Два знаковых события почти одновременно произошли весной 2024 года. Первое – успешный запуск с космодрома «Восточный» ракеты «Ангара-А5».
Впервые стартовала тяжёлая ракета-носитель, разработанная в нашей стране после распада СССР. Одновременно успешно прошёл испытания и новый разгонный блок «Орион». Планируется, что в ближайшем будущем «Ангара» придёт на смену хоть и старому, но безотказному носителю «Протон-М» и будет выводить российскую группировку спутников на орбиту. Именно её модифицированную версию «Ангара-А5 М» задействуют во время сборки модулей Российской орбитальной станции и, по всей видимости, во время лунной или иной миссии. Важно и то, что постепенно сходят на нет запуски с Байконура, находящегося на территории другой страны, а с космодрома «Плесецк», предназначенного в основном для военно-космических сил, тоже будут стартовать ракеты семейства «Ангара», но уже для иных целей.
Второе – ведущий российский производитель микроэлектроники завод «Микрон» в Зеленограде запустил на своих мощностях две новые крупные производственные линии, одна из которых связана со сборкой микросхем в пластиковых корпусах, а другая – с производством чип-модулей, которые используются в банковских картах, загранпаспортах, SIM-картах, средствах оплаты транспорта и т. п. Хотя эти чипы и не претендуют на рекордно минимальные техпроцессы в районе 3 нанометров, в условиях санкций они должны удовлетворить потребность в микросхемах управления питанием, транзисторах, стабилизаторах, усилителях и других электронных компонентах, которые смогут применяться в российском телекоммуникационном оборудовании, автомобильной электронике, аппаратуре для Интернета, в счётчиках электроэнергии и во многих других видах техники.
Интересно, что тенденции к масштабированию, то есть уменьшению или увеличению линейных размеров тех или иных устройств, каким-то образом соотносятся с эволюционными процессами в живой природе и некими тенденциями в технологиях и производстве. Так действительно ли «размер имеет значение», как говорилось в полузабытом рекламном слогане, а стремление к миниатюризации всего и вся – это генеральная линия современной техногенной цивилизации? И каким образом это может отразиться на дорожных картах по развитию отдельных высокотехнологичных направлений в нашей стране?
1
Одним из примеров эволюционного «масштабирования» в научно-популярной литературе в своё время часто служила судьба динозавров, уступивших Землю всякой «мелочи» вроде нас с нами. Эти вымершие миллионы лет назад великаны сравнивались с паровозами, автомобилями, самолётами и другими достижениями прогресса, которые проходили в своём развитии стадию гигантизма. Правда, иногда пытливые умы додумывались до сюжетов, в которых астероид не уничтожал динозавров, и в итоге появлялась совершенно иная цивилизация – либо существующая одновременно с людьми, либо же человек разумный вообще не появлялся.
Несколько в стороне оставался вопрос о роли мельчайших организмов в истории планеты. Вот, скажем, во времена от 4 до 2,5 миллиарда лет назад количество кислорода в нашей атмосфере практически равнялось нулю. В основном её составляли аммиак, метан, сероводород и углекислый газ. При этом анаэробные организмы в ту эпоху использовали аноксигенный фотосинтез, при котором не вырабатывается кислород. И неизвестно, какие формы жизни имели бы место в наше время, если бы не цианобактерии, с которых началась Великая кислородная катастрофа протерозоя, который продлился почти 2 миллиарда лет, начиная 2,5 миллиарда лет назад и до отметки 541 миллион лет. Именно тогда количество кислорода достигло одного процента и продолжало возрастать. Так что причиной глобальных перемен могут быль не только огромные астероиды, но и невидимые глазу микроорганизмы. И, кстати, ещё неизвестно, кто раньше появился на Земле – сами микроорганизмы или вирусы, с живой природой имеющие странные отношения: в организмах они как бы живые, вне – как бы неживые... Но тема глобальных катастроф достойна отдельных публикаций, мы же вернёмся к проблемам соразмерности человеческих запросов и возможностей.
В разговоре о запросах в первую очередь имеет смысл коснуться насущных потребностей человека – например, продуктов питания. Не так давно увлекались выращиванием фруктов и овощей рекордных размеров, но такие экземпляры хороши для выставок. У нас уже были публикации о продовольственной безопасности и проблемах, с ней связанных. А судя по тому, как в западной прессе раскручивается реклама пищевых продуктов из насекомых, маятник качнулся обратно – в принципе, если киты питаются микроскопическим планктонам, то и нам можно закусить червячками.
Другая потребность – жильё. С тех пор как человек выбрался из пещер, «квартирный вопрос» продолжает портить его характер. Но и здесь колебания весьма велики – от пирамид и дворцов до студий и капсул. Наша страна тоже не миновала таких киданий из одной крайности в другую, от «сталинского ампира» высоток до «хрущёвок», от вилл современных богатеев до многоэтажных «человейников» в спальных районах. Золотая середина, возможно,– в деурбанизации больших городов, тем более что современные технологии расширяют возможности удалённой коллаборации, если изъясняться высоким слогом.
Развитие транспорта тоже претерпело похожие пертурбации. Маленькие пыхтящие «самовары» времён Стивенсона и братьев Черепановых выросли до огромных паровозов. Которые уступили место тепловозам, а те – скоростным электропоездам. Впрочем, будущее перевозок по железным дорогам пока неопределённое. С одной стороны, скорость пассажирского транспорта возрастает, и это не может не радовать. Как заявил глава РЖД Олег Белозёров, к 2027 году в России должен быть запущен высокоскоростной поезд следующего поколения собственной разработки, который по новой железнодорожной линии между Москвой и Санкт-Петербургом сможет развивать скорость до 400 км/ч, то есть преодолеть путь между двумя столицами можно будет всего за 2 часа 15 минут. С другой стороны, у нас пока не развивается такое направление, как маглев (магнитная левитация), то есть транспорт на магнитной подвеске. Возможно, наши расстояния пока экономически не благоприятствуют запуску таких поездов на длинные расстояния, но в качестве междугородного и пригородного сообщения вполне могли бы оказаться фактором, увеличивающим связность территорий.
2
В авиации, относительно молодом виде транспорта, до последнего времени прослеживалась тенденция к увеличению размеров и грузоподъёмности воздушных кораблей от первого в мире пассажирского (а в годы Первой мировой войны – бомбардировщика) самолёта «Илья Муромец» Сикорского до монструозного Airbus А380. Появление таких гигантов было оправдано взрывной экспансией туристического бизнеса последних десятилетий. Но в свете всё возрастающей, как говорили в старину, международной напряжённости, некоторые туристические направления попросту схлопнулись (самый свежий пример – Финляндия), а другие испытывают проблемы из-за санкций, мешающих тому, за что боролся так называемый «западный мир», а именно – свободному перемещению не только капитала, но и людей.
3
Эволюция морских судов демонстрирует колебания между гигантизмом и компактностью в той же мере, что и в воздухоплавании, хотя использование человеком средств перемещения по воде насчитывает многие тысячелетия. Считается, что самая древняя лодка из найденных археологами была построена около семи тысяч лет назад где-то в районе нынешнего Кувейта. А самой древней лодкой в России является найденная в Воронежской области долблёнка (из цельного куска древесины), которая датируется 1800–1600 годами до н. э. Естественно, что задолго до появления лодок человек использовал свойства многих пород древесины держаться на поверхности воды, но каравеллы времён Колумба или даже многопарусные «чайные клипера» кажутся малютками по сравнению с современными круизными лайнерами. Впрочем, личные яхты некоторых миллиардеров тоже вполне могут похвастать своими габаритами.
С военно-морскими силами имела место та же ситуация – конкурирующие державы старались строить большие корабли, чтобы они могли нести больше вооружения и живой силы. Их история восходит к глубокой древности, приблизительно ко II тысячелетию до н.э. В эпоху стали и пара военные корабли стали обшивать бронёй, калибры орудий возрастали, двигательные установки с угля стали переходить на нефть... Дредноуты времён Первой мировой войны по своим габаритам и вооружению уступали бы разве что современным авианосцем, однако использование таких дорогих и неповоротливых гигантов, носителей больших пушек, стало нецелесообразным ещё и в силу появления эффективной морской авиации. Но и современные авианесущие корабли, как показала практика последних десятилетий, могут оказаться беспомощными перед так называемым москитным флотом – маленькими быстроходными судами, оснащёнными противокорабельными ракетами.
Артиллерия тоже прошла свой путь – от аркебуз, пищалей, Царь-пушки и сигнальных ракет до самоходных гаубиц и реактивных систем залпового огня. Но при этом в непосредственных боестолкновениях особую эффективность, как показали события последних двух лет, продемонстрировали ручные противопехотные и противотанковые гранатомёты.
Наособицу шла эволюция танков, и хотя были попытки идти по двум направлениям – лёгкие быстроходные и тяжёлые, но с мощным вооружением, в итоге нашли золотую середину. Хотя, конечно, порой впадали в крайности, пытаясь создать очень маленький или очень большой танк. Так получились итальянский «Мотопулемёт» MIAS (Motomitragliatrice) и Panzerkampfwagen VIII «Maus», сверхтяжёлый танк, спроектированный в Третьем рейхе Фердинандом Порше.
Но ситуацию и в мирной жизни, и в военном деле буквально на наших глазах начали менять устройства, которые не так давно воспринимались исключительно как игрушки. Речь идёт, как вы уже догадались, о квадрокоптерах, которые в быту называют дронами. Их применение на поле боя стало неприятным сюрпризом для противостоящих сторон. Тем более что они никак не были отражены ни в каких военных наставлениях, их применению надо было учиться «с колёс», а точнее – «с пропеллеров». Использование современных энергоёмких батарей, компактных моторчиков, а также систем видеоконтроля и управления вкупе с современными средствами геопозиционирования, тепловидения и т.п. позволяет применять дроны в качестве москитного воздушного флота. К тому же их сравнительно приличная грузоподъёмность помогает донести поражающий элемент до противника. Некоторые дроны, а точнее – беспилотные летающие аппараты, сравнимы по размерам с небольшими самолётами и, в общем-то, могут быть обнаружены средствами ПВО. Большую опасность представляют именно мелкие, порой незаметные и неслышимые носители снаряда или гранаты, и если их эволюция пойдёт по пути дальнейшего уменьшения, то сценарии фантастических фильмов, в которых миниатюризация достигает такой степени, что становится возможным управление полётом пули, окажутся вполне реальными.
4
По большому счёту элемент фантастики здесь и так минимален. Управляемый артиллерийский снаряд «Краснополь» используется для поражения бронированных целей и военных объектов с одного выстрела. Коррекция полёта ведётся аэродинамическими рулями на конечном участке полёта по лазерной отметке на цели. В принципе, если использовать самые современные микрочипы, элементы искусственного интеллекта и не ограничиваться в средствах, то можно создать и управляемую пулю. Как в компьютерной игре – достаточно пометить маркером «свой–чужой» и стрелять в любую сторону – пули сами найдут цели. Сейчас это экономически нецелесообразно, трудно даже представить, сколько будет стоить прототип такого оружия. Но если заработает конвейер...
Невольно вспоминается роман Станислава Лема «Непобедимый» (1964). Корабль землян совершает посадку на планете, на которой роботы, оставшиеся от какой-то технологической цивилизации, научились ремонтировать сами себя, создавать новые машины – словом, началась своего рода некроэволюция (эволюция неживого). И идёт она миллионы лет по двум направлениям, в итоге одни роботы наращивают мощь и размеры, превращаясь в циклопические сооружения, а другие – уменьшаясь в размерах, превращаясь в микроскопические пылинки, которые при малейшей опасности начинают соединяться с себе подобными, и на каком-то этапе возникает управляющий разум, поднимающий рой из бесконечного количества таких пылинок, могущих превратиться в любое оружие.
Разумеется, такие технологии пока неподвластны человеческому разуму, но атаки роями дронов стали учащаться на полях сражений. С помощью систем РЭБ (радиоэлектронной борьбы) с ними можно бороться, но ведь тенденция к масштабированию явно имеет место. И очевидно, что рано или поздно будут разработаны системы сверхмалых дронов, которым необязательно нести большой заряд, потому что достаточно и малого, чтобы вывести из строя живую силу. Создаются же сейчас в разведывательных целях электронные псевдонасекомые, которые могут летать и ползать незаметно для человека.
Кстати, такие интерактивные насекомые в качестве игрушек уже продаются на известных торговых площадках. Хотя их размеры в общем-то чуть больше, чем у реальных муравьёв, таракашек и т. п., сама тенденция настораживает.
Что мешает созданию буквально «москитных» дронов? В первую очередь дороговизна самых передовых микрочипов, особенно по техпроцессам 3 нанометра. Далее – механическая и энергетическая составляющая двигательного устройства. Компактные и одновременно
ёмкие источники питания – вот уязвимое место таких «комариков». Для работы на короткую дистанцию имеющиеся ныне могут и сгодиться, но в условиях встречного боя и физического контакта решают всё же сила и умения бойца, а не изощрённая техника.
Такие устройства могут быть полезны для выведения из строя электроники противника, если, конечно, микродроны смогут вползти или влететь в устройство и вызвать, например, короткое замыкание. Короче говоря, есть простор для воображения.
Но всё упирается в технологические пределы современной микроэлектроники. Речь идёт не о нашем отставании по техпроцессам производства чипов. Тех же 90 нм, с которыми работает «Микрон», вполне достаточно для удовлетворения большинства запросов по дорожным картам ближайшей пары лет. При этом задача выхода на уменьшение этого показателя как минимум в 10 раз становится категорическим императивом на ближайшее десятилетие.
Во многих аспектах современной цивилизации сохраняется тренд на использование микроэлектроники. Да и вообще, без неё произойдёт откат как минимум на полвека. Тем не менее при всех победных реляциях лидеров промышленного производства самых передовых микрочипов наблюдается приближение к пределу возможностей их дальнейшего масштабирования. Тому причиной – объективные обстоятельства, связанные с материалами, которые используются при создании микрочипов, и технологическая инерция, преодоление которой связано с большими тратами. Это позволяет надеяться, что мы сможем если и не «обогнать на повороте», то по крайней мере существенно сократить разрыв. Или вообще – «пойти другим путём».
Окончание следует
Марина ГЕВОРКЯН