Условие
Маскировка предъявляет требование строже, чем «луч огибает объект». Луч, упавший на оболочку, обязан выйти с противоположной стороны соосно и параллельно падающему. Не рядом, не под похожим углом — точно на той же прямой, как если бы объекта на пути не было вовсе. Требование относится к каждому лучу пучка одновременно, и на нём конструкция и ломается.
Слово «поле» связывает маскировку с защитным полем ошибочно. Щит обязан взаимодействовать с падающим потоком максимально сильно: остановить, поглотить, отразить. Маскировка обязана не взаимодействовать вовсе. Требования противоположны по знаку, и общего у двух устройств остаётся только термин.
Равенство путей
ФАКТ Среды, огибающие объект, просчитаны и построены: трансформационная оптика, метаматериалы с плавно меняющимся показателем преломления. Задача сводится к равенству оптического пути в обход и напрямую — то есть к тому, чтобы свет, пошедший вокруг, потратил ровно столько же времени, сколько потратил бы, пройдя насквозь. Если времена не совпали, волна на выходе идёт с рассогласованием: гребни одной части фронта приходят раньше гребней другой, картинка не восстанавливается, и объект виден как искажение, тень или ореол.
Геометрический путь в обход длиннее прямого. Значит, чтобы времена совпали, свет в оболочке обязан идти быстрее c. Тут есть тонкость: фазовая скорость выше c законна — она не переносит сигнал и запрета не нарушает, — а групповая, с которой идёт сам импульс, нет. Обойти это можно только за счёт резонанса среды, и равенство достигается строго на той частоте, где среда резонансна. На соседней длине волны фаза уже не сходится.
ФАКТ Отсюда маскировка узкополосна по построению. Она работает на выбранной линии, а вокруг неё остаётся окрашенное пятно с радужным ореолом. Все реализованные образцы такие: одна частота, чаще микроволновая; объект в белом свете становится не невидимым, а радужным. Широкополосную маскировку видимого диапазона запрещает дисперсия — зависимость показателя преломления от длины волны, — а не уровень технологии.
Слепота внутри
ТЕЗИС Внутрь оболочки свет не попадает — он весь обтекает. Пилот идеально невидимого корабля сидит в темноте: снаружи к нему ничего не приходит, потому что «не приходит» и есть определение невидимости. Наблюдение и невидимость исключают друг друга по определению, а не по недоработке конструкции.
Окно, датчик, приёмник — дырка в оболочке, и она видна ровно как дырка. Размер дырки задаёт компромисс: чем лучше видно наружу, тем заметнее объект. Канон обходит это тем, что показывает замаскированный корабль изнутри с обычным обзорным экраном, не объясняя, откуда взялся сигнал.
Тепловой таймер
ТЕЗИС Корабль греется, тепло надо сбрасывать. В вакууме сброс идёт только излучением. А идеально замаскированный объект излучать не может: излучение и есть видимость, просто смещённая в другой диапазон.
Отсюда лимит: маскировка ограничена теплоёмкостью корпуса, а не мощностью установки. Время работы задаёт допустимый нагрев внутренних отсеков, и растянуть его можно только массой поглотителя — больше металла, дольше терпим. Это единственная версия невидимости с честным таймером, и канон её не берёт, предпочитая генератор, который «садит энергию».
Тот же лимит с обратным знаком стоит в защитном поле: щит обязан деть куда-то поглощённую энергию, маскировка обязана не деть собственную. Общий узел двух устройств лежит в теплофизике, а не в оптике.
Оболочку видно
ФАКТ Оболочка, отклоняющая свет, имеет переменный показатель преломления и уже поэтому отличается от вакуума. Отличие детектируется всем, что не подчиняется её оптике: пыль, микрометеорит, радиолокация вне рабочей полосы, гравитационное поле массы установки. Маскируется сигнал в выбранном канале, а не объект.
Ретрансляция
Огибание — не единственный путь. Панели снимают картинку с одной стороны и выводят на другую. Полоса любая, темноты внутри нет, тепло сбрасывается свободно. Физика этого не запрещает — ломает геометрия.
ФАКТ Для плоского экрана есть однозначное соответствие: луч, пришедший в точку задней грани под некоторым углом, выходит из сопряжённой точки передней под тем же углом. Отображение точка-в-точку со сдвигом на толщину, и ошибка равна толщине панели.
ТЕЗИС У тела с несколькими нормалями — то есть у всего, что не плоская пластина, — соответствие рушится. Наблюдатель под углом видит две грани сразу, и каждая обязана показывать то, что за ней. Но «за ней» для двух граней — разные направления, и картинки требуются разные. На ребре обе грани требуют показать своё, а видимая толщина падает до нуля при полной физической. Шов виден при любом ракурсе, кроме строго перпендикулярного одной грани. Дело не в кривизне поверхности, а в числе нормалей: одна — задача решается, две и больше — нет.
Общая форма отказа. Ретрансляция задаёт отображение поверхности в поверхность, а требуется отображение направления в направление, во всём телесном угле. У плоскости они совпадают, потому что нормаль одна. У выпуклого тела одна и та же точка обшивки обязана выдавать разную картинку разным наблюдателям — то есть быть излучателем с угловым разрешением, светящим в каждую сторону своё. Это световое поле; физика его допускает, но цена — четырёхмерный массив данных на всю поверхность: две координаты точки плюс два угла направления. Не маскировка, а голография корпуса.
ФАКТ Параллакс остаётся и при идеальном исполнении. Объект имеет глубину, фон удалён на разное расстояние в разных направлениях, и при смещении наблюдателя фон обязан сдвигаться относительно объекта. А картинка на обшивке привязана к обшивке и никуда не сдвигается. Ближний фон уходит, дальний остаётся, грани живут в несогласованных параллаксах. Против одного неподвижного глаза сходится, против движущегося и против пары глаз — нет.
Где она бесплатна
ТЕЗИС Ретрансляция честна там, где сцена и так плоская: объект на фоне неба или далёкого космоса, где параллакса нет, потому что фон на бесконечности. Корабль в пустоте маскируется легко, тот же корабль над лесом не маскируется. Канон делает наоборот и показывает невидимость чаще у поверхности, где она невозможна, чем в пустоте, где она почти даровая.
Условность как обязательная оговорка
ТЕЗИС Невидимость всегда невидимость для кого-то и в чём-то: для одного глаза, в одной полосе, с одной дистанции, на одном фоне. Полный вариант — объект, не взаимодействующий со светом, — это объект, не взаимодействующий и с наблюдением изнутри. Сильная версия совпадает со слепотой пилота, слабая всегда указывает наблюдателя, против которого работает.
Отсюда правило разбора: спрашивать не «невидим ли», а «для кого и в какой полосе». Сцена, не отвечающая на этот вопрос, пользуется двумя разными устройствами по потребности кадра.
Открытые вопросы
ОТКРЫТО Не разобрано поведение оболочки при движении. Огибание рассчитано для неподвижной геометрии; при скорости, сравнимой с долей c, набегающий свет приходит смещённым по частоте — эффект Доплера, — и узкая полоса резонанса уходит с рабочей линии. Маскировка ломается от скорости, а не от энергии.
ОТКРЫТО Не закрыт вопрос об отражении от самого объекта внутрь оболочки. Если внутренняя граница не идеальна, часть излучения гуляет в полости и выходит с задержкой, давая слабое послесвечение по контуру.
ОТКРЫТО Не рассмотрен активный поиск. Против маскировки работает не наблюдение, а подсветка изнутри объёма: пыль, аэрозоль, ионизация. Наблюдатель, способный засеять пространство, отменяет любую пассивную схему, и это переносит задачу с оптики на логистику.
Узел смыкается с главой о защитном поле по теплофизике и с манёвренным боем как источником невозможных технологий.