Технологии «Звездных войн»

17 декабря в российский прокат вышла долгожданная картина «Звездные войны: Пробуждение силы», чтобы вновь перенести поклонников в «далекую-далекую галактику» — не только к полюбившимся героям и злодеям, но и к высоким технологиям, которые в свое время вдохновили не одно поколение писателей-фантастов и ученых. И если в 1977 году концепции роботов и гаджетов из «Звездных войн» казались лишь плодом воображения сценаристов, то к 2015 году многие из них не удивляют даже людей, далеких от мира науки.

«Лента.ру» проанализировала технологии вселенной «Звездных войн» и сравнила их с существующими разработками российских компаний.

События во вселенной «Звездных войн», хоть и произошли «давным-давно, в далекой-далекой галактике», оставили свой след не только в сердцах поклонников фантастической саги, но и в реальной истории. Технологии, реализованные в вымышленной вселенной, вдохновили не одно поколение амбициозных ученых и инноваторов. Дроны, голограммы и лазерные пушки, казавшиеся шуткой почти 40 лет назад, сейчас уже смеха не вызывают.

Хотя подобные вещи по-прежнему ассоциируются с «далеким-далеким будущим», с каждым днем это будущее кажется все менее отдаленным. Некоторые изобретения из фильма Джорджа Лукаса существуют уже сегодня в виде прототипов и демонстрационных образцов. Например, «кредиты» — галактическая валюта, которая очень напоминает современные кредитные карты, и двигатели, работающие на солнечной энергии. Даже виртуальные создания, которые Чуббака и Оби-Ван Кеноби используют для игры в 3D-шахматы на борту «Тысячелетнего сокола», были успешно адаптированы компанией Sony при создании игры «EyePet».

Конечно, световые мечи, о которых мечтал в детстве любой фанат «Звездных войн», пока возможны лишь теоретически (по крайней мере, так утверждает физик Митио Каку в книге «Физика невозможного»). А на создание космических кораблей-гигантов размером с имперский крейсер ушла бы половина ресурсов Земли. Зато многие другие технологии, от которых у киноманов прошлого отваливались челюсти, можно увидеть уже сегодня. И сделаны они не в Голливуде, а в промышленных цехах российских компаний.

«Лента.ру» расскажет о некоторых из них.

Концепция беспилотных аппаратов неоднократно прослеживалась в «Звездных войнах», причем в разных частях саги. В эпизоде «Звездные войны: Скрытая угроза» к плохишу Дарту Молу прилетает необычный аппарат, который только что разведал поселения на планете Татуин — обители авантюристов, наемников и охотников за головами. В других эпизодах по планетам Республики снуют разные транспортные средства, и тоже без пилотов. Сейчас подобными дронами мало кого удивишь: в реальности земного 2015 года существуют беспилотники разных типов и мастей — летающие, плавающие и ездящие.

Интересные образцы обнаружились среди российских разработок. Самый большой российский беспилотный летательный аппарат БЛА ZALA 421-16Е5 на электрической тяге разработан концерном «Калашников», входящим в состав корпорации «Ростех». Он обладает уникальными возможностями для патрулирования государственных границ, в том числе в условиях чрезвычайных ситуаций, и способен непрерывно находиться в воздухе до семи часов. Продвинутая машина практически незаметна в воздухе и еле слышна. Производителям также удалось добиться возможности запуска и посадки беспилотного самолета на неподготовленной местности. Разработчики облегчили и управление — оператор больше не должен постоянно корректировать положение камеры для эффективного отслеживания цели. Умная система управления аппарата делает это автоматически.

Подобная технология (в стадии разработки) существует и для наземного транспорта. Крупнейший российский производитель грузовых автомобилей «КАМАЗ» работает над проектом по созданию беспилотного автомобиля под проектным названием «Авторобот». Работы над первым коммерческим беспилотником ведутся совместно с двумя российскими партнерами, компаниями Cognitive Technologies и ОАО «ВИСТ Групп». Проект стартовал чуть меньше года назад, и уже в июле будущего года в Москве на закрытом полигоне начнут испытывать прототип, изготовление которого начинается сейчас в НТЦ ОАО «КАМАЗ».

«Уже через десять лет возможно создать полноценный грузовик — беспилотник», — считает Сергей Назаренко, главный конструктор по инновационным продуктам НТЦ ОАО «КАМАЗ». КАМАЗ- беспилотник сможет быть самостоятельным участником движения: замечать ямы и выбоины на дороге, «видеть» другой транспорт и пешеходов, отслеживать препятствия и дорожные объекты. Грузовик с автопилотом сможет двигаться при отсутствии разметки, в условиях бездорожья, в черте города, сможет анализировать сигналы светофоров и дорожные знаки. Но самое главное: беспилотник будет принимать решение о маршруте движения, автоматически определять степень безопасности маневра и предупреждать ДТП. Считывать информацию об окружении автопилот будет с помощью видеокамер и радаров.

Роботизация автотранспорта несет, по мнению экспертов, множество преимуществ в будущем: Минобороны заинтересовано в отсутствии человеческих потерь во время боевых действий; для добывающих компаний важно исключить людей из процесса добычи полезных ископаемых в особо тяжелых условиях труда; пожарные спасатели МЧС также заинтересованы в беспилотных машинах для работы в опасных районах.

«Анализ потенциального спроса на беспилотные грузовые автомобили в нефтегазовом секторе, сельском хозяйстве и ЖКХ показал, что он достаточно высок», — сообщил журналистам руководитель пресс-службы автогиганта Олег Афанасьев. Суммарные затраты на разработку и производство беспилотных КАМАЗов оцениваются в 17-18 миллиардов рублей.

Каждый фанат саги помнит этот драматический момент. В финале пятого эпизода «Звездные войны: Империя наносит ответный удар» Дарт Вейдер отрубает руку своему сыну — Люку Скайуокеру. Но в итоге Люку не приходится побеждать зло одной рукой вместо двух. На помощь джедаю приходит добрый робот-медик и всех спасает, восстанавливая утраченную конечность с помощью механизированного протеза. Фанаты помнят, что внешне протез мало отличается от обычной руки. При этом и сам Дарт Вейдер, Энакин Скайуокер, лишившийся когда-то руки и ноги в бою с Оби-Ван Кеноби, также имеет протезы.

Указанные эпизоды отдаленно напоминают эндопротезирование — «земной» аналог высокотехнологичной замены поврежденных частей.

По какому пути в России движется эта технология?

Над созданием подобной технологии в составе Объединенной приборостроительной корпорации (ОПК), также являющейся составной частью «Ростеха», работает Институт электронных управляющих машин (ИНЭУМ) им. И.С. Брука. Разработанный нейроинтерфейс позволяет с легкостью управлять вживленными средствами силой мысли, как бы фантастически это ни звучало. Технология открывает новые возможности для медицины в области протезирования и реабилитации инвалидов с различными моторными нарушениями, а также для развития российской робототехники в целом.

Технология основана на преобразовании намерений пользователя, отраженных в электрических сигналах головного мозга, в управляющие команды. Очевидно, что с помощью силы мысли человек скоро сможет управлять роботизированными протезами, экзоскелетами. А в далеком будущем подобные технологии позволят управлять даже отдельными робототехническими средствами, наземными или воздушными.

В это же время в России разрабатывается эндопротез на основе нанотехнологий, который сможет восстанавливать функции поврежденного сустава в короткие сроки. Такой результат может быть достигнут благодаря технологии другой дочки «Ростеха» — концерна «Швабе» — биоактивного покрытия, которое способствует интеграции эндопротезов прямиком в костную ткань за счет управления процессами разрастания клеточных тканей.

В разных эпизодах «Звездных войн» активно демонстрировались дроиды — роботы с искусственным разумом. В фильме эти создания использовались для самых различных целей: от строительства до шпионажа. Фанаты помнят дроидов-строителей, охранников и даже хакеров. Наиболее впечатляющая сцена с участием дроидов происходит в первом эпизоде саги. Ожесточенная битва на планете Набу, в которой множество роботов выстраиваются единым строем и движутся абсолютно синхронно друг другу.

Смотрится зрелищно, но есть ли у этой технологии перспектива в реальных военных конфликтах?

Российским аналогом подобной разработки можно считать программный комплекс «Уникум», созданный концерном «Системы управления» в составе уже упомянутой выше ОПК. «Уникум» позволяет в автоматизированном режиме управлять до десяти робототехническими комплексами одновременно и дает возможность машинам действовать на поле боя отдельно или в составе группировки. Роботизированные комплексы могут самостоятельно распределять роли внутри группы, выбирать из своих рядов «старшего», заменять выведенных из строя роботов, занимать выгодные позиции, осуществлять поиск целей, запрашивать у оператора разрешение на их поражение и поражать цели в автоматическом режиме. В программном комплексе также допускается исключение человека из процесса управления с его согласия. В этом случае группировка сможет решать задачи самостоятельно, не запрашивая конечного решения у оператора.

Как оказалось, система может применяться не только в военных, но и в мирных целях. Например, для охраны объектов, обеспечения правопорядка во время массовых мероприятий, спасательных операций. С помощью программного комплекса роботы могут самостоятельно без участия человека выполнять поставленные задачи, видеть обстановку, оценивать ее, прокладывать маршруты, взаимодействовать с другими машинами.

Все поклонники «Звездных войн» помнят жутковатые доспехи Дарта Вейдера. По сути это целая портативная система жизнеобеспечения. Устрашающий шлем вместе с герметичным воротником и тяжелой броней полностью скрывали изувеченного Вейдера от врагов и позволяли ему продолжать свое привычное существование. Костюм был разработан специально для поддержки ослабленного тела героя и содержал в себе такие удивительные вещи как система искусственного дыхания и даже взрывоустойчивый комбинезон. Очевидно, что для создания подобного костюма использовались самые передовые «галактические» технологии.

Отчасти к этому уровню приближаются разработки современных космических скафандров. Например, «Орлан-МКС» от НПП «Звезда». Скафандр оборудован автоматизированной системой климат-контроля, которая позволит космонавтам не отвлекаться на включение и выключение систем обогрева, а использованные в конструкции новые материалы заметно увеличат срок службы изделия.

Сейчас к отправке на МКС готовятся три новых скафандра. В перспективе разработка «Звезды» полностью заменит нынешний «гардероб» российских космонавтов. Система «климат-контроля», которой оснащены новые российские скафандры, обеспечивает терморегулирование с учетом уровня нагрузки, количества кислорода и углекислого газа. Российский аналог Вейдерского скафандра создан для того, чтобы сделать работу российских специалистов на МКС еще более удобной и эффективной.

Даже на случай разгерметизации из-за повреждения обшивки в «Орлане-МКС» предусмотрена система, способная поддерживать внутри скафандра необходимое давление в течение 30-50 минут. Этого достаточно для успешного возврата на станцию.

Один из символов «Звездных войн» — элитные воины-штурмовики Галактической империи. В фильме они защищали императора и демонстрировали его железную волю и несгибаемость. Экипировка императорских штурмовиков смотрелась стильно даже в 1977 году, когда зрители первый раз увидели ее на экранах кинотеатров. Идеально белая и абсолютно невесомая на вид, форма олицетворяла идеального галактического стража. И хотя современные образцы военной экипировки внешне мало похожи на аналог из «Звездных войн», технологии в данной сфере тоже развиваются очень быстро.
«Лента.ру» расскажет, что представляет собой экипировка будущего для российского солдата.

Инновационная боевая экипировка «Ратник» разработки ЦНИИТОЧМАШ — это комплексная интегрированная система, обеспечивающая организацию управления и связи, индивидуальную защиту военнослужащего, жизнедеятельность и возможность эффективного поражения целей для успешного выполнения боевых задач.

Экипировка полностью модульная, что позволяет оснащать бойцов необходимыми средствами в зависимости от их воинской специальности и условий ведения боя. В рамках этой работы «Ростех» интегрировал деятельность более 70 российских предприятий из различных отраслей промышленности. Всего в боевой экипировке «Ратник» предусмотрено пять систем. Система поражения включает все носимое вооружение с необходимыми прицельными комплексами, которые позволяют эффективно поражать противника в любых погодных условиях днем и ночью на максимальных дальностях. Система защиты обеспечивает сохранение жизни и боеспособности солдата на поле боя. В нее входят бронешлем, бронежилет и комплект защиты коленных и локтевых суставов, противоосколочный костюм.

Система управления включает в себя устройства получения и обработки информации, средства обнаружения и распознавания целей, средства связи, навигации, определения местоположения конкретного военнослужащего. Система жизнеобеспечения включает в себя боевое снаряжение, инженерные и медицинские средства, комплект вещевого имущества и продовольствие. Система энергообеспечения обеспечивает бесперебойное и качественное функционирование перечисленных выше систем боевой экипировки в любых погодных условиях.

Разработчиками были проведены сравнительные испытания систем боевой экипировки Германии, США, Израиля и других стран, где наша экипировка по многим показателям находится на том же уровне, а по некоторым превосходит зарубежные аналоги.

Фанатам фильма известны многие уникальные приборы и технологии, которыми пользовались герои «Звездных войн» для изучения поверхностей и составов планет. В пятом эпизоде культовой саги «Империя наносит ответный удар» Дарт Вейдер рассылает сканирующие зонды во все уголки Галактики, чтобы разыскать базу повстанцев, скрывшихся на далекой и холодной планете Хот. Зонды-разведчики обнаруживают мятежников, в частности, посредством теплового сканирования. Очевидно, что у героев «Звездных войн» были гаджеты разной направленности, но с общей целью — сбора максимального количества информации. В реальном мире также есть уникальная космическая техника — правда, в несколько другой модификации.

Интересную разработку не так давно продемонстрировал холдинг «Швабе». Прецизионный блок — это уникальный прибор, призванный помочь современным ученым в освоении космоса.

Прецизионный блок сканирующего зеркала представляет из себя зеркало, вращающееся или качающееся (в зависимости от типа зеркала) вокруг оси. За счет этого происходит доскональное сканирование земной поверхности и существенное увеличение обзора аппаратуры спутника. Уникальность заключается в том, что при сборке блока зеркало с высокой точностью выставляется относительно оси вращения. Делается это для того, чтобы исключить искажение изображения земной поверхности.

Блоки сканирующих зеркал полностью изготовлены предприятиями «Швабе» (включая зеркала, входящие в состав блоков). Отличием новых изделий является повышенная надежность (увеличенный срок службы). В дальнейшем планируется изготовление блоков сканирующих зеркал еще для двух спутников «Арктика-М», точные даты запусков которых пока уточняются.

Зеркала из астроситалла, также разработанные «Швабе», в настоящее время успешно применяются при создании оптических и оптико-электронных систем слежения, аэрофотосъемки и дистанционного зондирования Земли космического и авиационного базирования.

В пятом эпизоде «Звездные войны: Империя наносит ответный удар» Люк Скайуокер успешно взлетает с ледяной планеты Hoth и так же успешно приземляется на болотистую поверхность планеты Дагоба. Наверняка в этот момент зрители удивились возможностям космического корабля джедая, ведь далеко не все современные летательные аппараты могут эксплуатироваться в экстремально сложных условиях болот, непроходимых лесов и ледяных пустынь.

Однако подобные разработки уже есть, как оказалось, у российской компании. Мы не уверены насчет болот, но с условиями экстремального холода им справиться точно по силам.

Встречайте: вертолет Ми-8АМТШ-ВА, изготовленный холдингом «Вертолеты России», составляющим основу авиационного направления «Ростеха», — это первый «арктический» вертолет. Он предназначен для эксплуатации на Крайнем Севере, где температура ниже минус 50 градусов.

Вертолет Ми-8АМТШ-ВА в скором времени должен пройти испытания на Крайнем Севере, и если положительные ожидания подтвердятся, то модель будет передана Минобороны РФ. Решение о количестве закупаемых машин министерство примет после завершения испытаний. Дальность полета вертолета с установленными дополнительными топливными баками составляет более 1300 километров. В дальнейшем данную технологию планируется использовать для создания
гражданской версии «арктического» вертолета. Многочисленные системы — обогрев кабины экипажа и грузовой кабины, улучшенная теплоизоляция и теплоизоляционные шторы, встроенная система подогрева силовой установки и трансмиссии — позволяют успешно эксплуатировать машину в условиях экстремально низких температур.

Повысить точность навигации вертолета Ми-8АМТШ-ВА в условиях малоориентирной местности и арктической полярной ночи позволяет цифровой автопилот. Машина оснащена сразу несколькими системами навигации: дублированной спутниковой системой, цифровой навигационной системой со встроенным генератором карт и бесплатформенной инерциальной системой, которая позволяет определить текущие координаты местоположения вертолета даже при пропадании спутниковых сигналов. Также вертолет адаптирован под применение очков ночного видения. А для повышения жизнеобеспечения личного состава и членов экипажа в условиях длительного автономного базирования вертолет имеет специальное оборудование, в том числе для разогрева воды и пищи.