От роторов шифровальной машины “Энигма” до квантовых вычислений: история шифрования

Роторы «Энигмы» имели 26 положений — по числу букв латинского алфавита. Три ротора, каждый с уникальной проводкой контактов и различной скоростью вращения, к примеру, третий ротор после каждого хода (закодированной буквы) проворачивался сразу на 2 шага вперед. Вместо простой одноалфавитной замены А→В шифр «Энигмы» выглядел бессмысленным набором букв, где одна буква шифротекста могла означать разные буквы настоящего текста. Первый раз «А» могла кодироваться, как «Т», в следующий раз машина заменяла «А» на «E» и т. д. Для чтения такого сообщения принимающая сторона должна была установить роторы в такое же начальное положение. Начальное положение роторов (ключ дня, к примеру QSY) являлся секретом, известным только немецким операторам «Энигмы». Тем, кто не имел ключа, но хотел прочесть сообщения, требовалось перебирать все возможные комбинации. Таких комбинаций набиралось 263 = 17576. При должном усердии и мотивации группа дешифровщиков могла перебрать и найти нужный ключ всего сутки.

Читать далее

КНР запускает ракету-носитель “Чанчжэн 5B” с базовым модулем “Тяньхэ” будущей национальной орбитальной станции

На конец этой недели в Китае намечен старт ракеты-носителя «Чанчжэн 5B», которая должна вывести на околоземную орбиту первый 22-тонный блок будущей Китайской космической станции — ее базового модуля «Тяньхэ». Ракета-носитель стартует с космодрома Вэньчан на острове Хайнань, старт предварительно назначен на пятницу 29 апреля. «Чанчжэн 5B» («Великий поход 5B», англ. Long March 5B), должен вывести на околоземную орбиту первый 22-тонный блок будущей Китайской космической станции (ККС) — ее базового модуля «Тяньхэ» («Гармония небес»). Как отмечается в анонсе журнала Scientific American, «с тех пор как Советский Союз запустил свою первую космическую станцию «Салют-1» 50 лет назад, космонавты использовали в общей сложности 11 таких «жилых объектов» на околоземной орбите. И Китай скоро добавит еще один — 12-й — комплекс к этому солидному списку». Следующим этапом должен стать запуск космического корабля «Шэньчжоу-12» с экипажем, анонсированный на июнь. Предполагается, что тайконавты будут находиться на орбите около трех месяцев, в течение которых будут проведены контрольные испытания системы регенеративного жизнеобеспечения станции и ее обслуживания.

Читать далее

В США стартовал проект Hydrogen Shot по снижению стоимости водорода на 80% по сравнению с текущим уровнем

Иллюстрация: h2-view.com. Мировая схватка за удешевление производства экологически чистого водорода продолжается. На этой неделе свой «водородный выстрел» сделали США, объявив о старте одноименной долгосрочной инициативы. Эксперты пока расходятся в точном прогнозе относительно окончательной победы чистого водорода, но ставки неуклонно растут. В качестве генеральной задачи проекта Hydrogen Shot заявлено снижение в течение ближайшего десятилетия стоимости водорода примерно на 80% по сравнению с текущим средним уровнем. В понедельник 7 июня министерство энергетики США (Department of Energy, DOE) представило первую итерацию своей новой долгосрочной инициативы Energy Earthshots — Hydrogen Shot («Водородный выстрел»). Сразу же уточним, что в буквальном переводе название комплексной инновационной программы Energy Earthshots звучит несколько странно: «Энергетические выстрелы в Землю / по Земле», — но фактически здесь обыгрывается известный термин moonshot, «лунный выстрел»,

Читать далее

Как создать движение выше скорости звука: рассказ о сопле Лаваля

На фото: Запуск ракеты-носителя Протон-М со спутником «Электрон-Л» с космодрома Байконур 24 декабря 2019 г. Фото: Роскосмос. Грохот уходящих в космос ракет, гигантские столбы огня, колоссальная сила, превосходящая силу тяжести. Форсажный рев боевых самолетов. Самое громкое и мощное силовое устройство человека. Все это — канал особой формы и особых свойств, радикально изменивший человечество. В чем его суть и как происходит трудное рождение сверхзвука — читайте в нашем материале. Когда человек впервые использовал сопло? Уже в I веке Герон Александрийский предложил реактивное сопло для своего «эолипила». В нем два разнонаправленных паровых сопла вращали полый металлический шар реактивной силой. Спустя 1200 лет в Китае делали пороховые ракеты — для фейерверков и боевые, — освоив реактивное движение на практике. В Средние века боевые ракеты стали летать в Европе. В российской армии ХIX века ракетное оружие выросло до регулярных пеших и конных ракетных команд, запускавших ракеты со специальных пусковых станков; массовых ракет на флоте, больших ракетных заводов типа крупнейшего в Европе завода в Николаеве.

Читать далее

История создания советского циклотрона: у истоков ядерной программы великой страны советов

22 июня 1941 года главная советская газета «Правда» вышла с материалом о завершении в Ленинграде строительства самого крупного в Европе циклотрона — установки для циклического ускорения заряженных частиц в магнитном поле. Но в этот день началась война, новость тут же потеряла свое значение, а работы советских ученых по изучению атомной энергии существенно затормозились. В глубине территории Физтеха им. А. Ф. Иоффе на севере Петербурга есть здание с куполом. С улицы его не разглядеть. В Музее истории Физтеха хранятся материалы, связанные с созданием уникальной научной установки: фотографии, документы и пожелтевшая вырезка из «Правды» с репортажем о циклотроне от 22 июня 1941 года. В музей этот попасть непросто, строгий пропускной режим распространяется и на экспозицию. Но тем, кто оказался в числе счастливчиков, создатель и директор музея Рената Федоровна Витман рассказывает полную и веселых, и трагических поворотов историю создания циклотрона.

Читать далее

Старые и новые задачи Ту-214ОН: эксплуатация после завершения договора об открытом небе

На фото: Ту-214ОН б/н 64525 – второй самолет этого типа. Фото Wikimedia Commons. Для выполнения наблюдательных полетов в рамках Договора по открытому небу (ДОН) в нашей стране был создан немногочисленный парк специально оборудованных самолетов. Самыми новыми образцами такого рода были две машины Ту-214ОН, построенные в 2011-13 гг. В связи с выходом России из ДОН дальнейшая судьба самолетов наблюдения могла оказаться под вопросом, но им уже нашли новую роль. К началу десятых годов российский авиационный отряд для выполнения полетов по ДОН включал относительно старые самолеты Ту-154М ЛК-1 и Ан-30Б с аэрофотоаппаратами и некоторой другой аппаратурой. В двухтысячных годах стартовала разработка нового самолета с более совершенными средствами наблюдения. В качестве основы для него взяли лайнер Ту-214, а концерну «Вега» поручили разработку «Авиационной системы наблюдения «Открытое небо» (АСН ОН). Также известно обозначение «Бортовой комплекс аппаратуры наблюдения» (БКАН).

Читать далее

Ближайшее будущее проекта создания малого многоцелевого самолета ЛМС-901 “Байкал”

На протяжении нескольких десятилетий обсуждается вопрос создания замены для многоцелевых самолетов Ан-2 – давно снятых с производства и устаревших. Предлагалось несколько разных проектов, но ни один из них пока не продвинулся дальше летных испытаний. Прямо сейчас разрабатывается очередной самолет этого класса, на который возлагаются большие надежды. Первый опытный ЛМС-901 «Байкал» должен совершить первый полет уже в этом году, а через несколько лет ожидается старт серии. Последняя неудачная попытка создания замены для Ан-2 имела место всего несколько лет назад. В течение длительного времени Сибирский научно-исследовательский институт авиации им. С.А. Чаплыгина (СибНИА) разрабатывал разные варианты ремоторизации и радикальной модернизации старого самолета. Последним в этой серии стал проект ТВС-2ДТС, созданный при поддержке министерства промышленности и торговли. На ТВС-2ДТС возлагались большие надежды, составлялись планы по запуску серии. Однако летом 2019 г.

Читать далее

История создания машин на паровой тяге. Часть 2

На заре XVIII века Томас Ньюкомен придумал первую полезную паровую машину, которая занималась откачкой воды из шахт. Его машина конденсировала пар, получая энергию из веса воздуха. Её действие было основано на научных знаниях, полученных Торричелли, Паскалем, фон Герике и другими в предыдущем столетии. Так наука о давлении завершила полный круг – вопросы, поставленные при создании шахтных насосов, после их решения помогли разработать улучшенный насос. В данной истории мы ещё не раз увидим это взаимное переплетение полезных механизмов и философских вопросов. Однако инженерная мысль, шедшая от Торричелли до Ньюкомена, двигалась не прямыми путями. Впрыск горячего пара из внешнего котла для организации движения поршня был совершенно неочевидным способом эксплуатации веса воздуха. Сначала изобретатели испробовали более простой подход – сжигать топливо в самом поршне. В 1661 году Отто фон Герике придумал первый насос обратного всасывания, который поднимал поршнем груз за счёт того, что из-под него откачивали воздух.

Читать далее

История создания машин на паровой тяге. Часть 1

На иллюстрации: President Ulysses Grant and Emperor Pedro II of Brazil, starting the Corliss steam engine in the Machinery Hall, the American Centennial Exhibition, Philadelphia, United States of America. В центре двора университета Райса, где проходил обучение автор этих строк, на постаменте находятся три огромных гранитных плиты, расположенные вертикально, горизонтально и под углом 45° к горизонту. При этом менее заметной, но более значимой для моего юного впечатлительного сознания оказалась другая скульптура, “Энергия“, расположенная в северной части двора, рядом с фасадом лаборатории Аберкромби. На ней изображён рельеф бородатой библейской фигуры, одетой в набедренную повязку, которая левой рукой забирает у Солнца лучи, а правой мечет их на Землю. Скульптура прославляет инженеров. Действительно, практически вся энергия, которую использует человечество, происходит от Солнца, в том или ином виде. Это откровение поразило меня, когда я был студентом. Частичным исключением можно считать лишь ядерную и геотермальную энергии, поскольку они происходят от давно умерших солнц, а не от нашего текущего. В XVIII веке основным источником энергии, не происходившей от мускульной силы животных, в Европейском сообществе была падающая вода. Тепло Солнца поднимало её ввысь, превращая в облака, после чего она спускалась обратно на Землю в виде дождя.

Читать далее