до 70%, кто из них выпадет. Она также показала, когда полотенце, скорее всего, будет брошено. Большая часть выброса помета произошла как раз перед серией своевременных учений, проведенных в глубоководном бассейне, в полной униформе. Эти упражнения предназначены для проверки способности кандидатов выполнять задания под водой, задерживая дыхание, в хаотической обстановке. Что будут делать инструкторы морской пехоты с этой информацией, пока не ясно. Они могли бы использовать его, чтобы отсеять вероятные неудачи до начала курса, хотя это может показаться несправедливым для интровертов, которые, тем не менее, сделали бы это. Или же они могут выбрать тех, кто нуждается в некотором поощрении, чтобы броситься в буквальный и метафорический глубокий конец, исходя из предположения, что, сделав это, они затем пройдут оставшуюся часть курса своим шагом. Любой из этих подходов, по-видимому, позволит снизить процент отсева. Но в чем вы можете быть уверены, так это в том, что сам курс не станет легче.

4. Входящий!

По мере того, как беспилотники доставки становятся все более распространенными, им, возможно, придется защищать себя. Интернет-шопинг облегчает покупку вещей, но также привел к появлению нового вида воров: пирата крыльца. Пираты крыльца прочесывают ступеньки дверей в поисках поставок, которые были сделаны, когда домовладелец отсутствовал, и хватают их. Иногда они будут преследовать фургоны доставки, чтобы сделать это. Жители Нью-Йорка, например, каждый день теряют поразительные 90 000 посылок из-за пиратства, говорится в докладе в New York Times. Пиратство в интернете-это проблема, которую можно решить с помощью распространения беспилотных летательных аппаратов, доставляющих посылки. Поскольку каждая доставка беспилотника включает в себя отдельное путешествие, а не необходимость быть помещенным в раунд, курьеру и клиенту будет легче договориться о том, когда должен прибыть беспилотник, чем о времени прибытия фургона. Однако Нирупам Рой и Накул Гарг, пара инженеров из Университета Мэриленда, беспокоятся, что поставки беспилотников открыты для другого вида пиратства-угона. Беспилотник в полете легко расстраивается. Хорошо нацеленного камня, бейсбольного мяча или подобной ракеты достаточно, чтобы сбить его, позволив похитить его полезную нагрузку. Да и не обязательно, чтобы у таких камнеметателей были денежные мотивы. Вандализм или раздражение от самого присутствия беспилотников также могут спровоцировать выстрелы в горшок. Беспилотники высокого полета, как и те, которые используются полицией для наблюдения, обычно находятся вне зоны действия такой деятельности. Но посылочные дроны должны будут летать низко, по крайней мере, на протяжении части своих путешествий. Чтобы противостоять этому риску, пара поэтому предлагает построить легкий, маломощный механизм самообороны, который позволяет дрону чувствовать ракету достаточно быстро, чтобы убраться с ее пути. Это далеко не так просто, как может показаться. Беспилотные летательные аппараты-это бережливые машины, имеющие только достаточную мощность батареи, вычислительную мощность и грузоподъемность для выполнения той работы, для которой они предназначены. Добавление мер обнаружения угроз, таких как тяжелые, энергозатратные радиолокационные антенны или вращающиеся лидарные блоки, оптический эквивалент радара, либо уменьшит дальность, либо вообще предотвратит взлет. Доктор Рой и Мистер Гарг считают, однако, что они наткнулись на маломощную, легкую систему самообороны, подходящую для небольших беспилотных летательных аппаратов. Вместо того чтобы использовать свет или радиоволны для обнаружения входящих угроз, он использует звуковые волны и эффект Доплера. Эффект Доплера - это сдвиг частоты, слышимый при приближении или отступлении источника звука. Это, например, причина того, что звук полицейской сирены меняется, когда патрульная машина проезжает по улице. Чтобы воспользоваться этим преимуществом, доктор Рой и Мистер Гарг планируют установить дроны с миниатюрными громкоговорителями, как те, что есть в смартфонах. Они будут передавать ультразвуковой сигнал от дрона наружу. Точно так же крошечные микрофоны будут затем прослушивать отражения от входящих объектов. Доплеровский сдвиг этих отражений, проходящий через некоторую бортовую обработку (но гораздо меньшую, чем та, что требуется для радара или лидара), дал бы пеленг угрозы и, таким образом, позволил бы беспилотнику предпринять уклоняющиеся действия. Чтобы проверить принцип того, что они называют своей доплеровской системой защиты дронов Dodge, доктор Рой и Мистер Гарг построили статическую версию в своей лаборатории и бросали в нее предметы различных размеров и форм, как если бы это был парящий беспилотник. В настоящий момент он может обнаруживать эти объекты с расстояния до четырех метров. Это довольно близко, но все равно даст беспилотнику десятую долю секунды, чтобы заметить приближающуюся ракету. Этого было бы достаточно, чтобы он сам убрался с дороги. Вскоре состоятся испытания реальных беспилотников, а затем, если все пойдет по плану, два исследователя попытаются расширить дальность действия системы до 30 метров—разумное приближение к броску камня.

Бессмертные слова.

Периодически сменяющаяся группа историков выстраивает ряды американских президентов. Главными претендентами, как правило, являются Джордж Вашингтон и Авраам Линкольн; Линкольн обычно побеждает. Эта похвала отчасти является результатом его ораторского блеска, особенно выступления в Геттисберге и на его второй инаугурации 4 марта 1865 года (за месяц до капитуляции Роберта Э. Ли). Вместе эти две речи представляют собой грандиозное вдохновляющее заявление о смысле самой кровопролитной войны в стране. Риторы до сих пор восхищаются простотой, достоверностью и красноречием Линкольна. Вторая инаугурация, содержавшая всего 700 слов (примерно столько же, сколько эта рецензия) и продолжавшаяся менее шести минут, была основана не на утопических ожиданиях беспрепятственного воссоединения с Конфедерацией, а на тени ужасной резни на тысяче полей сражений. Линкольн (на фото выше: посмотрите внимательно) постарел на десятилетия за четыре года. Но его вера в демократию и в то, что было правильно, как он их понимал, была непоколебима. Трезвый и решительный, как ни склоняла его природа, он также воплощал в себе то, что требовали времена. К 1865 году Линкольн заменил рационализм и фатализм теологией предопределения своих предков из Кентукки в баптистской церкви Литтл-пиджин-крик. Но он по-прежнему почитал Библию короля Якова и часто цитировал ее пространно. Скептически относясь к изображенному на ней Богу, он тем не менее верил, что некая сила, находящаяся за пределами человеческого понимания, управляет судьбой народов. Как пишет Эдвард Ахорн в книге "каждая капля крови", хотя Линкольн едва ли был ортодоксальным христианином, его вторая инаугурация была “самой откровенно религиозной” из всех президентских речей на тот момент. Он сказал, что американский "первородный грех" рабства требует, чтобы Праведный Бог очистил как тех, кто владеет кнутом, так и политиков, которые его допускают. Он отметил, что северяне и южане читали одну и ту же Библию и молились одному и тому же Богу, и оба призывали Божий суд на своих противников. Ужасное присутствие, которое он описал, исходило от Иезекииля и Иеремии, а не от рассказов о младенце Иисусе, кротком и кротком. Но затем пришло божественное исцеление: со злобой ни к кому, с милосердием ко всем; с твердостью в праве, как Бог дает нам видеть право, будем стремиться к завершению дела, в котором мы находимся; чтобы привязать к себе нацию wounds...to сделайте все, что может достичь... справедливого и прочного мира... пока они слушали, афроамериканцы достаточно близко, чтобы слышать, начали бормотать: "благослови Господа", - пение становилось все громче, пока не перешло в крики и плач. Американские партизанские газеты пересмотрели этот адрес в соответствии со своими предубеждениями. Противники Линкольна отвергли ее как благовидную и наивную. Его союзники, казалось, были сбиты с толку библицизмом. По иронии судьбы, возможно, британская пресса-особенно "Таймс", "сатердей ревью" и "зритель" —аплодировала предпочтению президента примирению, а не триумфу. Убийство Линкольна 41 день спустя заменило его политику “восстановлением", основанным на мести. Таким образом, погиб президент, который для многих американцев был почти божественным политическим присутствием; его великодушное видение будущего нации умерло вместе с ним. Последние дни Линкольна были предметом более обширной агиографии, чем для любого другого президента, поэтому возникает соблазн отвергнуть книгу Мистера Ахорна, посвященную инаугурации, как излишнюю. Это было бы ошибкой. Его сила заключается не столько в самих событиях, сколько в тщательно продуманных деталях и богатом историческом контексте, который он собирает. Весенние грозы превращают маршрут парада в грязное болото, которое поглощает обувь и портит платья. Джон Уилкс Бут полагается на отца своей любовницы-подростка, сенатора от Новой Англии, для VIP-пропусков как на инаугурацию, так и в театр Форда, давая убийце больше одного шанса добраться до своей жертвы. Больницы Вашингтона переполнены ранеными солдатами; проститутки в его борделях служат наемным убийцам, агентам Конфедерации и федеральным чиновникам без какой-либо дискриминации. Уолт Уитмен блестяще описывает эту эпоху. Освобожденные рабы ликующе празднуют победу. Как и в некоторых пьесах, исполняемых в Театре Форда, второстепенные роли иногда затмевают главные в этом увлекательном рассказе. В конце концов, помимо скорби о судьбе Линкольна, американские читатели могут пожелать еще одного шанса заниматься политикой без злобы и с милосердием ко всем.