В проекте «100 лет инноваций» знакомит вас с важнейшими научно-техническими открытиями прошлого века. В новой части мы рассказываем о главных изобретениях 1980-х годов: вспоминаем, как создали лазерный компакт-диск, первый в мире 3D-принтер и как запускали первые космические челноки.
Лазер вместо винила
Меломаны конца 1970-х годов были ограничены в выборе носителей для записи музыки. Многие из них утверждали, что единственным приемлемым по качеству звучания носителем являлись виниловые пластинки. Но коллекции «винила» занимали слишком много места и при небрежном обращении быстро приходили в негодность.
Магнитные ленты были куда компактнее, но с течением времени теряли в качестве звука. В 1979 году компании Sony и Philips решили исправить сложившуюся ситуацию и сосредоточились на разработке нового формата аудионосителей, превосходивших по качеству уже существующие на тот момент варианты. Ими стали лазерные компакт-диски.
Уже в 1980 году две компании представили совместно разработанный стандарт Red Book CD-DA, впоследствии ставший общепринятым форматом записи оцифрованного звука.
Sony разработала способ кодирования сигналов, схожий с тем, который использовался в профессиональных цифровых магнитофонах. За инженерами Philips был производственный процесс, в котором применялась их фирменная технология выпуска лазерных дисков.
Промышленное производство музыкальных компакт-дисков стартовало в 1982 году в немецком городе Лангенхаген. На один такой диск помещалось около 74 минут музыки. В том же году Philips представила первый проигрыватель CD-дисков, а первым коммерческим диском в свободной продаже стал альбом The Visitors группы ABBA.
Также существует альтернативная версия происхождения компакт-дисков, согласно которой их изобретателем является американец Джеймс Рассел (James Russell) из компании Optical Recording. Собственное устройство для хранения информации он впервые продемонстрировал в 1966 году и запатентовал его в 1970-м.
По словам мужчины, к изобретению оптических дисков его подтолкнуло желание не допустить повреждения иглами виниловых пластинок, и он сделал это «в личных» целях. После продолжительного судебного разбирательства Sony и Philips лицензировали патенты Рассела.
Сначала компакт-диски использовались лишь для хранения музыкальных записей, но вскоре их также приспособили для записи файлов различных типов и форматов (например, видео, текста, фотографий или компьютерных программ).
На компакт-диски формата CD-R записать информацию можно было всего один раз. Однако через несколько лет появились диски, которые позволяли многократно перезаписывать файлы (CD-RW). Впоследствии им на смену пришли более совершенные диски DVD и Blu-ray-форматов, которые в связи с развитием широкополосного доступа в Сеть сегодня постепенно теряют популярность.
Не 3D-принтер, а аппарат для стереолитографии
Первой массовой технологией изготовления физических трехмерных объектов с использованием цифровых данных (по такому общему принципу работают практически все 3D-принтеры) стала стереолитография, разработанная Чарльзом Халлом (Charles Hull) в 1984 году.
Патент на свою разработку исследователь получил в 1986 году, тогда же основал компанию 3D Systems и создал первый промышленный станок для 3D-печати. В то время термин «3D-принтер» еще не использовался, поэтому станок назывался аппаратом для стереолитографии.
Первой моделью машины, вышедшей в серийное производство, стала разработанная им в 1988 году установка SLA-250.
В 1989 году Скотт Крамп (Scott Crump) вместе со своей женой изобрел технологию послойного наплавления — FDM (Fused Deposition Modeling). Сегодня она является одной из самых распространенных за счет относительной дешевизны самих 3D-принтеров и расходных материалов. Вскоре Скотт создал компанию Stratasys, которая уже в 1991 году выпустила первый подобный принтер.
В 1995 году студенты Массачусетского технологического института (MIT) разработали и запатентовали еще одну технологию 3D-печати. Она была схожа с технологией струйной печати, используемой в «классических» 2D-принтерах. Тогда же появилось само понятие «3D-печать», которое вскоре стало использоваться практически повсеместно.
Первые модели 3D-принтеров стоили от нескольких десятков до нескольких сотен тысяч долларов, но с развитием технологий они становились все более компактными и дешевыми. Современные модели подобных устройств могут создавать не только предметы обихода, но и собственные запчасти, продукты питания и даже внутренние органы человека.
Как появились первые космические шаттлы
Концепция создания многоразового космического корабля зародилась примерно в одно время с первыми полетами человека на Луну. Осуществление этой концепции многими воспринималось воплощением в жизнь сюжета из научной фантастики.
Например, название пробного американского шаттла, «Энтерпрайз», было позаимствовано из знаменитого телесериала «Звездный путь».
Многоразовые космические корабли, способные доставлять груз на орбиту и обратно, также были выгодны с экономической точки зрения — за счет многократного использования стоимость доставки существенно снижалась. Кроме того, челноки позволяли ремонтировать спутники в космосе или возвращать их с орбиты.
Первым подобным действующим кораблем стал шаттл «Колумбия». Его первый экипаж составили астронавты Джон Янг (John Young) и Роберт Криппен (Robert Crippen). Им удалось вывести на орбиту корабль, который на тот момент не был испытан в беспилотном режиме полета. Это произошло в 1981 году.
За более чем двадцатилетний срок службы челнок 28 раз выходил на орбиту Земли и провел в космосе порядка 300 дней. Но во время своего последнего полета в феврале 2003 года при входе в атмосферу Земли шаттл потерпел крушение. Причиной этому стало разрушение теплоизоляционной обшивки корабля. Находившиеся на борту челнока астронавты погибли.
Вторым шаттлом NASA стал корабль под названием «Челленджер». В салоне шаттла можно было разместить много кресел в отличие от ранее использовавшихся аппаратов-капсул. Это позволило отправлять на орбиту более многочисленные экипажи.
На 73-й секунде своего десятого полета в 1986 году корабль также потерпел катастрофу. Среди семи погибших членов экипажа «Челленджера» была Криста Маколифф (Christa McAuliffe), которая должна была стать первым учителем в космосе.
Многоразовый космический шаттл «Дискавери» совершил первый полет в августе 1984 года, последний — в марте 2011-го. При помощи этого челнока осуществлялись такие операции, как доставка на орбиту Земли телескопа «Хаббл», вывод на траекторию перелета межпланетной станции «Улисс» и второй полет к телескопу для проведения на нем ремонтно-технических работ.
За все время своей работы шаттл 39 раз побывал на орбите и провел в космическом пространстве 365 дней.
После разработки шаттла «Дискавери» NASA запустило еще несколько многоразовых космических шаттлов, которые выполняли на орбите Земли важные миссии. В общей сложности все американские шаттлы выполнили 135 полетов в космос, а в 2011 году правительство США закрыло программу Space Shuttle.
В СССР в ответ на американскую программу разработки многоразовых космических кораблей запустили собственную программу «Энергия-Буран». Свой первый и единственный космический полет челнок совершил в беспилотном режиме в ноябре 1988 года. В 1990 году работы по программе были приостановлены, а в 1993 году она была окончательно закрыта.
Единственный летавший в космос «Буран» был разрушен в 2002 году при обрушении крыши монтажно-испытательного корпуса на Байконуре, в котором он хранился вместе с готовыми экземплярами ракеты-носителя «Энергия».
