MadShepherd

Сначала немного матчасти. Цвета на художественной фотографии практически никогда не соответствуют реальным, я имею в виду, тем, которые видит наш глаз. Да это, в общем-то, и не нужно, потому что фотография - это художественное произведение, и там, как в любом художественном произведении, стоит фильтр для реальности. А вот с технической всё куда сложнее: там как раз точная цветопередача очень важна, а эстетика никого не волнует.

Но как узнать, насколько искажены цвета на фотографии и в какую сторону? Кэп Очевидность подсказывает: сделать фото в чётко определённых условиях и затем сравнивать с ними. Ну, как фотографы баланс белого выставляют. Именно для этого и служит вон тот шилдик с пипочкой на фото выше, а также находящаяся в тени палитра под ним. На фото марсоход как раз занимается калибровкой своих камер Mastcam-Z. Вот как калибровочные мишени выглядят более подробно:

На "Кьюриосити" тоже стояли камеры этой же разработки, но на Персике это первые камеры с возможностью масштабирования. Камеры получают цветные изображения в стандартных RGB цветах, а также через 11 других цветовых фильтров за пределами диапазона человеческого зрения: от близкого к ультрафиолету на 442 нм до набора фильтров ближнего ИК-диапазона на 1022 нм. Это позволит изучать грунт гораздо более подробно, и, помимо собственно фоточек для инсты, нужно для определения самых удобных мест для взятия пробы.

Большая калибровочная мишень сделана из алюминия с серебряным и золотым покрытием (да, на марсоходе не экономят, впрочем, это далеко не самое дорогое в его конструкции). Под кружками установлен постоянный магнит (они выступают над его поверхностью), чтобы подтягивать к себе железосодержащую пыль и предотвратить загрязнение, которое может исказить картину. Чёрная (покрашенная чёрной в ИК-диапазоне краской) пимпочка в центре - это гномон, окружают его кольца с градациями серого. Кроме того, между кружками романтичные земляне нарисовали послание марсианам, среди которых, к слову, есть знакомые картинки (на этот раз более целомудренные, а женская фигурка в соответствии с современными феминистичными трендами тоже машет инопланетянам рукой):

Кроме того, есть надписи на боковых поверхностях, видимо, в надежде, что экстратеррестриалы понимают земные языки:

Впрочем, марсоход не ставил целью передавать какие-то послания, благо что жизни на Марсе не обнаружено, а тем более разумной (да тут и с Землёй вопросец так-то), так что, скорее всего, это было сделано for lulz.

Технологии, надо сказать, значительно продвинулись. В 70-х годах на Луне установили вот такой гномон:

Не правда ли, выглядит куда более бедно? Но принцип действия у него, в общем-то, тот же самый. А вот такой же в музее:

Цвета значительно ярче, даже если сделать поправку на освещение.

Естественно, ретушь фотографий с помощью всех этих приборов несёт в первую очередь научное значение. Но и для инсты сойдёт.

Давным-давно, играя в всякие стратегии, я удивлялся. Вот ведь есть заводы, а строить можно только технику той стороны, за которую воюешь. Ну, это же игра, но и в реале тоже так было! Трофейную технику использовали, а вот взять её за основу и склепать свою нелегальную (пофиг, война же) копию убертанка почему-то не клепали. Ай-ай-ай.

На самом деле факты копирования таки имели место быть. Называется это «обратная разработка» и с успехом применялось на протяжении всей истории развития техники. Начало положили ещё римляне, скопипастив захваченную карфагенскую посудину, чтобы построить свой флот. Получилось не ахти, но чего вы хотите, античность же.

В более продвинутом времени проще всего найти примеры полного копирования в СССР (конечно, не только у него — копитырили все и у всех, просто тут особо яркие примеры). Что как бы и логично: после революции страна сильно отставала от соседей, и следовало нагонять. А как? Проще всего, понятное дело, повторить готовое. Вот и лепили, например, грузовики ЗИС-3 (в девичестве — американский Autocar SA). После войны точно так же скопировали тепловоз RSD-1, ставший ТЭ1, и самолёт B-29 Superfortress, ставший Ту-4. Вот о последнем-то и пойдёт речь — тупо потому, что я хорошо знаю историю его разработки, в отличие от остальных изделий.

Дело было так. После самоубийства законно избранного канцлера Германии все быстро поняли, что на носу война СССР-США — послевоенная Европа не представляла серьёзной силы, и в мире осталось только два полюса. Про Китай вообще никто не вспоминал, до его восхода оставались ещё десятки лет. И тут оказалось, что в Союзе уже два года разрабатывают атомную бомбу, но бомба — это хорошо, а вот доставить её на территорию США нечем. Вообще. Совсем.

Вызвал тогда к себе Сталин Туполева и спросил: эй, генацвале, а харошый ли самолёт Бэ-29? Туполев подумал и ответил — да, хороший. Ну а что ему было ответить? B-29 и вправду был лучшим тяжёлым бомбёром Второй Мировой войны. Серьёзные ТТХ, зона обстрела почти 360 градусов, герметичная кабина, удалённое управление вооружением, само вооружение с определением параллакса и распределённым доступом к управлению, удобства в полёте, в общем, мечта, а не бомбёр. СССР даже запрашивали его у американцев по ленд-лизу, но хитрые янки тоже предвидели Холодную войну и сказали «NO».

Ну а раз не дают добром, возьмём сами.

Вот это Сталин Туполеву и поручил — дал три B-29, с оказией залетевшие в СССР после доставки гуманитарной помощи японцам (экипажи отправили домой, а самолёты «потеряли»), и два года сроку (кто в курсе — это не просто мало, а ОХРЕНЕТЬ как мало) вместе с приказом «копировать до последнего винтика». В результате скопировали даже туалеты и пепельницы (при том что курить советские пилоты на борту права не имели), хотя вооружение, двигатели, радиоаппаратуру и ещё кое-что всё равно пришлось ставить своё, в том числе и винтики.

В общем, Туполев с командой разобрали один из самолётов и принялись офигевать, чем дальше — тем больше. B-29 выглядел для них натурально самолётом из другой вселенной. Там совершенно непривычным было вообще ВСЁ, начиная от размеров в дюймах и линиях, и заканчивая устройством электрификации. Когда я занимался управлением поставок комплектующих для постройки химического завода, я мог незначительно лавировать и менять материалы профуканных деталей на аналоги, лихо заменяя сталь по DIN на сталь по ГОСТ. Нуачо, химсостав и физико-механические свойства отличаются слабо, давление низкое, среда неагрессивная, так что похрену. То ли дело самолёт: там малейшие отклонения могут наделать бед. Поэтому дюймовые размеры пришлось округлять, причём в разные стороны в зависимости от каждой конкретной детали. Копирование уже здесь дало сбой, но это были только цветочки.

Почему попаданец в прошлое не может изобрести автомат Калашникова в каменном веке, даже если зазубрит наизусть все его чертежи? Потому что для выпуска «калаша» нужны станки, нужна металлургическая промышленность, нужно наладить выпуск патронов, короче, там длинная цепочка технологий. В нашем случае ситуация оказалась аналогичной — многие технологии B-29 обгоняли советские на порядок. Если силовые элементы, обшивку и вообще весь каркас, в общем-то, воспроизвести смогли без особой натуги, то вот радиоэлектронная начинка вызвала у советских конструкторов неконтролируемый бугурт.

Её тупо не было. В смысле, советские заводы не выпускали такую продукцию. То же самое касалось и вторичных материалов — пластмасс и так далее. Пришлось спешно налаживать ещё и это, причём повезло в том плане, что воспользовались остальным хламом, поставленным по ленд-лизу, и лицензиями на производство третьего хлама. То есть пока прочнисты, проклиная грузина в Кремле, мудохались с округлением размеров и адаптацией материалов, электронщики, тоже проклиная грузина, спешно адаптировали всю эту начинку, а часто и вовсе клали болт на пожелание Вождя и заменяли приборы советскими аналогами, если таковые имелись. Если же нет, приходилось разрабатывать техпроцесс, научную базу, благо та всё-таки имелась весьма достойная, в общем, изучение B-29 в итоге дало мощный толчок развитию советской электроники. Да и не только: использованные в этом самолёте конструкторские решения надолго стали основополагающими как для американских, так и для наших инженеров.

Короче, в конечном итоге задачу таки выполнили. Не совсем скопировав вообще всё, но тем не менее. Так как в то время производили пушки вместо масла, то и Ту-4 построили аж 847 штук, ни одному из которых, однако, повоевать так и не пришлось.

А теперь гвоздь программы. Представьте себе X-COM, нападение пришельцев на Землю. Доблестные пилоты ВВС Земли ценой чудовищных усилий сбивают НЛО. Оно падает и остаётся почти неповреждённым. Пришельцев пускают на шашлык бравые десантники, корабль привозят в исследовательский центр и...

Ну, во-первых, он оказывается с гораздо более далёкой планеты, чем Ту-4 для СССР. Там был серьёзный разрыв в технологиях, но всё же адаптируемый: как я уже сказал, имелась какая-никакая научная база и собственные ресурсы. А тут — бездна.

Во-вторых, это следует из во-первых: тут уже не заменишь двигатели на хреноптаниуме земными, извольте копировать. А как их копировать, если неизвестен даже физический принцип, по которому они работают? Тут сначала надо разобраться в сути, а потом уже творить инженерам.

В-третьих, копирование Ту-4 в мирных условиях заняло два года. Сколько займёт копирование НЛО в условиях асимметричной войны?

Ответ, думаю, очевиден.

В НФ часто декларируется создание в будущем суперпрочных материалов, выдерживающих многократно более высокие нагрузки, чем нынешние. Забавно, но это не вызывает ни у кого отторжения, хотя по факту существование таких материалов не более вероятно, чем существование, скажем, варп-двигателя. Просто физика прочности для подавляющего большинства гораздо менее известна, чем всякие там теории относительности.

При чём здесь астроинженерные сооружения? При том, что нагрузки, которые испытывает их конструкция, запредельны. Практически во всех случаях в них создаётся искусственная гравитация, обычно с помощью вращения, что вызывает соответствующие силы. А поскольку размер и масса огромны - ну, думаю, дальше можно не продолжать.

В современных изотропных материалах наблюдается лишь около десятой части теоретически возможной прочности. Причина - в эстафетном механизме дислокации при воздействии силы, когда в структуре материала возникают накапливающиеся микроразрывы. Они ослабляют сечение, это тянет за собой новые разрывы, и в конечном итоге приводит к разрушению. Это в идеальном кристалле, а в реальном движение дислокаций затрудняется неоднородностями структуры - отсюда повышенная прочность стали по сравнению с железом и легированных сталей по сравнению с обычной. Углерод и легирующие компоненты встраиваются в однородную структуру железа и мешают возникновению эстафетной дислокации.

Один из вариантов решения этой проблемы - конечно же, композитные материалы. В общем случае они состоят из несущих основную нагрузку нитей и гораздо менее прочного связующего вещества, или матрицы. Каждая нить не связана с другими напрямую, и, кроме того, в таком виде исчезает проблема хрупкости. Например, обычное оконное стекло прочнее стали - но только при сжатии. При растяжении и, как следствие, при изгибе, его прочность намного меньше. Преобразование же его в стекловолокно резко меняет картину.

В любом случае, однако, физико-химические методы увеличения прочности сейчас упираются в потолок, и дальше пытаются развивать чисто физические - например, углеродные нанотрубки, или те же самые нитевидные кристаллы, из которых плетутся нити, т. е. неоднородности на наноуровне. Такие материалы будут значительно прочнее, чем, скажем, "обычный" углепластик с прочностью на растяжение до 2500 МПа - но даже не на порядок. Для создания кольца вокруг Солнца этого недостаточно.

Мало того, в сопромате есть такое понятие, как потеря устойчивости. Она возникает при сжатии из-за того, что сжимающая сила никогда не направлена точно через центр масс - жёсткости материала становится недостаточно, чтобы сопротивляться изгибающему моменту, и стержень разрушается, хотя предел прочности ещё далеко не достигнут. То есть кроме прочности, нужно разгонять ещё и жёсткость, а это тоже нетривиальная задача. Большинство конструкций того же Мира-Кольца испытывают в основном растягивающие нагрузки, но возникновение сжимающих - например, из-за "гуляния" конструкции - может привести к катастрофе.

Давайте теперь спустимся чуть ниже и рассмотрим обычную станцию-"бублик", она же Стэнфордский тор. Вот такой (ну, не делать же пост совсем без картинок, вы что, в библиотеку пришли?)

Будет ли зависеть гравитационная (ладно, пусть будет псевдогравитационная) нагрузка на основные конструкции "бублика" от его радиуса? Ответ... *барабанная дробь* НЕТ. Потому что каким бы радиус ни был, тор всё равно вращается так, чтобы на ободе у него возникало ускорение в 1g - жалкие куски мяса, которая там обитают, не хотят чего-то другого. А следовательно, нагрузка будет зависеть только от размера и массы самих этих конструкций. Чем больше вторичный радиус тора, тем сложнее будет его проектировать - но ведь никто не мешает сделать обычную поэтажную конструкцию. Человечество сейчас огромные небоскрёбы строит, так что с этим проблем быть не должно.

А вот что будет зависеть, так это возможные колебания и изгибы окружности тора из-за неустойчивости, так что их, скорее всего, придётся компенсировать с помощью двигателей. Но это уже совсем другая история.

В одной картинке, да. В общем-то добавить тут нечего, любуемся.

Источник