Hiperboloida: Zabójcza broń starożytnych

Podczas II wojny punickiej rzymscy legioniści podpłynęli na trójrzędowych galerach do Syrakuz - sojusznika wrogiej Kartaginy. Sycylijskie miasto zamarło w oczekiwaniu na pogrom. Mieszkańcy wiedzieli już, że osłabione wojska Kartaginy nie ruszą im z pomocą. Italscy żołnierze w skórzanych pancerzach i hełmach przygotowywali się do szybkiego oraz, jak im się wydawało, łatwego zwycięstwa.

Jednak wydarzenia, do których wkrótce miało dojść, okazały się na tyle nieprawdopodobne, że uznano je za prawdziwy cud. Kiedy triery zbliżyły się na odległość 150-200 metrów do murów sycylijskiego miasta, znajdujący się na ich pokładach legioniści zauważyli dziwne błyski światła na umocnionym brzegu. Już po chwili żagle, a potem drewniane poszycie kadłubów rozbłysły jasnym płomieniem. Rzymska flota zaczęła płonąć. Jak to możliwe? Za sprawą tzw. luster Archimedesa.

Zdarzenie to wielokrotnie opisywano w starożytnych dokumentach. Była w nich mowa o zwierciadłach z brązu w liczbie 450 sztuk, które polecono wypolerować aż do błysku. Wedle relacji Diodora Sycylijskiego (I wiek p.n.e.):

"Gdy rzymskie statki podpłynęły na odległość równą lotowi wystrzelonej strzały, Archimedes przystąpił do obsługi sześciokątnego zwierciadła złożonego z niewielkich czworokątnych luster, którymi można było poruszać za pomocą zawiasów oraz metalowych płytek." "Grecki matematyk ustawił zwierciadło w taki sposób, by mogło skupiać wiązkę promieni słonecznych. W efekcie odbijające się w lustrze promienie wytwarzały żar, który obracał statki Rzymian w popiół, choć te znajdowały się w sporej odległości".

Archimedes, żyjący w III wieku przed naszą erą, otrzymał solidne wykształcenie w Egipcie. Później napisał pracę Katoptryka, inaczej nauka o lustrach. Pobyt w Tebach oraz zamiłowanie do nauk przyrodniczych pozwoliły uczonemu zgłębić zagadnienia dotyczące powierzchni przyciągających i odpychających.Jego przenikliwemu umysłowi nie umknęła również specyficznie wklęsła krawędź piramidy Cheopsa, a także wyjaśnienia egipskich kapłanów na ten temat. Zdobytą wiedzę wykorzystał później do stworzenia systemu luster odbijających światło słoneczne na zasadzie ogromnego, wklęsłego zwierciadła.

A może cała historia z obroną Syrakuz to tylko wymysł starożytnych? Nic bardziej mylnego! 10 kwietnia 1747 roku paryski uczony Georges-Louis Leclerc rozpalił za pomocą luster świerkową, pokrytą smołą deskę, która znajdowała się w odległości 50 metrów. W ramach eksperymentu wykorzystano 128 luster. Chcąc ostatecznie dowieść, że wykorzystanie zwierciadeł wklęsłych do formowania wiązki palącego światła przynosi oczekiwane rezultaty, w 1973 roku grecki fizyk Ioannis Sakkas rozdał 70 żołnierzom arkusze polerowanej miedzi o wymiarach 91 na 50 centymetrów, po czym polecił mężczyznom, aby skierowali promienie słoneczne na model dawnego rzymskiego statku ustawionego w porcie Skaramangas - 50 metrów od brzegu. Model zapłonął już po kilkunastu sekundach! 

W czasie II wojny światowej niemiecki poligon testowy Hillersleben stał się świadkiem prób z innowacyjną i - jak wierzyli jej twórcy - niezwykle perspektywiczną bronią. W centrach badawczych pracowało tam ponad 150 inżynierów i fizyków tworzących różne rodzaje eksperymentalnych środków bojowych.Jednym z najbardziej ambitnych projektów okazał się tak zwany Sonnengewehr - "armata słoneczna". Miała to być pierwsza w historii broń kosmiczna, czyli idealne narzędzie odwetu ze strony Hitlera. Koncepcję słonecznej armaty przedstawił Hermann Oberth, który już w 1929 roku opowiadał się za utworzeniem stacji na orbicie okołoziemskiej - mniej więcej 1000 km od powierzchni Ziemi. Niemiecki fizyk zakładał wykorzystanie tego obiektu w charakterze wzmacniacza radiowego i wskazywał na jego potencjał obronny. Na pokładzie stacji orbitalnej planowano umieścić lustro wklęsłe o średnicy około 100 m, które byłoby w stanie odbijać, a przy tym koncentrować promieniowanie słoneczne w danym punkcie na powierzchni Ziemi. Generałowie zamierzali wykorzystywać lśniącą taflę w konfliktach zbrojnych. Fizycy z Hillersleben, pracujący na zamówienie wojska, rozszerzyli koncepcję zwierciadła orbitalnego. Wykonali niezbędne obliczenia i ustalili, że będzie im potrzebne lustro paraboliczne o powierzchni minimum 3 km2, umieszczone na wysokości 8200 kilometrów. Po przeanalizowaniu wielu materiałów odbijających światło naukowcy zdecydowali się na sód metalicznyDo wystrzelenia modułów na orbitę planowano wykorzystać Vergeltungswaffe 2 (V-2) - rakietowy pocisk balistyczny, którym w ostatnich latach wojny usiłowano zbombardować Londyn. Nad jego specjalnie zmodyfikowaną wersją A-11, przeznaczoną do lotów w kosmos, pracował w Peenemünde Wernher von Braun. Po otrzymaniu sygnału do ataku zespół obsługujący armatę słoneczną miał uruchomić cały szereg akceleratorów rakietowych, obracając zwierciadło w odpowiednim kierunku - tak, by promienie słoneczne padały na niewielki obszar na powierzchni Ziemi. Teoretycznie energii pochodzącej z armaty powinno wystarczyć na doszczętne spalenie miast, osuszenie jezior oraz stopienie pojazdów opancerzonych. W starciu z taką bronią nie ostałby się żaden kraj - na szczęście projekt pozostał na deskach niemieckich projektantów... 

Właściwości powierzchni wklęsłej wykorzystano podczas konstruowania urządzeń mechanicznych, samochodów czy broni. Znali je także starożytni magowie: za pomocą tak uformowanych kielichów przywoływali duchy zmarłych, o czym pisali Homer i Diodor. Podobnych naczyń używano do przepowiadania przyszłości w indyjskich oraz egipskich świątyniach. 

W historii Żydów lustro wklęsłe wiąże się z osobą króla Salomona. Z kolei w Ameryce Łacińskiej, w grobie umiejscowionym w pobliżu tajemniczego płaskowyżu Nazca, zostały znalezione tego typu zwierciadła wykonane z wypolerowanych metali: złota, srebra i miedzi. Niestety, w naszych czasach przypomniano sobie, jak groźna może być broń słoneczna i odświeżono niemieckie marzenia o lustrze w kosmosie. Opracowano specjalne zwierciadła bojowe umiejscowione na orbicie: "zajączek" skierowany w stronę planety nie tylko z łatwością przenika przez chmury, ale również osiąga temperaturę rzędu kilku tysięcy stopni. To wystarczy, by wypalić ziemię na głębokość wielu metrów. Takiego słonecznego uderzenia nie zdołają przetrwać żadne schrony podziemne.

Na osiągnięciach Archimedesa bazowano także podczas opracowywania broni energetycznej XX wieku. Jej twórcy - pracujący nad amerykańskim programem "gwiezdnych wojen" - skupili się na sztucznym rozpadzie protonowym, w trakcie którego wyzwala się energia tysiąckrotnie większa od tej obecnej podczas wybuchu termojądrowego. Trudno zakładać, że Rosja pozostała w tyle za USA - musimy przyjąć, że nad naszymi głowami od wielu lat unoszą się już urządzenia zdolne wyprodukować niszczycielską wiązkę promieni i skierować ją w dowolne miejsce... A przecież zapewne na orbicie umieszczono też baterie słoneczne przekształcające światło słoneczne w prąd elektryczny, a następnie w promieniowanie mikrofalowe, które w postaci wiązki może dotrzeć do naziemnej stacji odbiorczej - tę radiację można wzmocnić, przekształcając ją w zabójczą broń. Archimedesowi o tym wszystkim nawet się nie śniło!