dxdt.blog: занимательный интернет-журнал

Кстати, в развитие предыдущей ссылки. Лазер, конечно, это новая штука. Но слишком “частная”. Так, можно провести интересные эволюционные параллели (они ниже по тексту, вместе с выявлением реальных “новинок”). Да, лазер доставляет энергию к цели на максимально возможной скорости. Использовав такой литературный приём, как гипербола (не кривая!), можно написать, что лазер, условно, действует мгновенно.

Впрочем, при поправке на современную скорость электронных вычислителей, для сколь-нибудь практических дистанций лазер действует далеко не мгновенно. Считайте сами: тридцать километров – это около 0.1 миллисекунды для лазерного луча. Где-то один порядок можно “накинуть”, так как требуются “прицеливающие” и “установочные” импульсы и каждый из них должен сбегать туда и обратно (пять импульсов – вот вам и дополнительный порядок). Итак, получаем оценочное “время реакции” в 1 миллисекунду. Процессор, работающий с частотой 100 МГц, успеет отщёлкать 100000 (сто тысяч) тактов за это время. 100 МГц – это не очень быстро, по современным меркам, верно? Но сто тысяч тактов на подходящем оборудовании позволяют вычислить решение не самой простой системы дифференциальных уравнений, например.

Переходим к эволюционным параллелям. Развитое огнестрельное оружие позволило отправлять пули в цель с практически мгновенной, по сравнению с человеческими возможностями восприятия, доставкой. Тем не менее, сейчас артиллерийские снаряды успешно сбивают теми же лазерами или “противоракетами”. Достаточно высокоскоростные ПТУР успешно перехватывают на подлёте к танку перспективные системы “активной защиты” (не давно известные, а новые, с управляемыми противоракетами – очень эффективно, особенно по ПТУР, применяемым в комплексе с “ложными целями”).

Мощный боевой лазер – это, конечно, новое поколение. И да, тут достигается физический предел скорости. Но “принципиально нового” тут нет.

А “принципиально новое” – это “многомерная” информационная структура, которая появляется “на поле боя” и без которой, например, тот же противоракетный лазер бесполезен. Возможности получать, обрабатывать и разделять между “потребителями” самую разнообразную информацию о тактической обстановке в реальном времени, – для военизированного киберпространства найти эволюционных параллелей не получится. Второй аспект “принципиально нового” – это военные роботы, которые, по-сути, реализуют “проекцию” киберпространства в реальность, позволяют этому пространству в реальности присутствовать. Постоянно обменивающиеся между собой потоками информации машины, быстро, достаточно автономно (в “поведенческом” смысле) и полностью согласованно действующие группой – у этого явления тоже нет эволюционных предтеч в истории военного искусства: насколько я помню, управляемые из командного центра полчища крупных насекомых никакими древними армиями не применялись.

По ссылке – обсуждение (на примере боинговского ABL) революционной роли лазеров как оружия. Собственно, о том, является ли лазер принципиально новым видом вооружений.

Недавно DARPA (это, если кто забыл, штатовское агентство перспективных военных разработок) очередной раз объявило о желании заполучить технические средства для дистанционного обнаружения разных “подземных объектов”, при наблюдении с воздуха. Например, в описании свежего тендера по программе GATE речь идёт о туннелях. А на днях Raytheon достался контракт на создание технологического демонстратора системы, обнаруживающей не только туннели, но и “заглублённые” мины.

Вообще, эти относительно новые направления опытных разработок получают публичное внимание не из-за “туннелей и мин”, а по несколько другим причинам. Чтобы причины выявить, нужно учесть специфику заказчика – DARPA: это агентство предпочитает работать на отдалённую перспективу, что видно по реализованным проектам.

О подземных автономных роботах сейчас слышно не много, особенно, если сравнивать с суперпопулярными беспилотниками или с практически столь же популярными наземными и “мореходными” системами. Но, как известно, действительно перспективные начинания любят тишину, а не мощную шумиху в вечерних теленовостях. Поэтому если беспилотники, в том числе боевые, это уже вошедший в медийную действительность “феномен”, то подземные военные роботы только конструируются в тишине. Очевидно, аналитики DARPA в курсе разработок.

И вот выход в публичное поле заказов на детекторы “подземной обстановки” – это отражение желания получить эффективные технические контрмеры в сроки, сравнимые с ожидаемым “вводом в строй” очень перспективных подземных роботов. Потому что иначе подземные “техночерви”, настойчиво и организованно роющие ходы в заданном направлении, окажутся чрезмерно опасным оружием.

Кстати, на dxdt.ru некоторое время назад появлялась небольшая заметка о перспективах автономных роботов, а точнее о подземных автономных роботах, про которых как-то забывают в прогнозах и анализах. А между тем, оперативно обнаруживать подземное передвижение кибернетических механизмов очень сложно, даже сложнее, чем реализовать навигационную систему, которая позволит таким механизмам в заданное время прибыть в заданную “точку на карте”.

Нужно ли напоминать об огромных сложностях, на которые наталкивается всякая попытка сколь-нибудь надёжно закрыть периметр некоторого объекта от подземного проникновения? С воздухом и поверхностью земли – тут всё давно понятно. А вот борьба “под землёй” – это совершенно иной уровень техники.

Так что DARPA собирается охотиться именно на подземных роботов. Самих роботов и навигационные системы для них тоже в своё время закажут вполне публично.

(Иллюстрация к тексту прямого отношения не имеет.)

Проект “Боинга” с мощной лазерной пушкой, летающей на борту Boeing 747-400 и сбивающей баллистические ракеты на начальной стадии их полёта, опять задвигался. Теперь “Боинг” пишет, что самолёт-носитель вместе со всем оборудованием на борту успешно прошёл испытания на “лётную годность” и вот, собственно, приступили к полётам.

Следующий этап – демонстрация обстрела мишени с борта самолёта, находящегося в воздухе (на земле уже контрольные стрельбы проводили). Обещают воздушную демонстрацию уже в этом году.

Надо, кстати, заметить, что этот проект ABL (Airborne Laser) – он вообще очень старый (собственно, более двух десятков лет ему, как проекту), дорогой и при этом по некоторым показателям больше похож на фантастику. Кстати, достаточно мощный лазер никак не влезет на борт небольшого самолёта, потому что там не только оптика и генерирующее оборудование весят очень много, но ещё и нужно обеспечивать всё хозяйство электроэнергией и возить на борту “командный пункт” и дополнительные системы наведения. Так что шутка про то, что 747-й “Боинг” специально для подобной задачи и сконструировали, она хоть и только шутка, но другого кандидата на самолёт-носитель практической лазерной системы у “Боинга” в принципе нет.

Что полезного может делать подобная “артиллерийская” система, подобный летающий лазер, патрулирующий воздушное пространство в районе потенциального конфликта? Оказывается, в теории, лазер может очень эффективно сбивать разнообразные небольшие и быстролетящие цели. К таким относятся зенитные ракеты и ракеты “воздух-воздух”. Конечно, играют роль атмосферные условия, но “грозовые тучи” ведь редко занимают все актуальные высоты.

Да, ещё есть очевидные трудности с наведением. Но мощный лазер может сам работать и в качестве инструмента определения точных координат цели (собственно, лазеры уже давно активно используются в таком качестве). Так что, сперва померили “расстояние и углы” цели, тут же перефокусировали луч – ракета уничтожена. Ну, в теории.

Главное преимущество, что “лазерный удар” невозможно упредить, потому что он доставляется на физически максимально возможной скорости. В этом отличие от “кинетических перехватчиков”, против которых можно маневрировать. Понятно, что если собственно атаке предшествует этап облучения цели, для определения её положения, то эта цель может заметить готовящийся удар заранее. Но что толку? Уклониться от удара всё равно очень и очень сложно, даже если учитывать, что для уничтожения ракеты лазер должен удерживать её “в луче” некоторое время (возможно, несколько секунд, даже больше).

Я как-то писал про некоторые возможные способы защиты от лазерного оружия. Проблема в том, что защиту нужно будет реализовывать на практике, дабы парировать очередное “абсолютное оружие”, взлетевшее в воздух, а это дополнительные сложности и затраты.

Впрочем, лазер ещё должен действительно полететь и что-то сбить, хотя бы мишень.

Addon (20/05/09): Развитие темы “быстродействия” лазеров.

Не так давно публиковалась занимательная работа, в которой исследователи с большого расстояния считывали изображения на мониторах компьютеров, используя телескоп и отражение света от поверхности самых привычных бытовых предметов, типа кофейной чашки, расположенных в той же комнате, где и “атакуемый” монитор. Хитрости с отражениями – это вообще интересно, особенно для радиолокации, где кроме “банальных” “первичных” отражений используются и многократные: они, как и в случае с подсматриванием за монитором, позволяют увидеть объекты, находящиеся не на линии визирования.

Вот, кстати, если разобрать на минимальные логические составляющие задачу наблюдения за окружающей действительностью с помощью электромагнитных полей, то получится, что одна из основ – это измерение неких характеристик полей в данной точке пространства.

Но какую информацию о “реальности вокруг” можно получить, просто проведя единичное измерение поля в единственной точке? Практически никакой, ну разве что убедиться, что некоторое поле есть – не более. Совершенно бесполезная информация. Сама по себе.

Полезность возникает тогда, когда измерение проводится для проверки некоторой гипотезы, а результаты интерпретируются в канве дополнительной “априорной” информации. Судите сами: например, радар лишь проверяет предположение (гипотезу) о том, что в некоторой точке пространства (куда “светит луч”) находится “цель”, а результаты каждого “элементарного точечного” измерения интерпретируются с учётом сведений о ранее отправленном в эфир зондирующем импульсе и, скажем, о положении излучателя в момент отправки этого импульса.

Вообще, оказывается, что чем в большем количестве точек пространства измеряется поле (точность измерений тоже определяюще важна) и чем больше априорной информации о полях/сигналах имеется в распоряжении, тем точнее можно проверять “гипотезы”. (При этом дополнительная информация вполне может компенсировать недостатки измерений.) Воплощением этой давно известной “схемы” является, например, цифровое синтезирование апертуры: в различные моменты времени измеряем поле во множестве точек, получаем “виртуальную антенну”.

Переходим к использованию сложных отражений сигнала в радиолокации, упомянутому в первом абзаце заметки. Ясно, что зондирующий сигнал радара, работающего, например, в городе, отражается железобетонными конструкциями многократно. То есть луч запросто может “светить” “за угол”, потому что многократные отражения происходят от стен зданий, расположенных вдоль улицы за тем самым “углом”. Или можно “посветить” через дверной проём в помещение и вернувшийся обратно сложный сигнал (пусть и слабый) обретёт “частотно/временные” характеристики, определяемые планом помещения и расположением в нём металлических предметов (например, стрелкового оружия).

Хитрость вот в чём: если просто записать этот сложный сигнал с помощью приёмника и попытаться извлечь из него полезную информацию о расположении зданий или кухонных кастрюль внутри них, то ничего не получится. Ведь один и тот же результат “суперпозиции” отражений могут давать самые разные конфигурации отражающих поверхностей – возникает неоднозначность в интерпретации “результатов измерений”.

Но вот если воспользоваться дополнительной информацией, то неоднозначности можно свести к минимуму. Точно известен план улицы, местоположение зданий, можно вычислить положение автомобиля, въехавшего на улицу. При этом, ещё раз напомню, наблюдение радаром ведётся не “в прямой видимости”, приёмом “первичных” отражений, а с помощью анализа многократно отражённого стенами зданий сигнала. Наблюдать вообще можно с соседней улицы. Возможности РЛС многократно расширяются: теперь можно видеть объекты, “напрямую” невидимые.

Дополнительную информацию, позволяющую “убирать неоднозначности”, можно получить из карт местности или из других разведданных. Самое интересное, что можно довольно быстро и, при этом, тщательно измерить текущее состояние “отражений” специальным зондирующим сигналом, записать состояние и в дальнейшем по изменению принимаемого сигнала во времени вычислять местоположение движущихся объектов, особым образом варьируя модуляции зондирующих импульсов (задача упрощается, если такой объект в исследуемом пространстве один). Схема работает потому, что “гладкое” (без, так сказать, телепортаций) перемещение объекта внутри “промеренного 3D-рельефа” вполне позволяет вычислить наиболее вероятную траекторию этого объекта.

Радары, позволяющие подобным образом смотреть “за угол” в городах, уже заказывает DARPA. Ну и загоризонтная радиолокация уже давно работает на логически схожих принципах. А главная проблема тут кроется в вычислительном моделировании конфигурации электромагнитных полей – требуется мощный компьютер, способный на лету решать непростые системы дифференциальных уравнений. Но вот сейчас как раз очень мощные компьютеры с “высокой степенью параллелизма” стали весьма компактными: в качестве примера годятся игровые приставки.

На AviationWeek публикуют фото беспилотника и пишут, со ссылкой на General Atomics, что это и есть Predator С Avenger. Интересно, несколько фото ниже:

1.

2.

3.

Бросается в глаза, что беспилотник сконструирован с учётом требований по малой радиолокационной заметности: расположение двигателя, воздухозаборники, сопло, форма крыла, характерный “кант” по носовому обтекателю. Вооружение, надо понимать, во внутренних отсеках.

А вот ещё их научат действовать автономной группой – будет очень эффективное средство.

Да, и там торчит посадочный гак!

Больше фото – в источнике.

Кстати, 12-е апреля:

(Картинка из книжки 1958-го года. via)

Всё чаще в разных работах и статьях, претендующих даже на научность, встречаются ссылки на “Википедию” в списках источников, в списках литературы. Это очень нехорошо.

Почему?

Есть серьёзные причины, делающие ссылки на “Википедию” (в роли источника, понятно) очень плохим признаком, отрицательно характеризующим качество работы. Во-первых, информация по ссылке, в общем, непредсказуема: страница может быть изменена в любой момент (премодерацию, насколько я помню, пока что википедисты не ввели).

Ну да, в “Википедии” существует целый обряд “отката правок”, есть “история изменений” и всё такое. Вопрос в том, что читатель “научной” статьи должен бы иметь возможность установить, что же конкретно имел в виду автор, когда ссылался на “Википедию”. Ведь указал автор ссылку именно в списке источников своих сведений, а информация по ссылке – непредсказуема, потому что ведёт на статью, которую только что мог отредактировать или полностью заменить какой-нибудь из всезнающих “пионеров-экспертов-по-всем-вопросам”.

Читатель статьи, претендующей на научность, не должен знать об особенностях “Википедии” и уметь использовать весь инструментарий её движка для проведения собственного исследования “истории превращений” википедического текста.

Во-вторых, не ясно, кто тот автор, который разместил в “Википедии” данную конкретную информацию. Википедисты в большинстве своём скрыты под какими-то никами, то есть анонимны. Ситуация усугубляется тем, что конкретные изменения, актуальные на момент посещения страницы “Википедии” читателем, пожелавшим ознакомиться с материалами “по ссылке”, могут быть сделаны кем угодно.

Итак, получается, что ссылка на “Википедию” в списке источников, в общем-то, обозначает неопределённый текст, написанный непонятно каким анонимом. Указание подобных ссылок в качестве источников – это очевидное неуважение к читателю и демонстрация автором статьи собственного непонимания принципов функционирования “Википедии” и, что хуже, принципов получения и накопления научного знания.

Поэтому к статьям, указывающим в качестве источника “Википедию”, нужно относиться с осторожностью. Особенно, если статья “аналитическая”, потому что в таком случае выходит, что автор даже “Википедию” не смог “проанализировать”, не разбирается в оценках источников.

Очередной раз обновил раздел “Избранные записки“.

На спутниковом снимке ниже, опубликованном ISIS, как утверждают, северокорейская ракета запечатлена в полёте (по клику открывается картинка побольше):

(Image credit: DigitalGlobe-ISIS)

Основная часть следа это результаты горения топлива, дым и атмосферные эффекты, так сказать, а вот на самом верху (правый угол) – пламя реактивного двигателя.

Кстати, спектральный анализ пламени двигателя используется для определения типа топлива и типа ракеты. Наблюдать пламя можно, например, с помощью наземного телескопа, а можно с борта самолёта-разведчика, также используя телескоп. Но вот конкретно на этом некачественном монохромном снимке вряд ли можно сделать анализ.

Итак, северокорейская ракета стартовала и, возможно, вывела на орбиту спутник. (Про спутник пока не понятно.) Ракету сбивать не стали, то есть, штатовские сторонники ПРО не решились использовать возможность для продавливания дальнейшего финансирования.

Update: В общем, как сообщает NORAD, северокорейский спутник на орбиту не попал.