100 знаменитых изобретений

В 1982 году был создан единый протокол TCP/IP, объединяющий ранее действовавшие протоколы. ARPA начала использовать его в ARPA-net – это событие можно считать рождением Internet. В этом же году EUnet начала предоставлять услуги e-mail – электронной почты и Usenet сервис.

В 1983 г. был разработан Name server. Теперь пользователям не надо было знать точный путь к другой системе.

Количество серверов с 1984 по 1992 г. возросло с 1000 до 1 000 000.

В 1990 г. прекратил свое существование прародитель Интернет – ARPA-net.

Интернет – это не одна сеть, а тысячи взаимосвязанных отдельных сетей, каждая из которых имеет свои собственные правила. Попасть в Интернет можно через любую из них. Для подключения к Интернет необходим провайдер – поставщик сетевых услуг.

Для соединения компьютеров используются кабели в сочетании со специальной электроникой – сетевой платой. Они обеспечивают передачу информации на сотни метров. Сетевые платы позволяют нескольким компьютерам использовать для связи один кабель.

Для соединения компьютеров, расположенных на большом расстоянии, например в разных городах, используется телефонная связь. Но применять телефонные провода напрямую нельзя, поскольку телефонная сеть предназначена для передачи звуковой информации, компьютерные же сигналы имеют иную природу.

Для соединения компьютеров по телефонным линиям применяется модем. Он модулирует и демодулирует сигнал, отсюда и название – модем (модулятор – демодулятор). Модем переводит информацию в особые импульсы, которые затем расшифровывает модем, находящийся на другом конце провода.

Модемы бывают разных форм и размеров, внутренние и внешние. Они также отличаются скоростью передачи данных, полученных от компьютера, в телефонную линию.

Модемы принимают специальные меры, позволяющие им работать при помехах на телефонной линии: если принимающий модем не уверен на 100 % в том, что он правильно понял то, что ему было передано, он переспрашивает заново. В результате вся информация будет передана без искажений, но чем больше помехи, тем меньше скорость передачи. Кроме того, помимо информации модем передает объем этой информации («контрольную цифру»), и принимающий модем сравнивает полученный им объем с «контрольной цифрой».

В 1992 г. был разработан WWW (World Wide Web – дословно: «всемирная паутина»). Он представляет собой глобальную гипертекстовую систему отображения информации. Гипертекст – это текст со вставленными в него перекрестными ссылками.

Для чтения гипертекстов используются специальные программы просмотра – броузеры (наиболее популярные броузеры Netscape Navigator и Internet Explorer). Текст содержит специальные ссылки на тексты, звуковые файлы, фотографии, рисунки, видео, и браузер обрабатывает их. Такой текст похож на энциклопедию со ссылками на список литературы и с приложениями в конце.

В последнее время все чаще используется гипермедиа – синтез гипертекста и мультимедиа. Гипермедиа документ может включать в себя не только текст, но и графику, звук и видеоинформацию.

Долгое время гипертекстовые системы использовались как удобный инструмент при работе с большими объемами научной информации. Постепенно стало ясно, что WWW – великое изобретение, способное вывести сетевые технологии на качественно новый уровень. В конце концов гипертекстовая система стала глобальной. Интернет стала похожа на книгу. Поэтому отдельные блоки информации называются Web-страницами (Web-page), а совокупности Web-страниц (например об одной организации) называется Web-сайтом (Web-site).

Часть глобальной или локальной сети, которая дает возможность пользователям сети получать доступ к гипертекстовым документам, расположенным на данном сервере, называется Web-сервером.

Работа с WWW происходит по следующей схеме:

Пользователь посылает запрос на интересующую его тему на броузер, тот, в свою очередь, переадресует его в Сеть. Ответ идет в обратном порядке. В большом количестве информации трудно найти сведения на интересующую тему. Для облегчения поиска созданы специальные поисковые системы. Среди наиболее известных поисковых систем в русскоязычном Интернете – ALTAVISTA, YAHOO, GOOGLE.

Весьма популярной услугой в Интернете является электронная почта (electronic mail, или e-mail сокращенно). Она позволяет быстро и недорого посылать сообщения в любой конец света и получать ответы. Использование электронной почты имеет свои преимущества:

– она дешевле, чем обычная почта или телефонный звонок;

– быстрее, чем обычная почта, – время доставки сообщения в любой конец мира обычно составляет несколько секунд или минут;

– не надо беспокоиться, на месте ли получатель письма;

– создав список рассылки и написав одно письмо разослать его группе людей;

– можно использовать логические имена, не запоминая сложные адреса;

– можно подписаться на группу новостей по интересующей тематике.

Еще одна возможность сети Интернет – это общение on-line – в режиме реального времени. При наличии специальной программы можно заходить в каналы общения и переговариваться с другими людьми. Текст сообщения приходит к собеседнику через несколько секунд. Разговор происходит в каналах с определенными названиями, которые отражают общую направленность (тематику) разговора.

В данный момент существует несколько типов программ, используемых для общения, различающихся оформлением, наличием различных опций и способом подключения. Некоторые программы позволяют передавать не только текст, а звук и видео. Наиболее распространенными программами являются IRC и ICQ.

Некоторые специалисты считают появление сети Интернет новой информационной революцией, третьей по счету после появления письменности и книгопечатания. Насколько они правы, покажет время.

Искусственный спутник Земли

В соответствии с международной договоренностью космический аппарат называется спутником, если он совершил не менее одного оборота вокруг Земли.

Большую роль в подготовке запусков искусственных спутников Земли сыграли научные исследования, заложившие основы теории реактивных двигателей и космических полетов. Важнейшее место в этом занимают работы К. Э. Циолковского. Он обосновал возможность применения ракетных аппаратов для межпланетных сообщений. Чтобы достигнуть космических скоростей, Циолковский выдвинул идею применения многоступенчатых ракет, которые он назвал «ракетными поездами».

Предшественницами космических ракет, выводивших на орбиту искусственные спутники Земли и космические корабли, были баллистические ракеты. В начале развития ракетной техники первенство в этой области было у Германии: в 1933 г., сразу после прихода Гитлера к власти, В. фон Браун стал вести работу над секретным проектом А-1 (Агрегат первый). А-1 представлял собой жидкостную ракету, работающую на спирте и жидком кислороде. Ее длина составляла около 1,5 м, стартовый вес – 150 кг.

Конструкция А-1 была неудачной: центр тяжести конструкции находился слишком далеко от двигателя, что приводило к кувырканию в полете. В 1934 г. появился новый вариант – А-2. Пуск этой ракеты прошел удачно, она поднялась на высоту 220 м.

Благодаря этому успеху, руководство вооруженных сил Германии приняло решение о создании «Армейской экспериментальной станции» в Пенемюнде на Балтийском море. На создание ракетного оружия в 1937–1940 гг. было выделено 550 млн марок.

Испытания следующей ракеты, А-3, шли неудачно: она либо тонула в море, либо взрывалась при падении на сушу. Фон Браун и его коллега К. Ридель считали ее промежуточным этапом перед своим главным детищем – ракетой-снарядом А-4.

А-4 по своим параметрам превосходила все ранее созданное в ракетной технике. Ее длина составляла 14 м, наибольший диаметр – 1,65 м. В головной части ракеты имелось боевое отделение, где содержался боевой заряд –1 т взрывчатого вещества. В снаряде было два бака: один с горючим – спиртом и второй с окислителем – жидким кислородом. Горючего в ракете было 3 т, а окислителя – 5,5 т.

А-4 имел специальный насос для подачи окислителя и горючего, камеру сгорания, а также отделение с приборами управления. Направляющие плоскости стабилизатора и газовые и воздушные рули были нужны для управления ракетой и ее устойчивости. Мощность жидкостно-реактивного двигателя превышала 500 000 л. с, а двигатель развивал тягу в 25,4 т, значительно превышающую стартовый вес ракеты. Предельная, максимальная скорость ракеты составляла 5500–5700 км/ч, а дальность полета – 300–400 км.

В мае 1943 г. в Пенемюнде состоялись запуски крылатой ракеты, также разрабатывавшейся на этом полигоне, и А-4. Крылатые ракеты взорвались сразу после старта, а запуски обоих А-4 прошли успешно. Кроме того, крылатая ракета требовала для запуска громоздкую эстакаду, а А-4 взлетала с небольшой бетонированной площадки. Поэтому, несмотря на то что крылатая ракета стоила 50 000 марок, а А-4 – 300 000 и они несли одинаковое количество динамита, было решено продолжать работу в обоих направлениях.

После показа Гитлеру документального фильма о стартах ракет, А-4 получила название Фау-2 (от первой буквы немецкого слова «Vergeltungswaffe» – «Оружие возмездия»).

Фон Брауну удалось соединить в Фау-2 мировые достижения в конструировании жидкостных ракет. Так, использовались компоненты топлива, найденные Г. Обертом для ракеты еще в 1917 г., учитывались идеи Циолковского о применении жидких компонентов для охлаждения двигателя и создании специальных насосов для их подачи в камеру сгорания. Схему расположения баков и конструкцию турбонасосов, аналогичную брауновской, создал американец Р. Годдард.

18 сентября 1944 г. на Лондон была выпущена первая Фау-2. Затем в течение семи месяцев немцы вели систематический обстрел Англии ракетными снарядами. Таким образом немцы могли перебросить тонну взрывчатого вещества на расстояние 300–350 км и бомбардировать Лондон из Гааги. Но точность попадания снарядов была очень мала, они несли сравнительно немного взрывчатого вещества и в целом не были эффективны как военное оружие, хотя, конечно, причиняли большие разрушения.

Менее чем через минуту после взлета ракета достигала высоты 30 км, а вскоре развивала огромную скорость – более 5500 км/ч. Специальные установки управления автоматически поворачивали ракету, которая, достигнув высоты 90 км, продолжала полет, спускаясь к цели по параболической траектории.

Ракета падала на цель со скоростью, превышающей скорость звука более чем в два раза. При быстром движении ракеты ее обшивка накалялась, и, по рассказам очевидцев, ракеты «А-4», падавшие на Лондон, светились слабым красным светом.

После разгрома нацистской Германии дальнейшие работы по совершенствованию А-4 проводились в Америке. В 1945 г. в США оказались немецкие специалисты, в том числе В. фон Браун, один из создателей «А-3» и «А-4». Он возглавлял все космические разработки в США в 1952–1956 годах.

В течение 1946–1952 гг. на испытательном полигоне Уайт-Сэндс (штат Нью-Мексико) американцы производили запуск нескольких десятков ракет типа А-4.

Отдельные ракеты достигли высоты 160 км, а одноступенчатая ракета «Викинг», созданная в США (имевшая большую длину и меньший диаметр, чем А-4), в 1951 г. поднялась на высоту более 210 км. Она развивала силу тяги более 8000 кг и имела скорость до 6400 км/ч. Одноступенчатая ракета «Викинг», запущенная в мае 1954 г., достигла высоты 253 км. Стартовый вес ее был равен 7,5 т, а максимальная скорость превышала 6880 км/ч. При запуске двухступенчатой ракеты «Бампер» была достигнута скорость 8 тыс. км/ч и высота 400 км.

Разработка ракет велась и в СССР. 18 октября 1947 г. в Советском Союзе был проведен запуск первой советской баллистической ракеты Р-1, созданной под руководством С. П. Королева.

В мае 1949 г. в СССР был произведен вертикальный запуск одноступенчатой ракеты В-1А, созданной на базе Р-1 на высоту в 110 км. Вес научной аппаратуры, который она подняла, достигал 130 кг.

Такая ракета включала головную часть с полезным грузом исследовательской аппаратуры, среднюю часть с топливными баками и хвостовую с двигателями и наружными стабилизаторами. Корпус ракеты, созданный из алюминиевых сплавов, имел цилиндрическую, с заостренной головной частью форму. Для запуска ракеты применялись специальные стартовые площадки и устройства. Приборы и оборудование ракет включали радиотехнические устройства, позволявшие вести наблюдения за верхними слоями атмосферы и передавать показания приборов по радио на землю. Применялся также особый механизм для сброса аппаратуры при вхождении ракеты в плотные слои атмосферы при спуске.

Расчеты, проведенные сотрудниками КБ Королева, показали, что для запуска спутника Земли необходима многоступенчатая ракета, способная взлетать на большую высоту, чем одноступенчатая. До этого были известны две схемы размещения ступеней – последовательно одна за одной, вдоль по оси ракеты или параллельно – боком друг к другу. Различные схемы обсчитывались группой математиков под руководством Д. Е. Охоцимского.

В окончательном варианте были соединены оба известных до того типа расположения ступеней. На одноступенчатую ракету сбоку навешивались еще 4 блока. На старте включались двигатели основного, центрального блока и боковых. После выработки топлива боковые блоки отстреливались, а центральный блок продолжал подъем. Таким образом, боковые блоки были первой ступенью, а центральный одновременно первой и второй.