Академик Владимир Фортов говорил о сверхвысоких температурах и давлениях, исчисляемых миллионами градусов и атмосфер, и студенты с восхищением смотрели на него, представляя ученого в виде какого-то волшебника, способного повелевать не только теми природными стихиями, что нам известны, но и принадлежащими иным мирам. Впрочем, они не ошибались…
Читайте также: Чаепития в Академии: Истина прекрасна и в лохмотьях!
— Рекордные температуры и давления были получены учеными Снежинска, что находится от вас неподалеку, — сказал докладчик, и все облегченно вздохнули, понимая, что из фантастического и неведомого мира Владимир Фортов перебросил нас в реальность.
Все происходило в актовом зале Уральского Федерального университета.
Академик неторопливо рассказывал о сложных физических процессах, что происходят при сверхвысоких температурах и таких же давлениях. Он пояснял студентам, что в таких условиях материя ведет себя совсем иначе, чем об этом можно подумать. А тем более представить. Но, к счастью, случаются события во Вселенной, которые убедительно доказывают, что к ним нужно относиться внимательно и не упускать возможности их изучить. Именно такое событие — столкновение кометы Шумейкера-Леви с Юпитером. Именно оно и привело меня в кабинет ученого. Так мы познакомились с Фортовым. Встреча произошла в нелегкие для ученых времена — шли так называемые теперь "лихие 90-е"…
Отечественная наука напоминала очень больного человека, у которого поражено многое: есть и злокачественные опухоли, отказывают те или иные органы, да и организм истощен от долгого недоедания. При всей обреченности больного, тем не менее, есть еще живительные силы, которые могут помочь встать на ноги и начать новую жизнь. Однако процесс выздоровления долог и труден, и связан он прежде всего с ситуацией в экономике России — ведь нищей стране наука не нужна.
Много есть радикальных способов лечения больной науки, да и желающих предложить методы ее лечения — не счесть, да вот, к сожалению, реально никто не занимается ею, а советы, как известно, давать легко. К счастью, из правил всегда есть исключения. И одно из них — Российский фонд фундаментальных исследований. Мне он напоминает "скорую помощь" при нашей науке. Приезжает она к больному, и хотя средств и возможностей немного, опытные врачи совершают невероятное: они поддерживают жизнь больного, предотвращают кризис. Нечто подобное в науке делает и Фонд, который создавал и некоторое время возглавлял Владимир Евгеньевич Фортов.
Фонд на конкурсной основе выделяет ученым средства для продолжения их исследований. Конечно, денег мало, но все же "грант Фонда" помогает выжить. И что главное: значение научной работы определяют не чиновники от науки, а объективная экспертиза. Но подчас не только конкретному ученому требуется помощь. Во время событий на Юпитере могло случиться, что наши астрономы не приняли бы участие в наблюдениях за катастрофой, разразившейся на самой крупной планете нашей Системы. Необходимые средства для обсерваторий выделил опять-таки Фонд фундаментальных исследований, тем самым навсегда вписав себя в историю отечественной науки.
Решение, а, следовательно, и ответственность, принял академик Фортов самостоятельно. На согласования с разными инстанциями времени уже не оставалось. В самом этом факте, на мой взгляд, проявился характер Владимира Евгеньевича — решительность, уверенность, четкая оценка происходящего.
На встрече со студентами он сказал:
— Во время взрыва на Юпитере удалось довольно точно и всестороннее запечатлеть весь этот уникальный процесс. Воспроизвести нечто подобное в земных условиях просто невозможно. Так как наблюдения велись во многих странах, практически во всех крупных обсерваториях, то появилась возможность сравнить результаты, обобщить их.
Наша первая беседа, конечно же, тоже началась с Юпитера. Я спросил ученого:
— Итак, Юпитер. Что там произошло? И почему такой интерес к столкновению с ним кометы Шумейкера-Леви?
— Причин интереса много. В отличие от большинства астрономических явлений оно было предсказано заранее. Обычно в астрономии что-то происходит, а люди лишь наблюдают. А здесь приблизительно за полтора года комета была открыта, и сразу стало ясно, что она ударит по Юпитеру. Второе — это гигантское событие, и энерговыделение при ударе превосходит, к примеру, взрыв всех запасов ядерного оружия на Земле в десятки тысяч раз, точнее — даже в миллионы раз. Поэтому — это катастрофическое явление. Плюс ко всему — о Юпитере мало что известно. Юпитер — крупнейшая планета Солнечной системы, и мало что известно о ее строении, об ее энергетики — она излучает в два раза больше энергии, чем получает от Солнца, хотя параметры таковы, что там термоядерные реакции идти не могут. И так далее.
Но и кометы сами по себе очень интересные объекты. Ядро их удалось увидеть только в 86-м году, когда советский и американский космические аппараты приблизились к ядру кометы Галлея. Все эти особенности и определяют интерес у той космической катастрофе, что произошла на Юпитере. Кстати, это еще одна возможность посмотреть на атмосферу планеты-гиганта, на то "красное пятно", что все наблюдают, но о котором мало известно. Столкновение с кометой дает большую информацию об атмосфере, и надежды ученых оправдались.
— А почему именно вы этим занимаетесь, ведь, казалось бы, ваши личные научные интересы лежат чуть в стороне?
— Всю свою жизнь я занимался сильными взрывами, ударными волнами, плазмой. А когда у вас происходит мощный взрыв, а точнее — их серия: ведь каждый осколок кометы несет колоссальную энергию, — то в природных условиях мы имеем то, что не может получить в лаборатории. Возникает радиоизлучение и оптическое, люди в телескоп видят как раз эти вспышки. У нас был комплекс математических программ, которые позволили нам рассчитать и смоделировать тот удар астероида Альвареса, что случился 65 миллионов лет назад на Земле. Это та самая катастрофа, что привела к гибели динозавров и 80 процентов всего живого на Земле. Эту программу мы применили и к событиям на Юпитере, опубликовали предсказание в журнале "Успехи физических наук", а сейчас имеем возможность сравнить наш прогноз с реальностью. Хвалится неудобно, но тем не менее совпадения большие…
— На мой взгляд, как раз удобно! Иное дело, если бы у прогноза были большие погрешности…
— Длительность вспышки совпала, слабые отражения от спутников Юпитера, так как взрыв своеобразен… Скорость у осколка 65 километров в секунду, он отлетает под углом 45 градусов в атмосфере, а Юпитер в отличие от Земли, Марса и Венеры не имеет плотной поверхности… И происходит следующие: ледяная глыба, диаметр которой порядка километра, входит под углом в атмосферу и, как у космического аппарата при посадке, возникает ударная волна… Однако в отличие от аппарата, размер которого мал, тут возникает иной эффект: давление плазмы, что образуется за ударной волной, постоянно растет, и при определенном режиме ледяную глыбу начинает разламывать на куски. И когда это происходит, то торможение немного усиливается…
Бросите вы камень, он полетит далеко, а горсть песка? И с энергетической точки зрения возникает любопытный эффект: осколок пролетает на какую-то высоту и там взрывается. Это происходит под облаками. И тут рождается интересный эффект: возникает мощная ударная волна, она идет в глубь Юпитера, где давление порядка 40 миллионов атмосфер (по разным данным от 40 до 100 миллионов атмосфер, а температура порядка 20 миллионов градусов), а, следовательно, ударная волна очень быстро затухает… А та часть, что направляется вверх, начинает разгоняться — режим весьма любопытен! — за счет того, что плотность все время падает.
Волна идет, а среда перед ней все меньше и меньше сопротивляется. Итак, от взрыва ударная волна не затухает, а разгоняется — в космос вырывается мощная ударная волна и она начинает светить… На высоте порядка ста километров она разгоняется до скорости 50 километров в секунду. Кусок плазмы выбрасывается в ионосферу Юпитера, а у него мощное магнитное поле, и начинается свечение. Возникает лимб… Как известно, точка удара кометы с невидимой стороны Юпитера… И вот нам надо было предсказать: увидим мы что-то там… В общем, удалось достаточно точно предсказать картину катастрофы…
На лекции академик Фортов демонстрирует студентам фотографии, графики, расчетные данные катастрофы, а затем те выводы, которые сделали астрономы и физики. В частности, он замечает:
— Столь интересный эффект возможно получить и на Земле, но для этого нужно взорвать очень мощный ядерный заряд — более 50 мегатонн…Такой взрыв был осуществлен в 1961-м году, но тогда теория "физики взрыва" еще только создавалась, и задачи изучения лимба не ставились. Иное дело, если бы мы располагали данными с Юпитера… Но эти два события разделяет четверть века. Ну, а сейчас воспроизвести самый мощный в истории человечества взрыв невозможно…
У многих в зале создалось впечатление, будто ученый сожалеет об этом… В это мгновение я понял, что Владимир Фортов — увлекающийся, страстный человек. Впрочем, а разве иным может быть настоящий ученый!?
— События на Юпитере, конечно же, впечатляют…
— Физика там очень интересная…
— Но почему наша наука так поздно подключилась к исследованиям этой катастрофы? Я имею в виду не вас лично и не ваш институт, а астрономов и астрофизиков в целом?
— Не было денег. Фонд в экстренном порядке выделили 50 миллионов рублей. И правильно сделал!… Деньги для такого рода исследований всегда нужны большие. К примеру, чтобы перенастроить телескоп Хаббл, американцам потребовалось 20 миллионов долларов. Это бюджет всей Зеленчукской обсерватории, где расположен крупнейший в стране оптический телескоп и РАТАН-600… Американцы тут же сняли с программ НАСА по полпроцента средств, и переключили их на исследования Юпитера. Они прекрасно понимали важность их именно во время этой уникальной катастрофы.
— У нас ученые тоже понимали. Это чиновникам невдомёк… Хорошо, что вы выручили астрономов…
— Удалось снять Юпитер. В Зеленчук приезжали французы, англичане, немцы — в общем, какая-то научная жизнь во время катастрофы на Юпитере наблюдалась и в наших обсерваториях. Любопытно, что на Западе была проведена большая пропагандистская работа. Привлекались по всему миру любители, они покупали трубы, бинокли, вели наблюдения за Юпитером. И каждый из них сообщает в Планетное общество, что именно он видел. Эта информация собирается из разных стран, а затем распространяется среди членов общества. И я регулярно получаю всю информацию. По ней видно, насколько у людей разных стран в это время поднялся интерес к астрономии, к науке вообще, и они с удовольствием принимают участие в грандиозном всепланетном научном эксперименте.
— А информации из России много?
— Есть, но из обсерваторий. К сожалению, всеобщий интерес обошел нас — и сам по себе этот факт говорит о многом…
Перерыв на кофе. Здесь демократия. К термосам общая очередь — академики и студенты стоят вместе. Впрочем, для докладчика — Фортова — делается исключение: пропускают вне очереди. Он улыбается.
Вдруг выскакивает студентик — неказистый, в очках, видно, что умненький.
— Хотел бы поподробнее узнать о моделировании сверхвысоких давлений, — обращается он к Фортову.
Владимир Евгеньевич отвечает:
— В монографии я рассмотрел эти процессы довольно подробно…
— Вы имеете в виду "Физику взрыва"? — моментально реагирует студент.
Академик удивлен. Потом широко улыбается:
— Конечно…
Он доволен, что его фундаментальный труд известен даже студентов. Значит, не напрасно все…
Наш разговор с академиком Фортовым продолжается. Теперь он о том, о чем на своей лекции ученый не говорил. Но студентам хорошо бы об этом знать.
— У вас в кабинете висит только один портрет — Якова Борисовича Зельдовича — почему?
— Я вырос на его работах, на его книгах. Уникальный человек! Американцы долгое время не верили, что такой ученый реально существует. Думали, коллективный псевдоним. Он был необычайно активен в широком диапазоне интересов, и в моей науке — физике ударных волн, детонации, горении. Он был лидер, далеко обходил американцев. И был засекречен, а потому американцы и считали "Зельдович" — целая команда ученых. Когда он стал доступен, они познакомились с реальным Зельдовичем, то совершенно были потрясены его интеллектом, научной эрудицией. Его работы определили развитие физики ударных волн еще лет на тридцать-пятьдесят. Это был фантастический человек, отрывчатый, веселый, любитель всевозможных розыгрышей.
— И как вы впервые с ним увиделись?
— Весьма своеобразно. Я был студентов. В физтехе… Кстати, у меня там кафедра. И что удивительно: потрясающие ребята попадаются — они делают дипломные работы, которые на уровне докторских диссертаций. Причем без скидок… Но о физтехе разговор другой… Так вот, сделал я одну работу в "ящике". Однако у меня не было московской прописки — сам я из Ногинска, и из "ящика" меня пытались взять в Москву. Было написано, как положено, несколько бумаг, но результата никакого… Обычные резолюции: "возможностей нет", "отказать", и мы с женой уже взяли билеты во Владивосток, чтобы работать там. А в это время проходил симпозиум по горению в Ленинграде. Я только- только защитил кандидатскую — 23 года было. И там я доложил о своей работе, начатой еще студентом. Но, какой-то дядька лысый довольно нахально меня перебивает все время, и я отвечал не очень тактично — это я сейчас хорошо понимаю…
Потом "дядька" подходит ко мне, задает вопросы. Разговорились… Он начал советовать попробовать одно, другое… Но я отвечаю, что этой проблемой заниматься не буду, а уезжаю на Дальний Восток, чтобы попробовать с кибернетикой такой был профиль тамошнего института. "Дядька" тут же выяснил причины — и главное отсутствие прописки. Он узнал, что я из Ногинска, а Черноголовка там рядом… "Дядька" подвел меня к Семенову… Мне дали сразу квартиру в Черноголовке — это была двухкомнатная с проходной комнатой. Уже потом, когда я стал заведующим лабораторией и членом-корреспондентом АН СССР, я предложил эту квартиру своему механику, но он с негодованием отказался. Чему, кстати, я очень удивился…
Вот так благодаря Якову Борисовичу Зельдовичу — "дядьке" — я попал в Черноголовку, где работаю до сегодняшнего дня. Всегда, когда нужно было помогать людям, по науке или нет, Зельдович это делал. След в жизни он оставил очень яркий, и сейчас его очень не хватает в науке о горении и взрыве. Сегодня такого масштаба ученого нет.
— Это уже было после Арзамаса-16, после атомной проблемы?
— Да, он работал в Химфизике и Институте космических исследований, а жил неподалеку — на Воробьевых горах. Этот человек определял лицо нашей науки… Извините, за это "лирическое отступление", но мне хотелось бы подчеркнуть значение Зельдовича. Вот сейчас решается проблема использования лазера для получения сверхвысоких температур. Когда только появились лазеры, он сказал: надо заниматься ими и ударными волнами, мол, бросьте все остальное… И тут же обронил фразу: "используйте рентгеновское излучение!" Прошло лет пятнадцать, и сегодня именно это направление наиболее перспективно. Не буду вдаваться в детали, но всего одна фраза Зельдовича — и сегодня это большое направление в науке… Он, конечно, гений!
— А вы все время в Черноголовке?
— Да, научный центр теперь расширился, стал известным, а раньше был закрытый город. Здесь прекрасная библиотека, хорошие условия для работы. Всегда была великолепная атмосфера. Достаточно сказать, что до сорока лет у меня не было выходных, но никто не принуждал работать в субботу и воскресенье — сами шли!… Помню, гуляли мы с Николаем Николаевичем Семеновым, что-то обсуждали. Это было поздно вечером, а окна в институте горят во всех лабораториях. И Семенов начал комментировать: "Вот в этой лаборатории хорошо работают…", и тут же называл фамилию сотрудника. Не тратили время на добывание приборов, денег и всего остального, что отнимает очень много сил, а эффект невелик…
Тут приезжал коллега из Америки из Лос-Аламоса — у нас с ним шло негласное соревнование, он занимался тем же, чем я. Он расспрашивал, как работаю, что делаю каждый день. И он вдруг сказал, что с удовольствием поработал бы у нас младшим научным сотрудником, потому что в Америке у него пятьдесят процентов времени уходит на пробивание разных программ, на добывание денег. А у нас в те времена такой бюрократии не было: надо было иметь нормальную идею и с ней выйти на шефа. Если идея принималась, то все остальное шло автоматически — и приборы, и деньги. Наука была так организована, что все "лишнее" шло мимо нас…
Артшуллер, который поработал в Арзамасе-16, говорил о тех временах, что это был "золотой век физики". И тогда за очень короткое время в физике было сделано столь много, что сегодня это кажется невероятным.
— Что вынуждает сегодня половину времени тратить на оргработу?
— "Перестройка". Сейчас даже ведущие научные центры, я уже не говорю о периферийных, сидят без денег. По моим расчетам выделение средств на фундаментальные исследования сократилось в 30-50 раз. Мне кажется, что руководство страны должно серьезно задуматься о судьбе науки в России. У меня есть модель на этот случай. Один из тезисов заключается в том, что мы неправильно понимаем западную демократию и рынок как таковой. Есть, к примеру, Япония. Без ресурсов — и с перенаселением — процветающая страна. Есть демократия, где есть ресурсы и люди — нищета. Значит, есть еще "что-то", без чего нельзя добиться процветания в стране. На мой взгляд, это государственность. Она устраивается таким образом, чтобы было невыгодно воровать, опасно убивать, но очень выгодно работать хорошо. Но это особый разговор… Демократия — это жесткость государства. Кажется, Рассел говорить, что человек ошибается дважды: первый раз он действительно ошибается, а второй — когда думает, что делает правильно.
— Ученый должен быть богатым человеком?
— Это невозможно, потому что ученые всегда относятся к среднему классу. У меня много знакомых на Западе, очень крупные ученые, но никто из них не ездит на "Мерседесе". Они не купаются в роскоши… Если вы возьмете сейчас у нас одиннадцать основных профессий в стране, то ученый будет на десятом месте по оплате. Но его квалификация, ответственность, затраты энергии и сил на образование — несоизмеримо больше, чем у других. Но это обществом не оценивается, а потому сейчас просто повальное бегство за границу. Внешне, может быть, это и не видно — по газетам, по телевидению, но поверьте: это так! Из двенадцати человек — математиков, которые закончили университет, — осталось двое, остальные уехали. И понять их можно.
Не только платят мало, но и квартиру не получишь, да и в лабораториях самого необходимого нет. Молодые лишаются будущего… Меня в свое время поразил один факт. 1942-й год. Сталинградская битва, а библиотека Академии наук вписывает иностранные журналы за валюту! Можно туда прийти и посмотреть подшивки тех лет. Вы получите не ксерокс, а оригинал самого престижного журнала на мелованной бумаге… Что у нас сегодня Сталинградская битва, что ли!?. Я мог бы все понять, если бы от сокращений финансирования науки была бы польза экономике. Но ведь речь идет об одном или двух процентов от национального дохода — копейки по сути! Не понимаю… А наука — это основа техники. Если не понимаем происходящего в лабораториях Запада, то тут же теряем рынок, производство, конкурентоспособность… Кстати, на науку тратилось у нас средств в десять раз меньше, чем в Америке.
— А сейчас?
— В тысячи раз!… И дело не только в деньгах, разрушается инфраструктура науки, что очень опасно.
— Пессимистичная картина получается!
— Нельзя закрывать глаза на реальные события. Иллюзии недопустимы в науке, да и в обществе тоже. Если мы желаем что-то предпринимать, то надо действовать в жизни, а не на бумаге и в мечтах.
— На чем держится наука сегодня?
— На голом интересе и инерции. На чем еще? Я приезжаю на международную конференцию и делаю доклад на английском языке. Рядом стоит переводчица — так она получает денег в пять раз больше меня. Лучше идти в переводчики, чем в ученые, не так ли? Так что работать сегодня в науке никакого "экономического интереса" нет, только энтузиазм.
— И тем не менее?
— Есть большая наука! По известному образному выражению, фундаментальная наука — та самая яблоня, которая дает яблоки. А мы почему-то заняты лишь изготовлением тары для них, будто главный лозунг и смысл нашего времени воплотился во фразу: "Реализация со склада в Москве". Общество должно понимать, что в России остается еще "островок науки" — Это Академия наук, где есть еще квалифицированные специалисты, которые не хотят уезжать, а рвутся работать, где еще сохранились силы, чтобы вести фундаментальные исследования. И нужно не перекраивать этот "островок разума", а беречь его и расширять.
И вместо послесловия: возвращение в космос
В "плохой" науке результаты измеряются тоннами, мол, смотрите, какие мы умельцы, если смогли вывести на околоземные орбиты столь большое количество металла, пластика и электроники. Бесспорно, цифры всегда поражают наше воображение, но, к сожалению, вскоре наступает разочарование, так как за ними чаще всего скрывается интеллектуальное бессилие.
Подлинная наука начинается тихо, без рекламы, с сомнений и поисков. Именно она позже оправдывает и покрывает все, что с такой помпой провозглашалось. Это как фасад здания. Все восторгаются талантом архитектора, но мало кто вспоминает, что здание стоит на фундаменте, и в искусство зодчего — мастерство строителя.
В аналогичной ситуации сейчас находится Международная Космическая Станция.
Ее запуск, начало монтажа американских и российских сегментов, полеты первых экспедиций, доставка на орбиту сверхоригинального оборудования, — все это, конечно же, вызывает чувство гордости у нас, землян, мол, вот какие мы могучие! Но если внимательно присмотреться к происходящему, то невольно возникает вопросы: "А зачем все это? Какие научные проблемы решают космонавты и астронавты там? Оправдаются ли те миллиарды долларов, что так щедро тратятся на космических орбитах?" И нет ответов… Есть только обещания, что лет через пять-шесть (к тому времени монтажные работы будут завершены) начнутся полномасштабные научные исследования. Итак, ждать и надеяться?
Престиж Международной Космической Станции сегодня спасают российские ученые и космонавты. Именно они доказывают, что полет МКС не только нужен современной науке, но и без негоона не сможет успешно развиваться. В науке есть эксперименты, которые просты и элегантны, а потому чаще всего с них и начинается тот поиск, что приводит к открытиям. Наиболее известный, уже хрестоматийный пример — это яблоко и лоб Ньютона. Именно падение созревшего фрукта и помогло открыть закон всемирного тяготения. Главное, в нужное время оказаться в нужном месте, что и случилось с ученым. Аналогичная ситуация произошла и с академиком В. Е. Фортовым и его группой. В Институте теплофизики экстремальных состояний РАН совместно с немецким Институтом внеземной физики Общества Макса Планка был подготовлен "Плазменный кристалл" для МКС, и он стал первым успешным физическим экспериментом, который выполнил экипаж МКС. Первая страница научной жизни МКС (надеюсь, она будет многотомной!) — уже само по себе событие с истории науки знаменательное, а если к этому добавить, что за "Плазменным кристаллом" скрывается новое направление в науке, то его значение многократно возрастает.
Об этом и зашел у нас разговор с академиком В. Фортовым, который является не только научным руководителем этого эксперимента (вместе с двумя профессорами — А. Нефедовым из России и Г. Морфиллом из Германии), но и инициатором этого необычного эксперимента. Памятуя о пристрастии нашего известного ученого ко всякого рода необычным явлениям, я начал разговор с Владимиром Евгеньевичем издалека:
— Почему так получается: как только происходит нечто странное, непонятное или сверхестесственное, ну, к примеру, падение астероида на Юпитер, то сразу же звучит фамилия "Фортов"? Причем не имеет значения где происходят эти явления — во Вселенной или в физической лаборатории…
— Это воспринимать как комплимент или как осуждение?
— Просто констатирую факт… Хотелось бы понять суть.
— На самом деле все очень просто: меня интересуют необычные, но красивые физические идеи и явления. Если говорить конкретно, то к ним относится и тот эксперимент, который был проведен на борту Международной Космической Станции.
— В чем суть его?
— Существует иерархия состояния вещества. Вот твердое тело. Начинаем его греть, оно плавится, затем жидкость испаряется…
— Классика: твердое состояние, жидкое, газообразное. Школьный учебник по физике?
— Так и есть… А затем мы начинаем полученный газ греть дальше — получается плазма. То есть четвертое состояние вещества. В этой иерархической лестнице плазма — самое неупорядочное состояние. Если, к примеру, тот же кристалл — это весьма стройная система. Там есть решетка, атомы находятся в строго определенном месте, существуют прочные связи и так далее, то в плазме все как раз наоборот: движение хаотическое, частицы летят стремительно.
— Значит, вас в первую очередь интересуют те состояния, где отсутствует порядок?
— Хаос — это не демократия, а порядок вовсе не означает тоталитаризм! Кстати, плазма нестабильна, там постоянно возникают какие-то силы… Однако если ты доведешь плазму до определенного состояния, когда энергия взаимодействия между частицами будет сравнима с кинетической, то плазма может вновь возвратиться в кристаллическое состояние!
… Некоторые физические явления поначалу очень трудно не только объяснить, но и понять, а потому приходится принимать на веру. Но разве укладывается в твоем представлении, что полученный из льда, а затем и воды, пар сразу же превращается снова в лед!? Нет, такое и представить невозможно! Однако, как и все в этом мире, круг тем не менее замыкается…
— Все происходит странным образом, — продолжает академик Фортов, — но тем не менее это происходит. И естественно, на такое явление обратили внимание классик науки. Был такой Винер, он посчитал свободную энергию частиц, и именно он подсказал всем нам, что у плазмы появляется стремление перейти от хаотического движения к упорядочному. Причем это она делает по собственной воле, а не по принуждению. Она и получила название "неидеальной плазмы".
Казалось бы, все должно быть иначе. Если плазма сама по себе старается " привести себя в порядок", то ее следовало назвать "идеальной". Думаю, особых доказательств не нужно. Достаточно понаблюдать за женщиной, собирающейся в театр или в гости. Но у физиков своя логика: чем больше вещество или явление "уходит" от стандартности, тем больше оно привлекает их внимание. Название "неидеальная плазма" сразу же притягивает их. Впрочем, их логика понятна: мужское внимание всегда привлекает или очень красивая женщина, или напротив — не очень, в общем — не стандартная.
Из памятки для космонавтов МКС: "Пылевой плазмой называется низкотемпературная плазма, в которой помимо электронов, ионов и нейтронов присутствуют сильно заряженные частицы микронных размеров. Наличие таких частиц в плазме приводит к ряду качественно новых, еще неисследованных эффектов. Одним из них является возникновение упорядоченных структур из заряженных пылевых частиц — "плазменной жидкости" и "плазменного кристалла". Формирование этих структур вызвано наличием сильного кулоновского межчастичного взаимодействия. В отличие от обычного кристалла, плазменный кристалл можно наблюдать даже невооруженным глазом".
А академик Фортов продолжает:
— 98 процентов всей материи в природе существует в сильно сжатом плазменном состоянии. Чтобы получить такое состояние, нужны сильные давления — миллионы и миллиарды атмосфер, — и высокие температуры. Процессы идут мгновенные доли секунды, и их нужно измерять с помощью разных методов. Это умеют делать немногие, в первую очередь, мы и американцы. Те, кто делал ядерное оружие. Это физика высоких плотностей энергии. Сначала материю нужно сильно сжать, а затем она начинает разлетаться. Один из вариантов этого процесса — ядерный взрыв. Так вот… Совсем недавно, буквально в последние годы люди обратили внимание, что совсем необязательно имитировать те процессы, что идут в звездах, то есть добиться сверхвысоких давлений и температур. Можно сделать совсем по- другому, по-хитрому… А получается очень красивая вещь!
— Может быть, это красиво, но пока совсем непонятно, что вы имеете в виду!
— Если у меня есть плазма — стандартная, кондовая, обыкновенная, к примеру, как той же лампе дневного света, и в нее насыплю пыли, то каждая пылинка зарядится до потенциала один-два электрон-вольта. Пылинки начнут взаимодействовать… и я получаю в лабораторных условиях те самые процессы, что идут в звездах.
-Но в ничтожных количествах!?
— И вот тут-то и начинается самое интересное! Я беру обыкновенную лампу дневного света (огрубляю, конечно), заставляю ее гореть неравномерно и сыплю туда порошок, и таким образом я получаю неидеальную плазму. То, что в ней происходит, я могу видеть своими глазами: я наблюдаю ударные волны, изменения типа решетки…
— Стоп! Было же заявлено физиками, что есть процессы, которые невозможно смоделировать. В частности, речь шла и о некоторых состояниях плазмы. Вы утверждаете, что это была ошибка?
— Я не утверждаю, а демонстрирую очень многие физические явления…
Из памятки для космонавтов МКС: " Выполненные эксперименты показали, что такого рода необычные плазменные образования возникают в разнообразных условиях: в высокочастотных электрических разрядах и тлеющих разрядах постоянного тока, при горении газообразных и твердых топлив, под действием ультрафиолетового облучения и в результате радиоактивного распада".
— Почему потребовались эксперименты в космосе?
— Частички достаточно тяжелые, и поэтому гравитация дает возможность получить только один-два слоя, — отвечает ученый, — а в космосе получаешь трехмерную структуру.
— Как же удалось пробиться на орбиту? Говорят, что слишком много желающих, да и у большинства денег нет. А потому предпочтение отдается иностранцам… На этот раз они помогли?
— Правду сказать? Хорошо… Главную роль сыграло мое прошлое… Откуда я взялся? Из родного военно-промышленного комплекса. Я работал во НИИ тепловых процессов. А теперь все мои друзья стоят во главе космических программ, и конечно же, старые связи помогли… Но тем не менее в космос не смог бы пробиться, если бы работа того не стоила. Вместе с немцами сделали установку, весит она немного, а потому привлекательна для любых космических деятелей. Вроде бы забот немного, а есть возможность им говорить, что большой наукой занимаются. Так что интересы многих людей и организаций совпали, что и помогло выйти нам на орбиты. Сначала два эксперимента провели на "Мире"…
Из памятки для космонавтов МКС: "Основным элементом установки "Плазменный кристалл-3" является экспериментальная вакуумная камера, в которой создается плазма высокочастотного тлеющего разряда, и вводятся пылевые частицы микронных размеров. Наблюдение за поведением ансамбля заряженных частиц производится с помощью полупроводниковых лазеров и видеокамер. Вся экспериментальнаяаппаратураразмещена внутри герметичного защитного контейнера".
Американцы очень удивились, когда узнали, что у русских, в их модуле находится столь уникальная исследовательская установка. Они знали о ее существовании, более того — астронавты знакомились с "Кристаллом", но начать работать с ним они предполагали лет через пять, то есть когда закончится сборка МКС. А пока основное внимание в подготовке астронавтов уделяется монтажным работам.
Надо отдать должное Сергею Крикалеву — одному из самых опытных космонавтов не только России, но и США. Он летал как в составе наших экипажей, так и американских. У Сергея особое пристрастие к научным экспериментам, он понимает, что именно они лежат в основе космонавтики, ради них он выбрал себе такую профессию. Его энтузиазм и энергия сыграли, пожалуй, главную роль в успехе "Плазменного кристалла". Но и помощник у него бы, кстати, весьма надежный: Юрий Гидзенко безупречно работал как во время наземных тренировок, так и на орбите. Командир же первой длительной экспедиции на МКС Уильям Шеппард, хоть и прошел весь цикл подготовки по этой программе, все-таки остался не ней равнодушен: как истинного космического командира его в первую очередь волновала техника и хорошее настроение экипажа. И то и другое было в норме, а потому Шеппард поощрял увлечение "Кристаллом" своих товарищей по экспедиции.
Результаты превзошли все ожидания и вызвали сенсацию среди физиков! Сторонников у полета МКС стало гораздо больше, особенно в Германии. Там совместный российско-германский эксперимент вызвал такой энтузиазм, будто случилось нечто сверхъестественное. А может быть, так и есть?
И вновь комментарий академика Владимира Фортова:
— Первое: перед такими ребятами, как наши космонавты, я просто снимаю шляпу. Думаю, что они вполне могли бы защитить диссертацию по этой работе — ведь они дали толчок новому направлению…
— Я слышал, что эта идея стоит миллиард долларов?
— Да, слухи в наше время разносятся очень быстро!
— И у них есть основания?
Фортов смеется. Но потом говорит уже вполне серьезно:
— Скрывать не буду: действительно, речь сегодня идет о миллиарде долларов. Во столько оценивается то, что мы предполагаем создать. Это прежде всего совместный Российско-Германский научно-исследовательский институт, в котором будут вестись работы по физике плазмы. Я являюсь членом Германской академии, Г. Морфилл — член нашей Академии. Что плохого, если два академика создадут один институт, чтобы вместе работать? На мой взгляд, такая идея полностью соответствует нынешнему представлению о кооперации науки. Исследования, в частности, будут проходить и на борту МКС. Одновременно мы создадим виртуальную космическую лабораторию.
Мы разослали предложения по всем странам мира, смысл которых очень прост: у нас есть на борту МКС установки, и мы готовы предоставить их для тех или иных проектов. Эксперты оценивают конкретные предложения, лучшие из них отбираются. Финансировать эти работы готово Европейское космическое агентство… Так что идеи есть, и своими первыми работами на борту МКС мы доказали, что можем их осуществлять на самом высоком научном уровне. Так что информация об упадке науки России еще весьма преждевременна…
Из памятки для космонавтов МКС: "Эксперименты с плазменным кристаллом имею важное значение для исследования конденсированного и плазменного состояния вещества, физики кристаллов, моделирования самоорганизации пылегазовых облаков в космосе, для современных плазменных технологий, получения материалов с заданными свойствами, для микроэлектронных технологий и иных приложений".
Вчера пришло сообщение о подготовке к старту на МКС нового экипажа. Космонавты пробудут на орбите всего несколько дней: они оставят свой корабль на станции, а тот "Союз", что служит сейчас "спасательной шлюпкой", вернут на Землю — его гарантийный ресурс заканчивается. Короткий полет у нового экипажа, но тем не менее в его программе значится и новый эксперимент на установке "Плазменный кристалл", а это значит, что результаты прошлых исследований уже обработаны, они успешны, а следовательно, нужно идти дальше.
Читайте все публикации в серии "Чаепития в Академии"
Читайте самое интересное в рубрике "Наука и техника"