Химическая физика, 2021, T. 40, № 10, стр. 3-7

2. ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ И ПРИКЛАДНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Открытия К.И. Щёлкина в области детонации газовых смесей в двигателях [1] были высоко оценены двумя выдающимися участниками Атомного проекта СССР – академиками Ю.Б. Харитоном и Я.Б. Зельдовичем. Приведем две цитаты из высказываний Зельдовича: “Его первые работы поражают до сих пор как предельно прозрачные и классически строгие. Введение проволочной спирали в трубу – простейший прием, показывающий глубину мысли ученого” и “Опыт с шероховатостью трубы показал, что у Щёлкина была настоящая научная смелость, которая необходима, чтобы двигаться вперед, получать выдающиеся результаты” [1]. Последняя цитата свидетельствует о высоком мировом уровне исследований К.И. Щёлкина, поскольку полученные им впервые результаты не укладывались в рамки классической газодинамической одномерной модели Зельдовича, фон Неймана и Деринга (ЗНД) [2]. Более подробно результаты этих исследований изложены в книге [3], где представлено положительное мнение академиков Н.Н. Семёнова и И.В. Курчатова о выдающемся уровне работ К.И. Щёлкина. По их предложению он был включен в основной научно-руководящий состав Атомного проекта СССР. Ранее К.И. Щёлкин, который через 10 дней после начала ВОВ добровольцем ушел на фронт, уже в январе 1942 года был отозван в город Казань, куда был эвакуирован ИХФ АН СССР. В результате напряженной научной работы 12 октября 1946 года состоялась защита его докторской диссертации “Быстрое горение и спиновая детонация газа”. Оппонентами были академики С.А. Христианович, Б.С. Стечкин и Л.Д. Ландау, а на защите присутствовали академики С.И. Вавилов и И.В. Курчатов. Защита диссертации прошла блестяще, и молодой доктор наук в марте 1947 года по предложению Н.Н. Семёнова был включен в Атомный проект. При этом непосредственное научное руководство атомной программой по линии КБ-11 взяли на себя Ю.Б. Харитон и К.И. Щёлкин [1].

29 августа 1949 года было успешно проведено испытание первого советского атомного заряда, где К.И. Щёлкин не только “зарядил” изделие капсулями-электродетонаторами, опломбировал башню, но и замкнул рубильник автоматики подрыва [1]. В результате Л.П. Берия обратился к И.В. Курчатову с вопросом о том, как назвать заряд, до сих пор имеющий только аббревиатуру РДС-1, которая означает “реактивный двигатель специальный”. И.В. Курчатов немедленно ответил: “Имя уже есть. Крестный отец – Щёлкин”. По Щёлкину, аббревиатура РДС означала: “Россия делает сама” [3]. Здесь уместно вспомнить высказывание Нобелевского лауреата академика П.Л. Капицы: “Наша наука никогда не станет ведущей, пока мы сами не научимся оценивать своих ученых” [4].

Наука и технологии СССР во время труднейшего периода восстановления промышленности и народного хозяйства после самой кровопролитной в истории Великой Отечественной Войны опирались на национальные черты характера своего народа для быстрейшего решения проблемы паритета в ядерном вооружении. Этот пример, наряду с успешным покорением космоса, т.е. первыми в мире запусками космического спутника и человека в геокосмос, привел М. Макменамина, редактора американского издания книги В.И. Вернадского “Биосфера”, к знаменательному выводу: “…мы видим … глубокое различие между западной (экстраполяция, предсказания) и российской науками (напористое научное обобщение)”.

Известен объем титанической работы участников Атомного проекта в нашей стране. На основе поступающих разведданных руководитель всего комплекса работ академик И.В. Курчатов организовал тщательную проверку всей поступающей информации, привлекая выдающихся отечественных ученых к теоретическому анализу и проведению расчетов по каждому отдельному достижению за рубежом. При этом наиболее сложными и трудоемкими оказались вопросы технологии и конструирования ядерного оружия. Один из высокоэффективных представителей советской научно-технической разведки, впоследствии доктор физ.-мат. наук А.И. Рылов [5], находился по заданию советского разведывательного командования в рабочем контакте с главой знаменитой Копенгагенской научной школы по атомной физике, Нобелевским лауреатом, физиком-теоретиком Нильсом Бором. Находясь за рубежом, Рылов вспоминал, что Бор сокрушался в связи с невозможностью получения от него ответа на чисто технологические вопросы (например, “…какой толщины и из какого металла должна быть оболочка взрываемой ядерной бомбы” и т.п.). Здесь и понадобились огромные усилия и вклад в реальное создание каждого изделия коллективов, возглавляемых Ю.Б. Харитоном и К.И. Щёлкиным.

Знаменитому советскому физику-теоретику, Нобелевскому лауреату Л.Д. Ландау приписывается следующие мудрое высказывание: “Чтобы решить задачу, нужно знать или почувствовать саму природу ее решения”. Такое знание в технологии конструирования достигалось только при проведении тысяч опытов с выполнением взрывов. Эта ответственная часть работ лежала на плечах нескольких сотен сотрудников коллектива К.И. Щёлкина. Последнее обстоятельство определило истинную суть высказывания И.В. Курчатова о праве К.И. Щёлкина на “крестины” первого отечественного ядерного взрыва изделия РДС-1. Нет сомнения, что достигнутый в Атомном проекте успех был обеспечен огромной работой всего коллектива ученых, служащих и рабочих, задействованных в условиях тяжелейшего быта и небывалой секретности. Под гнетом максимальной личной ответственности и понимания критической срочности выполнения задания своей Родины требовалось восстановить паритетное равновесие в интересах высшей обороноспособности СССР перед США.

Соединенные штаты пользовались тем, что осуществление Манхеттенского атомного проекта было обеспечено не только трудом ученых-эмигрантов практически со всего мира, но и результатами достигнутых атомных наработок в Великобритании. Однако когда пришла пора делиться совместно полученными результатами, руководство США отказалось их передавать. Это привело к задержке появления и первого испытания английской ядерной бомбы вплоть до 1952 года [5].

Пионерская деятельность К.И. Щёлкина в газодинамике реактивных двигателей оказалась исключительно востребованной через несколько лет в другой оборонной тематике – ракетной программе СССР для создания оборонного щита. Об этом принципиально важном направлении, которое, на первый взгляд, напрямую не связано с Атомным проектом, в литературе известно гораздо меньше. Важно подчеркнуть, что именно К.И. Щёлкиным одним из первых были исследованы и описаны процессы пульсаций, возникающих при горении как жидкого, так и твердого топлива в ракетных двигателях. Эти пульсации доставили создателям мощных ракет, как и академику С.П. Королёву, много разочарований, так как могли приводить к разрушению ракет в ходе испытательных пусков. Об этом в 2011 г. А.Л. Михайлов, директор Института физики взрыва РФЯЦ-ВНИИЭФ, писал так: “Именно Кирилл Иванович впервые создал физическую газодинамическую модель процесса перехода горения во взрыв, описываемую сейчас во всех учебниках”. Идея об аналогии горения в детонационной волне и ракетном двигателе была обоснована в работе [6], а критерий появления высокочастотных пульсаций в камере горения выведен в [7].

3. ЛЕНИНГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОПТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИМ. С.И. ВАВИЛОВА

Среди многих отечественных научных учреждений в Советском атомном проекте активно участвовал и главный институт страны по оборонной оптике – Государственный оптический институт им. С.И. Вавилова. В институте проводились натурные спектрохронограммные наблюдения всех атмосферных и высотных (космических) ядерных испытаний. Это позволило в конце 1980-х годов выполнить для ядерных испытаний оборонный заказ по НИР с ТЗ “Фундамент-III” с грифом “Особой важности” для определения физики ЭМИ такого взрыва. Консультантом этой важнейшей оборонной работы был известный теоретик ГОИ из ЛГУ, ученик Героя Социалистического Труда академика В.А. Фока, доктор физико-математических наук А.И. Шерстюк. Именно в ГОИ в физических моделях исследования возмущения ионосферы при высотных ядерных взрывах (ВЯВ) были впервые учтены оже-электроны. Заметим, что такой подход использовался ранее, начиная с 1974 года, в моделях, описывающих воздействия излучения солнечных вспышек [8]. До этих работ эффект Оже при моделировании последствий ВЯВ в верхней атмосфере не учитывался, так же как и при возмущениях ионосферы в периоды солнечных вспышек и полярных сияний [9].

Позже в исследованиях о проявлении последствий ВЯВ в земной ионосфере был учятен и жесткий гамма-всплеск. Более того, в ИХФ РАН было выполнено теоретическое моделирование эмиссионного ионосферного излучения в микроволновом диапазоне спектра с учетом возбуждения ридберговских состояний [10]. В середине 1990-х годов в ГОИ были впервые предложены и выполнены модельные исследования возбуждения ридберговских состояний основных газов в верхней атмосфере под воздействием рентгеновского и крайнего УФ-излучения от солнечных вспышек [11, 12]. В рассмотрение был также включен ведущий механизм такого возбуждения – удар быстрыми ионосферными фотоэлектронами с учетом оже-электронов [13].

Начиная с 1989 г. был проведен подробный анализ всех имеющихся в ГОИ спектрохронограмм ядерных испытаний, что привело к получению новых физических данных [14]. В декабре 1991 года по указанию вице-президента АН СССР академика Е.П. Велихова на семинарах ВНИИТФ (Арзамас-16, ныне – Саров) докладывались результаты этих работ в подразделениях доктора физико-математических наук Ю.А. Романова и впоследствии академика РАН А.И. Павловского. На первом докладе присутствовал главный конструктор ядерных боеголовок С.Г. Кочарянц, дважды Герой Социалистического Труда. Активное участие в работе принимали ведущие ученые ИХФ им. Н.Н. Семёнова РАН А.Д. Марголин и К.Ю. Трошин. Автор книги [3] указал, что К.И. Щёлкин получил три звезды Героя Социалистического Труда по результатам конкретных испытаний первых атомной и водородной бомб в СССР, а также за создание топлив для ракетных двигателей.

4. УРАЛЬСКИЙ ЯДЕРНЫЙ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ЦЕНТР

В условиях прямых военных угроз ядерного потенциала США наша страна решила создать второй Уральский ядерный научно-технический центр – Челябинск-70 (в настоящее время – город Снежинск), территориально удаленный на сотни километров и не связанный с Арзамасом-16. Первым Научным руководителем и Главным конструктором этого нового центра РФЯЦ-ВНИИТФ с 1955 года стал член-корреспондент РАН К.И. Щёлкин. В ходе правительственного совещания по организации этого ядерного центра (НИИ-1011) руководитель СССР Н.С. Хрущёв безапелляционно заявил, что он созвонился с секретарем Челябинского обкома партии и уже обо всем договорился: “…на Челябинском тракторном заводе под новый НИИ будет выделен цех, а в близлежащем районе города Челябинска квартиры для сотрудников”.

В действительности дело обстояло следующим образом: руководители ЧТЗ, стремясь войти в перспективную тематику (щедро финансируемую из центра), были согласны на любые условия ради размещения на своей территории закрытого подразделения. К.И. Щёлкин немедленно возразил, что размещать центр по разработке водородного оружия в большом городе не следует (прежде всего в силу радиоактивной опасности проведения работ). В ответ на такое замечание Н.С. Хрущёв заявил, что все уже решено и дальнейшему обсуждению не подлежит. Это предостережение главного конструктора со всей очевидностью подтвердилось самым трагическим образом. В сентябре 1957 года на уральском объекте “Комбинат № 8” произошла техногенная радиационная катастрофа – выброс облака с большим количеством радиоактивных веществ.

Тогда К.И. Щёлкин проявил беспрецедентную смелость и заявил, что в этих условиях он просит освободить его от обязанностей руководителя нового НИИ. Следом за этим заявлением вся мощь безудержного гнева Н.С. Хрущева обрушилась не только на него, но и на одного из руководителей Минсредмаша Е.П. Славского за плохую работу с кадрами. Покидая зал заседаний, Хрущев, обращаясь к А.И. Микояну, грозно заявил: “Дай ему все, что он просит, а через год я приеду на объект и он у меня ответит за срыв правительственного задания!” По сути это был приговор, который позже был приведен в исполнение. Действительно, приказом по МКМ в августе 1960 года К.И. Щёлкин был снят с должности научного руководителя с формулировкой “по состоянию здоровья” и стал пенсионером в 49 лет! Однако за пять лет К.И. Щёлкин с единомышленниками создали на Урале НИИ-1011 (ВНИИТФ) со штатом в несколько тысяч сотрудников в новом построенном городе Снежинске.

5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В заключение отметим, что такая яркая личность, которая вошла в историю нашей страны, несомненно должна быть охарактеризована с высоких гражданских позиций. Учитывая его могучую деятельность в интересах великого государства, следует отметить три его главных подвига как воина и ученого. В первую очередь, с самого начала Великой отечественной войны СССР с фашистской Германией молодой К.И. Щёлкин, член КПСС с 1940 года немедленно отправился на фронт. Вторым подвигом считается создание ракетно-ядерного щита (1942–1960 гг.) и третьим – борьба К.И. Щёлкина с руководителем страны Н.С. Хрущёвым за город Снежинск и будущее советской атомной отрасли (1955–1968 гг.).

Напоследок представим мнение об этой отрасли изнутри, которое высказано в научно-популярном издании РФЯЦ-ВНИИЭФ [1], где предложено было дать ответ на следующий вопрос: каким образом вокруг имени К.И. Щёлкина на десятилетия сложился ореол не только секретности, но и забвения: “Без преувеличения можно сказать, что вся жизнь Кирилла Ивановича была ярким горением – горением мысли, поиска новых путей в науке и организации важнейших государственных дел, служением Истине. Но судьба отмерила ему несправедливо короткий срок”. Восьмого ноября 1968 г. в возрасте около 57 лет К.И. Щёлкин скончался от очередного сердечного приступа.

Он был похоронен на Новодевичьем кладбище. На черном камне строгого памятника начертаны слова: “Ученый, труженик, солдат”. Эти истинные звания и должности Кирилл Иванович ценил превыше всего. В некрологе, опубликованном в газете “Правда”, впервые была помещена фотография члена-корреспондента РАН К.И. Щёлкина. Однако после этого на славное имя ученого лег негласный запрет. Три юбилейных даты Кирилла Ивановича – 60, 70 и 80 лет со дня рождения в отрасли “удостоили” полным молчанием. Попытки коллег Кирилла Ивановича, прежде всего Н.Н. Семёнова и Ю.А. Романова, почтить его память решительно пресекались. Даже бюст трижды Герою Социалистического Труда К.И. Щёлкину на родине, в Тбилиси, установили лишь в 1982 году, хотя он этой чести по закону должен был удостоиться еще в 1951 году, когда получил вторую медаль “Золотая Звезда” [1]. Столетие Кирилла Ивановича отмечалось в 2011 году на Всероссийской конференции в ИХФ РАН им. Н.Н. Семёнова, посвященной Атомному проекту СССР.