8 изобретений Второй мировой войны, которыми мы пользуемся до сих пор

Вторая мировая война подарила человечеству ряд изобретений, в том числе и не связанных с военной промышленностью. Научно-технический прогресс в XX веке был обусловлен усилиями физиков, врачей и инженеров, работавших на благо фронта. «Футурист» представляет восемь изобретений войны, которыми мы пользуемся до сих пор.

Космическая программа

Немецкое «оружие возмездия» (Vergeltungswaffe), по некоторым оценкам, унесло жизни более 2,5 тыс человек. При его производстве погибло в 8 раз больше. Тем не менее, эта зловещая амбициозная программа по созданию баллистических ракет, управляемых авиационных бомб и ракетопланов для бомбардировки английских городов подарила человечеству орбитальные полеты, высадку на Луне и космические телескопы. С запусков трофейных, а позже модифицированных ракет «Фау-2» начались советские и американские ракетные программы.

«Фау-2», в спешке спроектированная Вернером фон Брауном, была довольно сырой баллистической ракетой. 20 % собранных экземпляров отбраковывалось, половина запущенных ракет взрывалась, а отклонение от цели составляло около 10 км. По сути, она предназначалась не для уничтожения, а для запугивания мирных жителей. Однако основным преимуществом этой одноступенчатой ракеты было жидкое топливо и инерциальная навигация. Топливо в камеру сгорания подавалось с помощью двух центробежных насосов, приводимых в действие турбиной, работающей за счёт парогаза. Горючее на основе воды и этанола смешивалось с жидким кислородом и создавало необходимую тягу. Эта смесь продолжала использоваться и после войны: американская ракета Redstone PGM-11 использовала ту же самую конфигурацию топлива и оставалась в эксплуатации до 1964 года. Первый в Австралии спутник WRESAT отправился в космос в 1967 году на одной из таких ракет. Большую часть полета ракеты была неуправляема, однако ее траекторию корректировала система из двух гироскопов.

«Фау-2» стала образцом для советских баллистических ракет серии «Р». На базе легендарной «семерки» («Р-7») была создана ракета-носитель «Восток», отправившая в космос Юрия Гагарина. Американская программа Hermes, изначально предназначенная для создания собственных баллистических ракет, позже переориентировалась на модернизацию «Фау-2». Вернер фон Браун, попавший в плен к американским солдатам, считается «отцом» космической программы США. Под его руководством был запущен первый американский спутник «Эксплорер». А в 1961 году фон Браун возглавил лунную программу.

Первый программируемый компьютер

Британская служба радиоперехвата сталкивалась со сложнейшими немецкими шифрами. Код «Энигма», который употребляли в полевых условиях, за время войны был хорошо изучен. Однако шифр, который создавался шифровальной машиной Лоренц, оставался для криптологов загадкой. Расшифровать код Лоренца было стратегически важной задачей, так как с его помощью кодировало сообщения высшее немецкое командование. Британские криптологи называли немецкие зашифрованные сообщения «рыбой», но эти послания получили индивидуальную кличку – «Тунец».

Благодаря ошибке немецкого шифровальщика, который отправил два незначительно отличавшихся друг от друга сообщения, удалось выяснить, что машина Лоренц – это типичное шифровальное устройство, состоящее из вращающихся колес. Но колес в нем вдвое больше, чем в «Энигме» – их было 10. Ключ шифрования определялся исходным положением колес. Пять колес прокручивалось регулярно, а пять – нерегулярно. Два дополнительных, моторных колеса, контролировали нерегулярное вращение.

Чтобы зашифровать данные, машина Лоренц использовала команду XOR. Она генерировала пять пар псевдослучайных битов (1 или 0) и выводила 1, если только один из символов был равен 1, в противном случае результат равен 0. Так что 1 XOR 0 = 1, но 1 XOR 1 = 0. Каждый символ в машине Лоренц компилировался с псевдослучайными битами, например: 10010 XOR 11001 = 01011. Самое важное в этом алгоритме то, что машина фактически дважды шифровала данные.

Для расшифровки кода Лоренца британский инженер Томми Флауэрс и его команда создали электронную программируемую вычислительную машину Colossus («Колосс»). Компьютер состоял из 1500 электронных ламп, что делало его самой большой ЭВМ того времени. Модернизация Colossus Mark II из 2500 ламп считается первым программируемым компьютером в истории ЭВМ.

До создания Colossus на расшифровку сообщений уходило несколько недель, теперь же результат становился известен уже через несколько часов. Машина полностью функционировала к моменту высадки в Нормандии в 1944 году. Благодаря «Колоссу», в частности, стало ясно, что союзники успешно дезинформировали немецкие войска. После войны Черчилль отдал приказ уничтожить все компьютеры, однако в 1994 году инженерам удалось восстановить рабочий вариант Colossus Mark II по фотографиям. Благодаря этой работе стало известно, что полувековая ЭВМ работает примерно с той же скоростью, что и ноутбук с процессором Pentium 2.

Турбореактивные самолеты

Хотя сэр Фрэнк Уиттл получил патент на турбореактивный двигатель еще в 1930 году, разработка не особенно интересовала британское правительство, и работа продвигалась медленно. Третий рейх по-настоящему продвинул эту технологию, и Messerschmitt Me.262 стал первым истребителем с турбореактивным двигателем. Немецкий Arado Ar 234 был первым реактивным бомбардировщиком и последним нацистским самолетом, пролетевшим над Англией в апреле 1945 года. К концу войны был выпущен однодвигательный реактивный истребитель Heinkel He 162 («Воробей»), который спроектировали в кратчайшие сроки – за 90 дней.

Ядерное оружие

Потенциальные возможности ядерной энергии были известны давно. Но именно во время Второй мировой войны появилась возможность испытать их на практике. Первая атомная бомба была создана в США. В 1941 году Энрико Ферми завершил теорию цепной ядерной реакции, а через два года под руководством физика Роберта Оппенгеймера и генерала Лесли Гровса стартовал Манхэттенский проект. Две бомбы, созданные в ходе проекта, были сброшены на японские города Хиросиму и Нагасаки в августе 1945 года. По оценкам, непосредственно в ходе бомбардировки было убито от 150 тыс. до 244 тыс. человек. Проблема распространения смертоносного ядерного оружия породила множество дискуссий. Однако без этого открытия не было бы ядерной энергетики.

Радионавигация

Первая технология радиолокации (Radio Detection and Ranging) была разработана в 1930-х годах Робертом Ватсоном Уоттом и Арнольдом Уилкинсом. Она позволяла предотвратить угрозу воздушной бомбардировки. Историки говорят, что исход Битвы за Британию, возможно, был предопределен благодаря опоре британцев на радарные системы обороны и решению Германии сосредоточиться на бомбардировке городов. В результате Британия смогла разглядеть немецкие бомбардировщики, пока они находились на расстоянии до 100 миль и сконцентрировать силы.

Пенициллин

Говард Флори (слева) наблюдает раненого солдата, проходящего курс лечения пенициллином в Американском военном госпитале в Нью-Йорке в 1944 году

Пенициллин был выделен еще в 1928 году Александром Флемингом благодаря беспорядку в его лаборатории. Ученый обнаружил, что в одной из чашек Петри с бактериями выросла колония плесневых грибов. Колонии бактерий вокруг плесневых грибов стали прозрачными из-за разрушения клеток. Флемингу удалось выделить вещество, которое разрушило клетки. Исследование о бактерицидных свойствах пенициллина было опубликовано в 1929 году, однако попытки получить антибиотик в чистом виде и улучшить его качество были безуспешными. Лишь через 10 лет австралийский ученый Говард Флори возглавил исследования по медицинскому пенициллину. Вместе с небольшой группой ученых, в которую входил Эрнст Борис Чейн, они разработали к 1941 году сложный препарат, который успешно прошел испытания. За это исследователей наградили Нобелевской премией, вместе с ними был награжден и Александр Флеминг.

Акваланг

Первый акваланг был изобретен еще в 1866 году, он применялся в шахтах, где воздух был загрязнен. В 1878 году появилось устройство для длительного нахождения под водой с замкнутой схемой дыхания. Из выдыхаемого водолазом воздуха удаляется углекислый газ и по потребности добавляется чистый кислород из контейнера. В те времена не было известно, что чистый кислород под давлением становится токсичным. Несмотря на опасность, во Вторую мировую войну акваланги с замкнутой системой дыхания являлись штатным спасательным оборудованием для подводного флота. Однако морской офицер Жак-Ив Кусто и инженер Эмиль Ганьян, работавшие в оккупированной немцами Франции, в 1943 году смогли создать аппарат с открытой схемой дыхания, где выдох производится непосредственно в воду. Этот тип акваланга был гораздо безопаснее.

Слинки

Одна из самых популярных и прочных игрушек в мире была изобретена случайно во время Второй мировой войны американским военно-морским инженером Ричардом Джеймсом в 1943 году. Он пытался выяснить, как пружины могут использоваться для хранения важного и дорогого оборудования в море. Инженер случайно уронил одну из пружин и отметил ее интересный ход. После войны игрушка стала чрезвычайно популярной: к концу XX века было продано 250 миллионов экземпляров.