Текст книги "Журнал «Вокруг Света» №7 за 2003 год"
Автор книги: Вокруг Света Журнал
сообщить о нарушении
Текущая страница: 8 (всего у книги 12 страниц)
Самый сильный магнит
Анализ данных, полученных спутником RXTE (Rossi X-ray Timing Explorer, NASA) при наблюдениях необычного пульсара SGR 1806-20, показал, что этот источник является самым мощным из известных на сегодняшний день магнитов во Вселенной. Величина его поля была определена не только на основании косвенных данных (по замедлению пульсара), но и практически прямо – по измерению частоты вращения протонов в магнитном поле нейтронной звезды. Магнитное поле вблизи поверхности этого магнитара достигает 1015 гаусс. Находись он, например, на орбите Луны, все магнитные носители информации на нашей Земле были бы размагничены. Правда, с учетом того, что его масса примерно равна Солнечной, это было бы уже неважно, поскольку даже если бы Земля и не упала на эту нейтронную звездочку, то вертелась бы вокруг нее как угорелая, делая полный оборот всего за час.
Активное динамо
Все мы знаем, что энергия любит переходить из одной формы в другую. Электричество легко превращается в тепло, а кинетическая энергия – в потенциальную. Огромные конвективные потоки электропроводящей магмы плазмы или ядерного вещества, оказывается, тоже могут свою кинетическую энергию преобразовать во что-нибудь необычное, например в магнитное поле. Перемещение больших масс на вращающейся звезде в присутствии небольшого исходного магнитного поля могут приводить к электрическим токам, создающим поле того же направления, что и исходное. В результате начинается лавинообразное нарастание собственного магнитного поля вращающегося токопроводящего объекта. Чем больше поле, тем больше токи, чем больше токи, тем больше поле – и все это из-за банальных конвективных потоков, обусловленных тем, что горячее вещество легче холодного, и потому всплывает…
Беспокойное соседство
Знаменитая космическая обсерватория «Чандра» обнаружила сотни объектов (в том числе и в других галактиках), свидетельствующих о том, что не всем нейтронным звездам предназначено вести жизнь в одиночестве. Такие объекты рождаются в двойных системах, которые пережили взрыв сверхновой, создавший нейтронную звезду. А иногда случается, что одиночные нейтронные звезды в плотных звездных областях типа шаровых скоплений захватывают себе компаньона. В таком случае нейтронная звезда будет «красть» вещество у своей соседки. И в зависимости от того, насколько массивная звезда составит ей компанию, эта «кража» будет вызывать разные последствия. Газ, текущий с компаньона, массой, меньшей, чем у нашего Солнца, на такую «крошку», как нейтронная звезда, не сможет сразу упасть из-за слишком большого собственного углового момента, поэтому он создает вокруг нее так называемый аккреционный диск из «украденной» материи. Трение при накручивании на нейтронную звезду и сжатие в гравитационном поле разогревает газ до миллионов градусов, и он начинает испускать рентгеновское излучение. Другое интересное явление, связанное с нейтронными звездами, имеющими маломассивного компаньона, – рентгеновские вспышки (барстеры). Они обычно длятся от нескольких секунд до нескольких минут и в максимуме дают звезде светимость, почти в 100 тысяч раз превышающую светимость Солнца.
Эти вспышки объясняют тем, что, когда водород и гелий переносятся на нейтронную звезду с компаньона, они образуют плотный слой. Постепенно этот слой становится настолько плотным и горячим, что начинается реакция термоядерного синтеза и выделяется огромное количество энергии. По мощности это эквивалентно взрыву всего ядерного арсенала землян на каждом квадратном сантиметре поверхности нейтронной звезды в течение минуты. Совсем другая картина наблюдается, если нейтронная звезда имеет массивного компаньона. Звезда-гигант теряет вещество в виде звездного ветра (исходящего от ее поверхности потока ионизированного газа), и огромная гравитация нейтронной звезды захватывает часть этого вещества себе. Но здесь вступает в свои права магнитное поле, которое заставляет падающее вещество течь по силовым линиям к магнитным полюсам.
Это означает, что рентгеновское излучение прежде всего генерируется в горячих точках на полюсах, и если магнитная ось и ось вращения звезды не совпадают, то яркость звезды оказывается переменной – это тоже пульсар, но только рентгеновский. Нейтронные звезды в рентгеновских пульсарах имеют компаньонами яркие звезды-гиганты. В барстерах же компаньонами нейтронных звезд являются слабые по блеску звезды малых масс. Возраст ярких гигантов не превышает нескольких десятков миллионов лет, тогда как возраст слабых звезд-карликов может насчитывать миллиарды лет, поскольку первые гораздо быстрее расходуют свое ядерное топливо, чем вторые. Отсюда следует, что барстеры – это старые системы, в которых магнитное поле успело со временем ослабеть, а пульсары – относительно молодые, и потому магнитные поля в них сильнее. Может быть, барстеры когда-то в прошлом пульсировали, а пульсарам еще предстоит вспыхивать в будущем.
С двойными системами связывают и пульсары с самыми короткими периодами (менее 30 миллисекунд) – так называемые миллисекундные пульсары. Несмотря на их быстрое вращение, они оказываются не молодыми, как следовало бы ожидать, а самыми старыми.
Возникают они из двойных систем, где старая, медленно вращающаяся нейтронная звезда начинает поглощать материю со своего, тоже уже состарившегося компаньона (обычно красного гиганта). Падая на поверхность нейтронной звезды, материя передает ей вращательную энергию, заставляя крутиться все быстрее. Происходит это до тех пор, пока компаньон нейтронной звезды, почти освобожденный от лишней массы, не станет белым карликом, а пульсар не оживет и не начнет вращаться со скоростью сотни оборотов в секунду. Впрочем, недавно астрономы обнаружили весьма необычную систему, где компаньоном миллисекундного пульсара является не белый карлик, а гигантская раздутая красная звезда. Ученые полагают, что они наблюдают эту двойную систему как раз в стадии «освобождения» красной звезды от лишнего веса и превращения в белого карлика. Если эта гипотеза неверна, тогда звезда-компаньон может быть обычной звездой из шарового скопления, случайно захваченной пульсаром. Почти все нейтронные звезды, которые известны в настоящее время, найдены или в рентгеновских двойных системах, или как одиночные пульсары.
И вот недавно «Хаббл» заметил в видимом свете нейтронную звезду, которая не является компонентом двойной системы и не пульсирует в рентгеновском и радиодиапазоне. Это дает уникальную возможность точно определить ее размер и внести коррективы в представления о составе и структуре этого причудливого класса выгоревших, сжатых гравитацией звезд. Эта звезда была обнаружена впервые как рентгеновский источник и излучает в этом диапазоне не потому, что собирает водородный газ, когда движется в пространстве, а потому, что она все еще молода. Возможно, она является остатком одной из звезд двойной системы. В результате взрыва сверхновой эта двойная система разрушилась и бывшие соседи начали независимое путешествие по Вселенной.
Малютка – пожиратель звезд
Как камни падают на землю, так и большая звезда, отпуская по кусочку свою массу, постепенно перемещается на маленького да удаленького соседа, имеющего огромное гравитационное поле вблизи своей поверхности. Если бы звезды не крутились вокруг общего центра тяжести, то газовая струя могла бы просто течь, как поток воды из кружки, на маленькую нейтронную звезду. Но поскольку звезды кружатся в хороводе, то падающая материя, прежде чем она окажется на поверхности, должна потерять большую часть своего момента импульса. И здесь взаимное трение частиц, двигающихся по различным траекториям, и взаимодействие ионизированной плазмы, образующей аккреционный диск, с магнитным полем пульсара помогают процессу падения материи успешно закончиться ударом о поверхность нейтронной звезды в области ее магнитных полюсов.
Загадка 4U2127 разгадана
Эта звезда более 10 лет морочила голову астрономам, проявляя странную медленную изменчивость своих параметров и вспыхивая каждый раз по-разному. Только новейшие исследования космической обсерватории «Чандра» позволили разгадать загадочное поведение этого объекта. Оказалось, что это не одна, а две нейтронные звезды. Причем обе они имеют компаньонов – одну звезду, похожую на наше Солнце, другую – на небольшую голубую соседку. Пространственно эти пары звезд разделены достаточно большим расстоянием и живут независимой жизнью. А вот на звездной сфере они проецируются почти в одну точку, поэтому так долго их и считали одним объектом. Находятся эти четыре звездочки в шаровом скоплении М15 на расстоянии 34 тыс. световых лет.
Открытый вопрос
Всего на сегодняшний день астрономы обнаружили около 1 200 нейтронных звезд. Из них более 1 000 являются радиопульсарами, а остальные – просто рентгеновскими источниками. За годы исследований ученые пришли к выводу, что нейтронные звезды – настоящие оригиналы. Одни – очень яркие и спокойные, другие – периодически вспыхивающие и видоизменяющиеся звездотрясениями, третьи – существующие в двойных системах. Эти звезды относятся к самым загадочным и неуловимым астрономическим объектам, соединяющим в себе сильнейшие гравитационные и магнитные поля и экстремальные плотности и энергии. И каждое новое открытие из их бурной жизни дает ученым уникальные сведения, необходимые для понимания природы Материи и эволюции Вселенной.
Николай Андреев
Ярмарка идей: Побеждает хитрейший
Мало кто знает, что основоположником отечественной системы ТСО, или Технических Средств Охраны, по праву считается человек, создавший первый в мире электронный музыкальный инструмент. Впрочем, данный факт тоже вряд ли известен большому количеству людей. А жаль. Поскольку Лев Сергеевич Термен, родись он в другой стране и в другое время, вполне мог бы стать общепризнанным гением и лауреатом всех мыслимых и немыслимых наград. Ему же было суждено обладать всего одной премией, но зато не какой-нибудь, а …Сталинской.
Одним из важнейших средств технической охраны являются разнообразные системы видеонаблюдения. Сами они, естественно, не могут предотвратить преступление, а служат для своевременного оповещения охраны или – если уж несчастье произошло – помогают найти и изобличить злоумышленников. Такие системы не просто передают изображение на монитор сотрудника службы безопасности, но и, как правило, сохраняют на видеокассетах или цифровых носителях весь отснятый материал.
Так, например, 6 марта 1997 года в 11.09 видеокамеры, установленные в лондонской художественной галерее Lefevre, зафиксировали покидающего здание посетителя. Этим человеком был Расел Грант-МакВикар, который, придя тем же утром в галерею и остановив свой взгляд на картине Пикассо «Голова женщины», поинтересовался у служителя, действительно ли перед ним картина великого мастера. Получив утвердительный ответ, Грант-МакВикар направил на того обрез и, забрав полотно стоимостью 1 млн. долларов, скрылся в ожидавшем его такси…
Несмотря на то что имя Льва Термена многие ассоциируют в основном с изобретенным им электромузыкальным инструментом, первое промышленное применение его емкостной датчик нашел именно в качестве охранного устройства. Ну а сам Терменвокс («голос Термена») – это инструмент, амплитуда и частота звука которого меняются в зависимости от изменения емкости антенны генератора при приближении или удалении от нее руки человека.
Он был весьма популярен в 1930-х годах в Соединенных Штатах Америки, где Термен создал лабораторию по его производству и наладил вполне успешный бизнес, хотя и был послан за океан советским правительством с совершенно определенными, скажем так, разведывательными целями. Сегодня Терменвокс, легший в основу развития всей мировой электронно-музыкальной культуры, переживает новый всплеск популярности.
Льву Термену было 24 года, когда он, будучи заведующим лабораторией физико-технического института, куда его пригласил «сам» академик А.Ф. Иоффе, изобрел некий синтетический музыкальный прибор. Его внешний вид и звучание были столь необычными, что молва о музыкальных выступлениях молодого изобретателя достигла ушей сильных мира сего. На дворе стоял 1922 год – эпоха всеобщей электрификации страны. И тот факт, что даже музыка вполне успешно подверглась «электрификации», не мог оставить равнодушным главного вдохновителя плана ГОЭЛРО.
Термен был вызван в Кремль для демонстрации своего экзотического детища. Не говоря уже о том, что сему молодому человеку посчастливилось во время встречи с вождем мирового пролетариата сыграть с ним «в четыре руки» на своем изобретении «Жаворонка» М.И. Глинки, ему удалось убедить присутствовавших в том, что его аппарат способен также «работать» в качестве надежного охранника – электронного часового. Как вспоминал сам Лев Сергеевич, происходило это следующим образом: «Сигнализацию я придумал показать так: присоединили охранную систему к большой вазе с цветком.
Подойдешь к вазе на расстояние около метра – раздается громкий звонок… Пока устанавливали и проверяли, прошло два часа. Я очень волновался. Боялся, вот придет сейчас Ленин… и станет ругаться, что мы приехали слишком рано. Вдруг сказали: «Он идет!» Вместе с Владимиром Ильичем – человек десять… Боялся я Ленина напрасно: он оказался очень симпатичным человеком, который отнесся ко мне как к сыну… Я сначала изложил принципиальную схему устройства сигнализации, потом попросил, чтобы включили емкость и кто-нибудь подошел к вазе. Сигнал получился. Все зааплодировали. В это время один из военных говорит, что все это совершенно неправильно…взял шапку теплую, надел ее на голову, обернул руку и ногу шубой и на корточках стал медленно подползать к моей сигнализации. Оказалось все же, что сигнал снова получился. Все опять зааплодировали. Ленин тогда сказал: «Посмотрите, какие у нас военные: электричества до сих пор не знают, как же это так?..»
А после этого очень быстро распорядился применить терменовский аппарат в ГОХРАНе. Дальше придуманная Терменом простейшая контактная система нашла самое широкое применение на практике – и в охране государственной границы, и в обеспечении сигнализации на многочисленных спецобъектах. Ну а ту самую Сталинскую премию, причем высшей, первой, степени Термен получил в 1947-м за еще одно свое изобретение – уникальную систему «Буран» – подслушивающее устройство, позволявшее с расстояния 300—500 метров регистрировать колебания оконного стекла в помещениях, где идут разговоры, и преобразовывать эти колебания в звуки. И хотя охранные системы со времени судьбоносной встречи Льва Термена с Владимиром Ильичем Лениным пережили множество различных стадий усовершенствования, тот первый, емкостной, датчик на полном основании можно считать «золотым» фондом мировых охранных систем.
Выживает умнейший
Проблема безопасности волновала всех и всегда. Весь животный мир в процессе борьбы за существование приобрел множество сторожевых систем и специальных сенсоров, помогающих вовремя почуять опасность и принять адекватные меры. Для человека очень долгое время лучшим сторожем был он сам да еще его собака. Но время шло, и приоритеты менялись… Сегодня и в домах, и в офисах главным «сторожем» становится компьютер. Именно он пользуется максимальным доверием, поскольку минимально подвержен влиянию «человеческого фактора». Электроника и стоит дешевле, и караулит незаметнее, и оповещает о грозящей опасности тайно.
Немаловажно и то, что прямому подкупу не поддается и лишнего не расскажет. Глаза и уши современной охранной системы – это разнообразные электронные датчики, обязанные «почувствовать» любые нарушения целостности охраняемого объекта и оповестить о появлении на оберегаемой территории человекоподобного существа. Датчики охранной сигнализации бывают активными и пассивными. Первые излучают и принимают какие-либо сигналы, вторые только регистрируют и анализируют то, что происходит вокруг, не «выдавая» себя никакими излучениями.
Человек для функций охраны обычно использует слух и зрение, животные вдобавок к этим двум чувствам активно эксплуатируют обоняние. В XX веке было предложено много сенсоров, использующих совсем иные принципы работы – как аналогичные характерным для некоторых представителей животного мира (летучие мыши и гремучие змеи), так и совсем не встречающиеся в природе.
Поэтому сегодня для охраны частной и государственной собственности используются и радиоволны, и ультразвук, и тепловое излучение, и сейсмические сигналы, и электромагнитные колебания – словом, все то, что могут принимать и излучать современные радиоэлектронные устройства. В принципе обмануть вора можно и посредством простой ленточки из токопроводящей фольги, приклеенной на оконное стекло. Видя стандартную преграду и сосредоточившись на хорошо известных ему методах ее обхода, злоумышленник вполне может не заметить «рояля в кустах», чутко стерегущего все возможные обходные пути проникновения в квартиру.
Это мы к тому, что охрана – это борьба двух интеллектов, в которой побеждает тот, кто умнее и опытнее. Поэтому разработкой и внедрением охранных систем и средств противодействия оным занимаются разные министерства и ведомства. Причем о тех, кто совершенствуется в вопросе обмана систем технического контроля, мы знаем много меньше, чем о тех, кто производит и рекламирует охранные датчики.
Обмануть невозможно?
И все же, несмотря на потрясающие успехи охранного «интеллекта», большинство систем, используемых в быту, базируется на старых, проверенных десятилетиями принципах. Концевые выключатели, герметичные магнитоуправляемые контакты – герконы, ленточки из фольги или инерционные вибродатчики, приклеенные к стеклу, – вот практически и весь арсенал средств, используемых сегодня вневедомственной и прочими охранами при постановке жилой квартиры под контроль. Эти простые датчики, надежно разрывающие электрическую цепь при стандартном проникновении в квартиру путем выбивания двери или окна, в подавляющем большинстве случаев способны гарантировать своевременное прибытие милиции. Бесспорно, отсутствие высокоинтеллектуальных объемных датчиков, реагирующих на любое перемещение внутри квартиры, делает такую чисто электромеханическую систему более легко обходимой, но зато снимает множество проблем с ложными срабатываниями, вызванными тем, например, что хозяйской кошке захотелось полазать по шторам…
Исключение составляют, пожалуй, только автомобили и нежилые помещения – там даже мышам бегать не положено, а потому в этом случае устанавливаются активные СВЧ– или ультразвуковые датчики, которые действительно очень трудно обмануть. Дотошные электрические и звуковые волны облетают все закоулки комнаты, многократно отражаясь от стен и препятствий, поэтому сигнал, регистрируемый приемником такого своеобразного локатора, зависит от любых, даже самых малейших, изменений в геометрии помещения.
Этот локатор нельзя обмануть, запустив, например, робота, имеющего ту же температуру, что и стены помещения, нельзя «провести» его и с помощью специального комбинезона, скрывающего тепло человеческого тела от зоркого глаза теплового пироприемника. И хотя мы уже поняли, что радиочастотные СВЧ-датчики отлично охраняют достаточно большие замкнутые помещения, не имеющие крупных окон и сильно излучающей радиоаппаратуры, вероятность ложного срабатывания таких чувствительных систем все-таки достаточно высока. Во избежание этого зачастую используют так называемые дуальные системы, которые в одном корпусе сочетают и СВЧ-датчик, и многоэлементные инфракрасные пироприемники.
Единственный способ обмануть такого «сторожа» – это двигаться как можно медленнее и осторожнее, однако и в этом случае может оказаться, что для того, чтобы просто дойти до заветного «шкафчика» с деньгами, не хватит и ночи, не говоря уже о незаметном отходе из «благополучно» ограбленного помещения. СВЧ-излучатели успешно используются и для создания заградительных систем по типу ИК-барьеров. Причем радиоволны могут пробивать не только сотни метров чистого воздуха, но и заросли кустарника, и высокую траву. Такие системы могут быть достаточно быстро развернуты и используются не только для охраны важных стационарных объектов, но и в полевых условиях.
Ложная тревога
Ложное срабатывание – это настоящий бич всех охранных систем. Сюжет давнишнего фильма «Как украсть миллион» прекрасно иллюстрирует тот факт, что специальные охранные службы могут просто отключить все приборы, решив, что система, видимо, сойдя с ума, самым беззастенчивым образом издевается и над полицией, и над жителями соседних кварталов. А потому поиск компромисса между вероятностью обнаружения опасности и уровнем ложных срабатываний – основная задача разработчиков, а также их умных детищ – микропроцессоров, которым предстоит, проанализировав сигнал датчика, принять решение о подаче сигнала тревоги.
Ну а пока на наиболее ответственных объектах используются многоуровневая система контроля и уже знакомые нам дуальные датчики, основанные на двух физически разных принципах обнаружения движущегося теплокровного и непрозрачного субъекта. Услышав подозрительный шорох, человек поворачивает голову, после чего уже глазами анализирует степень опасности. Приблизительно так же действуют и современные системы – например, при звуке, напоминающем разбившееся стекло, они могут включить дремавший пироприемник, дабы проверить, не лезет ли кто-нибудь в окно. Даже если на деле окажется, что тревога была ложной и в данном случае просто град стучит по крыше – предосторожность не будет лишней.
Конкуренция в действии
Всвое время охранные системы развивались в рамках государственного заказа, ограждая от посягательств не только значимые спецобъекты и богатые музейные собрания, но и государственные границы вместе с пусковыми установками ракет стратегического назначения. Сегодня почти вся эта техника нашла применение в быту, и четкое понимание огромных размеров рынка частных охранных систем понуждает очень многие компании работать именно на индивидуального заказчика. Сейчас любые необходимые типы датчиков можно легко купить вместе с микропроцессорами обработки сигналов. Специалистам фирмы остается лишь грамотно собрать из «умных кубиков» надежную охранную систему, настроить ее подобающим образом и сдать заказчику «под ключ», оставив за собой гарантийное обслуживание и регулярную модернизацию с целью повышения надежности обнаружения опасности и понижения уровня ложных срабатываний.
Российская хроника ТСО
1935 Создание НИИ по технике связи Разведывательного управления РККА.
1946 Указ Совета Народных Комиссаров СССР об образовании ВНИИ Телевидения.
1947 Преобразование ВНИИ Телевидения в НИИ-380, в обязанности которого входило создание систем наблюдения и контроля.
1952 Создание вневедомственной охраны (охрана хозяйственных объектов, независимо от их ведомственной принадлежности).
1963 Образование в составе ВНИИ химической технологии «Лаборатории 36», на которую были возложены задачи по разработке технических средств охраны (ТСО).
1967 Распоряжение для «Лаборатории 36» о разработке систем охранной сигнализации для приуроченной к 50-летию советской власти выставки Алмазного Фонда.
1976 Постановление руководства страны об определении Минсредмаша как головной организации по созданию ТСО и оборудованию ею объектов КГБ и госграниц. Создание Специального технического управления (СТУ).
1988 Создание Научно-исследовательского центра компьютерной безопасности (НИЦКБ) в составе ЦНИИ ЭИСУ Миноборонпрома СССР.
1993 Определение СНПО «Элерон» (бывшей «Лаборатории 36») в качестве головной организации по разработке, изготовлению и поставке технических средств и систем охраны и выполнению проектных и монтажно-наладочных работ по оборудованию средствами и системами безопасности особо важных государственных объектов.
«Органы чувств»
Микрофон
Звук разбивающегося стекла человеческое ухо не перепутает ни с чем – казалось бы, что проще: поставил обычный электретный микрофон и слушай охраняемое помещение. Но распознавание звуковых образов – задача непростая, и с помощью частотных фильтров и амплитудных анализаторов отличить разбивающееся стекло от крика птицы удается далеко не всегда, поэтому ложных реакций бывает немало. Однако есть надежда, что скоро умные, обучаемые и дешевые микропроцессоры, встраиваемые прямо в датчики, начнут четко реагировать на запрограммированные звуковые сигналы.
При разбивании стекла, и особенно при открывании или выбивании двери, кроме слышимого звука появляется еще достаточно большой скачок давления в инфразвуковой области. Так вот, его тоже порой используют для фиксации проникновения в замкнутое помещение. Однако и здесь обычный ветер или удар грома создает столь сильную помеху, что ложных срабатываний не избежать. Микрофонные датчики сегодня чаще используются в качестве дополнительных средств охраны, сопрягаемых с другими типами датчиков, что существенно повышает вероятность обнаружения злоумышленника.
Сейсмодатчики
Звуковые колебания распространяются в воздухе, а сейсмические возбуждаются в твердых телах. Разбить окно или проломить стену невозможно, не вызвав их существенной вибрации. Именно эти колебания улавливают пьезокерамические, электромагнитные и инерционно-механические вибродатчики, реагирующие на разрушающий импульс. Сейсмодатчики можно использовать и на открытой территории, поскольку идущий или бегущий человек неплохо сотрясает землю. Только вот, даже используя компьютерную обработку сигналов, далеко не всегда удается отличить взвод солдат от стада кабанов. В охранных системах используются и такие необычные сейсмодатчики, как трибоэлектрические кабели.
Оказывается, в любом электрическом экранированном кабеле при его изгибе возникают заряды, обусловленные обычным трением оплетки об изолирующее центральную жилу покрытие. В хороших кабелях с этим эффектом контактной электролизации борются, но вот в плохих или специальных он выражен хорошо. Такой кабель, закрепленный на проволочном заграждении или закопанный в землю, прекрасно пресекает все попытки преодоления охраняемого рубежа. Более того, его можно одновременно использовать для работы магнитометрического охранного датчика, что повышает вероятность обнаружения и понижает уровень ложных тревог, обусловленный пробегающими животными.
Контактные системы
Это самые «древние» датчики охранных систем. Работают, как правило, на разрыв электрической цепи или замыкание двух отдельных проводов. Тонкая микропроволока, охватывающая палаточный лагерь, или алюминиевая фольга, наклеенная на стекло, надежно, хоть и однократно, информируют о своем разрыве, предупреждая об опасности. Заграждения из колючей проволоки легко превращаются в охранную систему огромной протяженности, срабатывающую при попытке перерезать проволоку или при соприкосновении разных линейных фрагментов заграждения. Именно такая система протяженностью более 200 км установлена вдоль зоны отчуждения вокруг Чернобыльской АЭС.
Емкостные системы
На сегодня это одна из самых надежных систем охраны любых периметров, будь то забор вокруг дачи или граница с Китаем. Принцип работы такого датчика предельно прост – изменение емкости охранного ограждения при приближении электропроводящего объекта. Человек – это большой предмет, имеющий вполне приличную электрическую емкость, и если он подходит к ограждению, подключенному к схеме, измеряющей эту самую суммарную емкость, то электроника чувствует изменение величины и фазы переменного тока, используемого для контроля периметра. Электрических схем, чувствительных к изменению емкости, было придумано множество – начиная от уже знакомого нам Терменвокса и заканчивая современными дифференциальными измерителями на микропроцессорах, формирующих зондирующие сигналы и обрабатывающих поступающую информацию. Растущая трава, падающий снег, проливной дождь и даже стаи саранчи – не помеха для такой системы, и только стая ворон или крупное животное могут приводить к ложному срабатыванию однорубежных емкостных систем.
Индукционные датчики
Они по принципу действия напоминают емкостные, поскольку и там, и здесь используются низкочастотные электрические сигналы. Злоумышленник, как правило, несет с собой какой-нибудь металлический инструмент или оружие, и тогда система прекрасно отличит человека от тигра или лося, имеющих право переходить границу без визы и загранпаспорта. Кабины-металлоискатели, стоящие в аэропортах, используют тот же принцип изменения индуктивности объемной катушки при приближении к ней или помещении внутрь чего-то ферромагнитного и электропроводящего. Индукционные системы могут быть активными – создающими зондирующее электромагнитное поле, и пассивными – генерирующими полезный сигнал благодаря банальной вибрации ограждающей проволочки в магнитном поле Земли. Активные системы, состоящие обычно из двух протяженных электрических контуров, хорошо чувствуют любое изменение геометрии ограждения, без которой невозможно преодолеть проволочную преграду.
Мал да удал
Обычно охранные системы ищут «то, не знают что», поскольку и люди, и применяемые ими приспособления – разные, отчего точная настройка системы просто невозможна. Ситуация меняется кардинально, когда мы можем пометить охраняемый объект, наклеив на него специальную радиочастотную, электромагнитную или акустомагнитную этикетку. В этом случае и вероятность обнаружения приближается к абсолютной, и ложные срабатывания практически исключены. Наиболее популярные сегодня радиочастотные метки, вклеиваемые в книги, являются примером дешевого и эффективного применения индукционных датчиков для исключения кражи товара.
Инфракрасные барьеры
Стандартный турникет метро – самая яркая иллюстрация такого рода систем, с той лишь разницей, что для большей незаметности в ИК-барьерах используется не свет обычной лампочки, а инфракрасные светодиоды (примерно такие же, как в пульте управления телевизором). Использование невидимого глазом инфракрасного излучения, а также маскировка излучателей и приемников под детали интерьера делают такую систему охраны не только надежной, но и изящной. Естественно, что такие датчики можно использовать не только для охраны, но и для подсчета посетителей. Именно такой «световой конус» использовался для охраны фальшивой статуэтки в фильме «Как украсть миллион», и поскольку дублирующих систем охраны не было установлено, то пролетавший по воздуху бумеранг, пересекая лучи, приводил к срабатыванию системы.
Пироприемники
Человек – существо теплокровное, а значит, он не только пахнет и дышит, но и излучает инфракрасное «тепло». Конечно, мощность теплового потока, идущего от человека, даже при повышенной температуре, несопоставима с потоком тепла от обычной электроплитки или открытого окна в жаркий солнечный день. Однако чувствительные пироприемники отлично различают его на фоне холодной стены. В таких датчиках, для того чтобы сигнал от нарушителя отличать от просто прогрева помещения, используют специальные линзы Френеля, формирующие многолучевую зону чувствительности. В результате человек при движении пересекает несколько лучей – то попадая, то исчезая из поля зрения приемника и таким образом обнаруживая свое присутствие. В «мирной» жизни такие датчики используются в большинстве автоматически открывающихся дверей.
