Саша Вей – Невидимый беспилотник (страница 1)

Саша Вей

Невидимый беспилотник

Глава 1.

Прокуренная каморка на третьем этаже НИИ Радиофизики пропахла канифолью, дешевым растворимым кофе и застарелым отчаянием. Мерцающий свет диодов на самопальном вычислительном кластере бил по воспаленным глазам. Александр до хруста втер ладони в виски. На мониторе издевательски висел пустой файл текстового редактора. Тема статьи для завтрашнего отчета по гранту до сих пор не была сформулирована. А без гранта не будет квоты. Без квоты не будет экспериментальных препаратов для матери. Времени — до восьми утра.

Он хлебнул остывшую, подернутую бензиновой пленкой бурду из кружки. В груди что-то противно екнуло. «Соберись, тряпка, — пробормотал он, возвращаясь к консоли. — Просто досчитай эту чертову модель».

На экране ползли бесконечные строки логов. Прогон модели рассеяния электромагнитных волн на многослойных метаматериалах подходил к концу. Интегральные уравнения Максвелла, переведенные в матрицы методом моментов, должны были выдать классическую картину дифракции. Александр ждал привычный «лепесток» обратного рассеяния, пик эффективной площади рассеяния (ЭПР) там, где электромагнитная волна встречается с проводящим контуром.

Вдруг компилятор выплюнул график. Александр моргнул. Увеличил масштаб.

В точке ожидаемого максимума, на частоте 12 Гигагерц, график проваливался в ущелье. В ноль. Идеальный, математически стерильный ноль.

— Что за бред? — вырвалось у него.

Он ударил по клавиатуре, вытягивая сырые данные. Значения амплитуды рассеянного поля обращались в нуль. Никакого отражения. Никакого преломления. Волна словно огибала объект, не замечая его присутствия, оставляя за собой невозмущенный фазовый фронт.

Паника липкой волной прокатилась по спине, заставив забыть про сон. Ошибка в расчетах! Баг! Полетела матрица импедансов? Деление на ноль, которое компилятор молча сожрал, выдав кривой массив? Если он принесет научному руководителю эту чушь, его вышвырнут не то, что из лаборатории — из университета. И Тема статьи, какой бы она ни была, будет волновать его меньше всего. Мама... Господи, только не сейчас.

Дрожащими, непослушными пальцами он открыл исходный код.

for (int n = 1; n <= N_max; ++n) { ... }

Коэффициенты ряда Ми. ana_nan и bnb_nbn. Он пробегал глазами по строкам, проверяя граничные условия: непрерывность тангенциальных компонент электрического и магнитного полей на каждой границе слоев. Всё было верно. Код был девственно чист и логичен. Математика не врала.

Александр схватил карандаш и огрызок бумажной салфетки. Начал набрасывать аналитическое решение для сферической гармоники первого порядка.

Если диэлектрическая проницаемость ε\varepsilonε и магнитная проницаемость μ\muμ в тензорном представлении принимают не просто отрицательные значения, а формируют строго заданный градиент... тогда волновой вектор внутри среды...

Карандаш сломался.

Александр тупо уставился на грифельный след, распоровший салфетку. Условие идеального согласования импедансов выполнялось не в узком угле, а для всего телесного угла. Это был не программный баг. Это была физика. Эффект полной электромагнитной слепоты. Объект в модели обманул законы сохранения энергии не потому, что исчез, а потому, что заставил пространство изогнуться вокруг себя на уровне микроволн.

— Матерь Божья, — прошептал Александр, глядя в мерцающую бездну экрана. — Я тебя не вижу. Но ты там.

Часы на стене бесстрастно отбили три часа ночи. Тема статьи только что переросла из предсмертной записки отчисленного студента в билет, который либо спасет им с матерью жизнь, либо отправит на тот свет не только их одних. Столбик термометра на процессоре пополз вверх — кластер запустил повторную симуляцию. Свист кулеров в пустой лаборатории вдруг показался ему воем сирены, возвещающей о начале чего-то неотвратимого.

Александр протер воспаленные глаза. Сон? Черта с два, какой тут может быть сон, когда тензор диэлектрической проницаемости в его расчетах наконец-то сошелся с магнитной проницаемостью, выдав вожделенный отрицательный индекс преломления. Причем не в статике, как у тех же китайцев три года назад, а в чертовой динамике!

Он вскочил, чуть не опрокинув кружку с остывшим, похожим на гудрон кофе. Пазл сложился. Гипотеза динамической маскировки билась в его голове живой птицей: если модулировать управляющий сигнал на частоте, кратной времени релаксации плазмонов в графеновом слое, можно заставить электромагнитную волну «огибать» объект в реальном времени, компенсируя даже эффект Доплера при движении. Вся эта «Тема статьи», как в шутку называли проект в деканате, перестала быть грантовой отпиской. Она стала пугающе реальной.

— Ну что, братцы-кролики, — пробормотал он в пустоту лаборатории, обращаясь то ли к воющим кулерам, то ли ко всему человечеству в целом. — Вы ведь не готовы. Вы ведь из этого сразу прицел сделаете, или бомбу спрячете. А ведь это… это же просто свет. Искаженный, но свет.

Но зуд исследователя оказался сильнее гуманистических сомнений. Руки уже делали свое дело. Началась кустарная, почти варварская сборка первого стенда. На обшарпанном университетском столе, между осциллографом и стопкой препринтов, Александр развернул рулон дешевого ПЭТ-пластика.

Трафаретная печать проводящих графеновых патчей заняла часа четыре — он наносил суспензию вручную, выверяя микронные зазоры. Пахнуло канифолью, когда в ход пошел паяльник: управляющую плату пришлось лепить на базе самой дешевой отладочной FPGA. Ей предстояло обрабатывать массивы данных, рассчитывая сдвиг фаз со скоростью, на которую вряд ли рассчитывали ее создатели.

Экран монитора мерцал графиками из COMSOL Multiphysics. Симуляция показывала, что падающая волна огибает конструкцию, оставляя за ней неискаженный волновой фронт. Ни рассеяния, ни тени.

Александр щелкнул тумблером питания. FPGA тихонько пискнула конденсаторами. Он осторожно поместил граненую стопку из-под канцелярских скрепок за пластиковый экран. Включил лазерную указку. Красный луч, пройдя сквозь графеновые патчи, вдруг… исчез, вынырнув целехоньким ровно за стопкой, словно ее, как и куска пластика перед ней, не существовало в природе.

Первый в мире рабочий кусок плаща-невидимки тихо грелся на столе. Александр смотрел на него, и ему было очень страшно. И очень хорошо.

Глава 2.

«Тема статьи», — внезапно всплыла в голове идиотская академическая мысль. Как бы он это назвал, если бы решил публиковаться? «Экспериментальное подтверждение отрицательного показателя преломления в СВЧ-диапазоне для композитных метаматериалов»? Слишком сухо. «Основы оптической невидимости»? Слишком претенциозно. Да и какая, к черту, теперь тема статьи, когда счет пошел на совсем другие ставки. Публикация в приличном журнале теперь означала бы мгновенный визит людей в строгих костюмах.

Спустя три дня после этого кабинетного озарения, Александр стоял по щиколотку в мокрой, пожелтевшей траве старого, заброшенного стадиона на окраине города. Место было идеальным: бетонная чаша трибун, изъеденная временем и вандалами, отлично экранировала городские радиошумы, образуя некое подобие кривой, но рабочей безэховой камеры под открытым небом.

Ветер неприятно холодил шею, забираясь под воротник штормовки. На раскладном туристическом столике тускло мерцал экран побитого жизнью, но аппаратно «прокачанного» ноутбука. К нему гирляндой самопальных кабелей был подключен векторный анализатор цепей, сопряженный с двумя рупорными антеннами — передающей и приемной. Александр потирал озябшие руки, глядя на цифры, бегущие по экрану.

В ста метрах от него, над лужей, в которой отражался бледный серп луны, завис обычный коммерческий квадрокоптер. Точнее, обычным он был неделю назад. Сейчас его корпус был тщательно, кустарно, но с математической жестокостью обклеен тем самым «куском пластика» — структурой из тысяч медных резонаторов, впечатанных в диэлектрическую подложку с точностью до микрометра.

Александр глубоко вдохнул сырой осенний воздух.

— Ну что, поехали, — буркнул он себе под нос. — Частота два гигагерца.

Он нажал клавишу ввода. Передающий рупор беззвучно выплюнул в пространство порцию электромагнитной энергии. Радиоволны, чья длина составляла около пятнадцати сантиметров, помчались к цели.

По классической модели Рэлея, при столкновении с металлическими и пластиковыми частями дрона волны должны были рассеяться во все стороны, а часть из них — вернуться обратно в приемную антенну. Эффективная площадь рассеяния, она же ЭПР, для объекта такого размера должна была составить примерно 0.1 квадратного метра. Это жирное, хорошо заметное пятно на любом полицейском или военном радаре.

Спектрограмма на экране моргнула. Александр прищурился.

Коэффициент отражения (S11) упал. Сильно упал.

Он перевел взгляд на график мощности отраженного сигнала. Минус три децибела… минус десять…

График, который должен был фиксировать пик отражения от дрона, провалился в глубочайшую яму. Минус восемнадцать децибел!

Александр застыл, боясь даже дышать. 18 дБ — это не просто погрешность. Это уменьшение мощности отраженного сигнала почти в 63 раза. Электромагнитная волна частотой от 2 до 3 ГГц достигла поверхности дрона, но вместо того, чтобы отскочить от нее, как мяч от стены, она… обтекла его. Резонаторы Сплит-ринга в обшивке сработали безупречно. Локальная магнитная проницаемость материала в этом узком диапазоне частот стала отрицательной. Волна вошла в оболочку, изогнулась по сложной кривой, диктуемой уравнениями Максвелла с измененными параметрами, и вышла, с другой стороны, не потеряв ни фазы, ни амплитуды.