182. О видении в темноте и ночью

  Муратов Витольд.  На фото академик Александр Алексеевич Лебедев 26.11.1893-15.03.1969.

 Среди важнейших факторов, сделавших возможным разумную (иногда) жизнь на Земле. В том числе и появление  Homo Sapiens, то есть нас с Вами, сыграла неизменная смена дня и ночи. Которая обеспечила несколько часов сна, на протяжении которых человек имел возможность  восстановить затраченные на свету днём физические и душевные силы.
А в ряде случаев получить не только эмоциональное  и эстетическое удовлетворение   и стимул для оптимизма но  заряд сил и бодрости, так необходимых для преодоления 
неизбежных  жизненных проблем.


Однако,и активная деятельность в темноте имела своими преимущества.  Так и возникла потребность в искусственном освещении, типичным представителем источника которого стал костёр и факел. А  затем на долгие годы - свеча. Заменённая значительно более практичной керосиновой лампой, а в XIX веке -первая коммунальная  система освещения на базе применения газа,Которая быстро - к концу того же века была заменена более практичной во всех отношениях лампами накаливания.  И здесь свою роль сыграл Эдисон, чьё имя на некоторое время стало синонимом слова "изобретатель".
Но прочно до середины прошлого века в военном деле играла и "вольтова дуга" -разряд между двумя,ккак правило угольными электродами.И в военном деле появился  новый род войск - "прожектористы".Особенно затребованные в войсках противовоздушной обороны.

Наиболее эффектно эта форма боевого воздействия на противника показал себя прожектор  в легендарном ночном штурме у Зееловских высот весной 1945 года , где множество прожекторов буквально ослепили вражеские  войска.

Кстати,этот факт позволил освободиться от стойкого убеждении  против использования прожекторов в окопной войне, основанного на предрассудке о явной демаскировке прожектора при своём включении.

Мой коллега-полковник-артиллерист Вадим Орлов рассказывал мне, что приказал подчинённым  расстрелять ночью включённый прожектор с определённого расстояния.
И опытный снайпер с этой задачей не справился.Не смог,видать,учесть в кромешной темноте поправки на земное притяжение.

И тот факт,который нам на уроках военного дела в школе объяснял с умным видом  военрук:"Пуля летит,дескать, поначалу по инерции, а потом-по параболе...." .
Но вскоре война закончилась, а самолёты начали летать повыше и лучи прожекторов
стали бесполезны.
Но проблема видения в темноте оставалась не менее актуальной в связи с необходимостью  обеспечением решения проблем транспорта, уже давно перешедшего на всепогодную работу. В частности на круглосуточную и работу в  условиях темноты,

Конечно,решающую роль здесь сыграла и продолжает играть  радиолокация.И мне приходилось встречаться с апологетом радиолокационных средств наблюдения, который уверял меня,что по форме ответного радиосигнала можно отличить мужчину от женщины.
Но я ему не верил.
 
Возникшую проблему предложил решить академик Лебедев -начальник одного из научных
отделов Государственного Оптического Института - ГОИ, в который я был направлен на  преддипломную практику,а после защиты диплома стал младшим научным сотрудником Института в научном отделе, руководимом академиком.

Но проблема освещения удалённых пре метов столкнулась с тем, что атмосфера , особенно  приземных своих слоях недостаточно прозрачна из-за взвешенных в воздухе частиц  различного происхождения,называемых аэрозолем, в первую очередь каплями воды.В значительной степени затрудняющих наблюдение удалённых предметов.Что и является причиной атмосферной дымки.
Которая при использовании искусственного освещения производит для успеха в наблюдении удалённых освещаемых прожектором предметов катастрофический эффект.

Идея академика состояла в использовании  для наблюдения удалённых предметов в темноте коротких световых импульсов,длительность которых много меньше времени
распространении света до наблюдаемого объекта.А в приборе наблюдения использовать затвор, открывающийся только в момент прихода отражённого от наблюдаемого объекта импульса света.
К этому моменту промышленность уже наладила производство электронно-оптических преобразователей для телевидения,преобразующих свет в электрический сигнал, а затем этот сигнал - снова в свет с возможностью управлять сигналом с целью его усиления, или же прекращения на требуемый отрезок времени.

Были, также изготовлены электрические лампы,способные производить достаточно мощные световые импульсы малой длительности. Производством этих ламп занимался,кстати, Маршак, сын известного российского писателя, автора первоклассных переводов стихов английских и шотландских поэтов.
 
После защиты диплома,я был принят на работу именно в отдел академика.
В эти дни сотрудники моего непосредственного шефа Ванюкова  вернулись из Прибалтики, где проводили испытания прибора наблюдения , основанного на идее академика и использовавшегося для решения навигационных  проблем..

Настроение у них было далёкое от триумфальности. Их совершенно не удовлетворяло качество фотографий объектов наблюдения.

Как раз в это время появились лазеры и меня начальство стало весьма интенсивно агитировать заняться этой модной темой. Но я хорошо понимал, что при всей перспективности этой проблемы, она требует многих лет работы, прежде чем можно было бы говорить о результатах.
У меня этого времени не было, но была семья.
Передо мной стояла задача взяться за тему, которая позволила бы мне написать и защитить работу,которую Учёный совет ГОИ мог бы защитать меня достойным учёного звания кандидата наук.
  И я решил заняться дальнейшей реализацией идеи академика, но уже с использованием вместо импульсной лампы лазера.

  Научный руководитель института ГОИ- царевский Евгений Николаевич  , ещё со студенческих лет  хорошо относившийся ко мне (по-видимому из-за  того,  то я был внуком своего деда, создателя профессии инженеров  точной мехпники и оптики ,при обсуждении моего предложения лишь спросил меня : "А в Америке этим занимаются ?". И,получивши от меня положительный ответ,поскольку в научной библиотеке института   имелась статья с изображением прибора , основанного на использовании лзера в роли осветителя, поставил эту тему в план научной работы Института.
 
В результате мне удалось получить звание кандидата технических наук и старшего научного сотрудника. А также побывать в роли стендиста на Всемирной выставке "Экспо 67" в Монреале и затем с той же целью в Румынии, а через четыре года -в Словакии.

 Но внедрения лазера в качестве осветителя в удалённых предметов  практику (например в навигации)не добился, хотя за участие в одной из практических работ по обоснованию предельных возможностей лазеров был удостоен ордена "Знак Почёта", в те годы называвшегося в просторечии "Дружные ребята".

   Ну,а свои соображения о предельных возможностях наблюдения улалённых предметов а с удовольствием бы обсудил с выдающимся специалистом в области оптотехники, сыном создателя русской оптико-механической промышленности Гершуна
Если бы он не умер  перед вторым семестром моего обучения в ЛИТМО.


На мой взгляд направленное освещение объёмных предметов представляет собой наихудший из возможных вариантов освещения,поскольку в наибольшей степени способствует проявлению пространственной структуры наблюдаемого объекта, вплоть до исчезновению видимости при изменения  объектом своего ракурса.

И совсем не случайным бло разочарование  моих предщественнииков в использовании метода академика Лебедева ,для которого вопросы ввосприятия  изображения удалённых предиетов  при их направленном освещени не входили в круг его профессиональных интересов.

Viktoria Preu (Ubersetzung und Correktion)
 
Zu den wichtigsten Faktoren, die ein vern;nftiges (manchmal) Leben auf der Erde m;glich machten. Einschlie;lich des Auftretens des Homo Sapiens, das hei;t, wir haben einen unver;nderlichen Wechsel von Tag und Nacht gespielt. Das sicherte mehrere Stunden Schlaf, in denen eine Person die M;glichkeit hatte, die k;rperlichen und seelischen Kr;fte, die tags;ber im Licht verbracht wurden, wiederherzustellen.
Und in einigen F;llen erhalten Sie nicht nur emotionale und ;sthetische Befriedigung und einen Anreiz f;r Optimismus, sondern eine Ladung Kraft und Vitalit;t, die so notwendig sind, um sie zu ;berwinden
unvermeidliche Probleme des Lebens.


Aber auch aktives Handeln im Dunkeln hatte seine Vorteile.  So entstand ein Bedarf an k;nstlicher Beleuchtung, ein typischer Vertreter der Quelle war ein Lagerfeuer und eine Fackel. Und dann f;r die kommenden Jahre - eine Kerze. Jahrhundert - das erste gasbasierte kommunale Beleuchtungssystem, das am Ende desselben Jahrhunderts schnell durch eine in jeder Hinsicht praktischere Gl;hlampen ersetzt wurde.  Und hier spielte Edison seine Rolle, dessen Name f;r eine Weile zum Synonym f;r das Wort "Erfinder" wurde.
Aber bis zur Mitte des letzten Jahrhunderts spielte auch der "Voltbogenbogen" im Milit;r, die Entladung zwischen den beiden, wie die Regel von Kohleelektroden ist, fest.Und im Milit;r gab es eine neue Art von Truppen - "Spotlight".Besonders in der Luftverteidigungstruppe gefordert.

Die spektakul;rste Form dieser Kampfeinwirkung auf den Feind zeigte sich im Fr;hjahr 1945 im legend;ren Nachtsturm an den Seelower H;hen, wo viele Scheinwerfer die feindlichen Truppen buchst;blich blend machten.

Diese Tatsache hat es ;brigens erm;glicht, sich von der anhaltenden ;berzeugung gegen die Verwendung von Scheinwerfern im Grabenkrieg zu befreien, die auf dem Vorurteil beruht, das Flutlicht beim Einschalten explizit zu demaskieren.

Mein Kollege, der Artillerieoberst Vadim Orlov, erz;hlte mir, dass er seinen Untergebenen befahl, nachts aus einer bestimmten Entfernung einen eingeschalteten Scheinwerfer zu schie;en.

Und ein erfahrener Scharfsch;tze hat diese Aufgabe nicht bew;ltigt.Ich konnte die Korrekturen der irdischen Anziehung nicht in der Finsternis ber;cksichtigen. Und die Tatsache, die uns im Milit;runterricht in der Schule mit einem klugen Blick vom Milit;rmann erkl;rt wurde: "Die Kugel fliegt, sagen wir, zuerst durch Tr;gheit und dann durch Parabel...." .
Aber bald war der Krieg vorbei, und die Flugzeuge begannen h;her zu fliegen und die Scheinwerfer strahlen
sie sind nutzlos geworden.
Aber das Problem des Sehens im Dunkeln blieb nicht weniger relevant, da es notwendig war, eine L;sung f;r Verkehrsprobleme zu finden, die seit langem in den Allwetterbetrieb ;bergegangen sind. Insbesondere rund um die Uhr und bei Dunkelheit arbeiten,

Nat;rlich spielte hier eine entscheidende Rolle und das Radar spielt weiter.Und ich musste mich mit einem Apologeten der Radar;berwachung treffen, der mir versicherte, dass man durch die Form eines Antwortfunksignals einen Mann von einer Frau unterscheiden kann.
Aber ich habe ihm nicht geglaubt.
 
Das entstandene Problem wurde vorgeschlagen, das Akademiemitglied Lebedev zu l;sen - der Chef eines wissenschaftlichen
der Abteilung des Staatlichen Optischen Instituts - GOI, an die ich mich f;r ein Pr;diplomstudium befand, und nach dem Schutz des Diploms wurde ich der j;ngste wissenschaftliche Mitarbeiter des Instituts in der von einem Akademiker geleiteten wissenschaftlichen Abteilung.

Aber das Problem der Beleuchtung der entfernten Vormetalle war, dass die Atmosph;re, insbesondere ihre Bodenschichten, aufgrund von Partikeln unterschiedlicher Herkunft, die in der Luft schwebten, in erster Linie als Wassertropfen bezeichnet, nicht ausreichend transparent war.Die Beobachtung von entfernten Gegenst;nden ist weitgehend schwierig.Das ist die Ursache f;r atmosph;rischen Dunst.
Die bei Verwendung k;nstlicher Beleuchtung einen katastrophalen Effekt erzeugt, um die Beobachtung von Objekten, die vom Scheinwerfer entfernt beleuchtet werden, erfolgreich zu machen.

Die Idee des Akademikers bestand darin, kurze Lichtimpulse zu verwenden, um entfernte Objekte im Dunkeln zu beobachten, deren Dauer viel k;rzer ist
die Ausbreitung des Lichts auf das beobachtbare Objekt.Und im ;berwachungsger;t einen Verschluss verwenden, der sich nur ;ffnet, wenn der vom beobachteten Objekt reflektierte Lichtimpuls eintritt.
Zu diesem Zeitpunkt hat die Industrie bereits die Produktion von elektronischen und optischen Wandlern f;r das Fernsehen eingestellt, die Licht in ein elektrisches Signal umwandeln und dieses Signal dann wieder in Licht umwandeln, um das Signal zu steuern, um es zu verst;rken oder es f;r die erforderliche Zeit zu beenden.

Es wurden auch elektrische Lampen hergestellt, die in der Lage sind, ausreichend starke Lichtimpulse von kurzer Dauer zu erzeugen. Diese Lampen wurden ;brigens von Marshak produziert, dem Sohn eines ber;hmten russischen Schriftstellers, der erstklassige ;bersetzungen von Gedichten englischer und schottischer Dichter verfasst hat.
 
Nachdem ich mein Diplom verteidigt hatte, wurde ich in die Abteilung des Akademikers eingestellt.
In diesen Tagen sind die Mitarbeiter meines direkten Chefs Vanyukov aus dem Baltikum zur;ckgekehrt, wo sie ein ;berwachungsger;t getestet haben, das auf der Idee eines Akademikers beruht und zur L;sung von Navigationsproblemen verwendet wurde..

Die Stimmung war weit von Triumphal entfernt. Sie waren mit der Qualit;t der Fotos der Beobachtungsobjekte ;berhaupt nicht zufrieden.

Gerade zu dieser Zeit tauchten Laser auf und meine Vorgesetzten begannen sehr intensiv, sich mit diesem modischen Thema zu besch;ftigen. Aber ich habe gut verstanden, dass es bei aller Aussicht auf dieses Problem viele Jahre Arbeit erfordert, bevor man ;ber Ergebnisse sprechen kann.
Ich hatte diese Zeit nicht, aber es gab eine Familie.
Vor mir stand die Aufgabe, ein Thema anzugehen, das es mir erm;glichen w;rde, die Arbeit zu schreiben und zu sch;tzen, die der GOI-Wissenschaftsrat mir als w;rdig des akademischen Titels des Doktoranden besch;tzen k;nnte.
  Und ich beschloss, die Akdemik-Idee weiter umzusetzen, aber bereits mit der Verwendung einer gepulsten Laserlampe anstelle von.
  Der wissenschaftliche Leiter des GOI-Instituts, der mich traditionell schon seit meiner Studentenzeit gut behandelt hat (anscheinend aufgrund meines Namens), fragte mich bei der Diskussion meines Vorschlags nur: "Machen sie das in Amerika?". Und nachdem ich eine positive Antwort von mir erhalten hatte, stellte ich dieses Thema in den Plan der wissenschaftlichen Arbeit des Instituts.
 
Als Ergebnis konnte ich den Titel eines Doktoranden f;r technische Wissenschaften und eines leitenden wissenschaftlichen Mitarbeiters erhalten. Besuchen Sie die Weltausstellung Expo 67 in Montreal und dann in Rum;nien und vier Jahre sp;ter in der Slowakei..

 Aber die Einf;hrung des Lasers als Illuminator in die Praxis hat er nicht erreicht, obwohl er f;r seine Teilnahme an einer der praktischen Arbeiten zur Begr;ndung der maximalen M;glichkeiten von Lasern mit dem "Ehrenzeichen" ausgezeichnet wurde, das damals im Volksmund "Freundliche Jungs" genannt wurde.
   Ich w;rde gerne mit dem hervorragenden Spezialisten f;r Optotechnik, dem Sohn des Sch;pfers der russischen opto-mechanischen Industrie, Gershun, ;ber seine ;berlegungen zur Grenzbeobachtungsm;glichkeit f;r ulalene Objekte, diskutieren
Wenn er nicht vor dem zweiten Semester meines Studiums in LITMo gestorben w;re


Meiner Meinung nach ist die gerichtete Beleuchtung von dreidimensionalen Objekten die schlechteste Lichtoption, da sie am meisten zur Manifestation der r;umlichen Struktur des beobachteten Objekts beitr;gt, bis hin zum Verschwinden der Sichtbarkeit der f;r seine Identifizierung charakteristischen Details aufgrund der gegenseitigen Schattierung beim Wechsel des Blickwinkels durch das Objekt.