Легендарному отечественному ученому академику Юрию Трутневу в четверг исполняется 90 лет. Он внес решающий вклад в разработку основ современного российского ядерного оружия и достижение стратегического паритета с США.
Юрий Алексеевич Трутнев относится к людям, чьи заслуги перед родиной неоценимы. По понятным причинам, о его работах далеко не всегда можно рассказать широко. Но даже тех его блестящих идей, которые уже известны из открытых публикаций, хватило бы, наверное, не на один десяток специалистов. Здесь не только основная, военная тематика его работы, но и мирные ядерные взрывы, и атомная энергетика.
"Все современное термоядерное оружие связано прежде всего с именем Юрия Трутнева. В нашем ядерном центре в Сарове всегда собирались очень талантливые люди. Среди них были и гении. Так вот Трутнев принадлежит к категории таких гениев",
— рассказал РИА Новости писатель Владимир Губарев, в свое время "открывший" для массового читателя многих ведущих разработчиков отечественного ракетно-ядерного щита.
Для того, чтобы понять исключительность сделанного Трутневым, надо учесть военно-политический контекст, сложившийся при разработке термоядерного оружия в СССР и США к середине 1950-х годов.
Как правило, в рассчитанных на широкую публику статьях на тему советского атомного проекта в качестве единственной значительной его даты называется 29 августа 1949 года, когда на Семипалатинском полигоне успешно взорвали первый отечественный атомный заряд РДС-1, после чего сообщается, что тем самым Советский Союз стал обладателем ядерного оружия.
Но это слишком упрощенный взгляд на историю. Речи о наличии у СССР полноценного ядерного оружия тогда еще не было. Результаты первого советского атомного взрыва означали две другие принципиально важные вещи. Первое: была нарушена монополия США на обладание атомной бомбой. Второе: было доказано, что в Советском Союзе в неимоверно тяжелых условиях первых послевоенных лет, путем колоссального напряжения сил и средств успешно сформировалась научная база для разработки и совершенствования ядерных зарядов и появились основы их промышленного производства.
Главной целью дальнейших работ было достичь паритета с США, не дать американцам нанести односторонний и безнаказанный превентивный ядерный удар по Советскому Союзу, потому что такие планы Вашингтон разрабатывал один за другим во все больших масштабах.
Вот только возможности для паритета в то время не было — слишком велик был разрыв в количестве атомных бомб, имевшихся у СССР и США. Например, в 1950 году у СССР насчитывались их единицы, а у США — несколько сотен. Вдобавок были несопоставимыми возможности средств их доставки. У США в начале 1950-х годов были стратегические бомбардировщики, а у СССР надежных средств доставки ядерного оружия на территорию США еще не имелось.
И главное — в ответ на успешное испытание первого советского атомного заряда президент США Гарри Трумэн в конце января 1950 года объявил о запуске в Америке полномасштабной программы создания термоядерного (водородного) оружия, первые образцы которого превосходили мощностью уже имевшиеся атомные бомбы в тысячу раз.
Таким образом, спустя полгода после испытания в Семипалатинске возникла угроза новой монополии США — на обладание термоядерным оружием. Без создания в СССР аналогичного вида оружия опасность удара со стороны американцев, вероятно, стала бы неотвратимой. Поэтому советское руководство уже в конце февраля 1950 года постановило начать создание отечественного термоядерного оружия.
В США идею "супербомбы" начали обсуждать в конце 1941 года. Работы по изучению возможности создания термоядерного оружия в СССР начались к концу 1945 года, когда из материалов советской разведки и публикаций в американских СМИ стало известно о проведении в Америке работ в этом направлении.
Работы по термоядерной тематике были сосредоточены в первом советском ядерном центре — Конструкторском бюро-11 (КБ-11), расположенном в Сарове (сейчас это входящий в госкорпорацию "Росатом" Российский федеральный ядерный центр — Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики РФЯЦ-ВНИИЭФ). К исследованиям привлекли специалистов институтов Академии наук СССР — Физического института (ФИАН), Института химической физики, Института физических проблем.
Общее руководство разработкой термоядерного заряда, получившего условное название РДС-6 (от "реактивный двигатель специальный"), велось Игорем Курчатовым. Непосредственным руководителем работ, в том числе в конструкторской части, был главный конструктор КБ-11 Юлий Харитон.
Принципиальной особенностью тех работ стало привлечение лучших теоретиков страны — не только физиков, но и математиков. Дело в том, что термоядерные реакции нельзя изучать в лабораторных условиях. Как отмечали сами ученые, работавшие по термоядерной программе, проблемы, которые им приходилось решать, по своей сложности превосходили все научные задачи, с которыми когда-либо сталкивалось человечество.
Поэтому исключительно важным было сначала точно понять физические процессы, протекающие при взрыве водородной бомбы, затем — создать их математические модели (то есть облечь в форму огромного количества уравнений), а затем решить их с помощью расчетных методов (и это при практическом отсутствии тогда в стране необходимой в достаточном количестве мощной электронно-вычислительной техники).
Важнейшим этапом советской термоядерной программы стала разработка и успешное испытание 12 августа 1953 года первого отечественного водородного заряда РДС-6с. В основе бомбы (или, как говорят сами разработчики, изделия) лежал выдвинутый сотрудником ФИАН Андреем Сахаровым оригинальный принцип так называемой "слойки" (отсюда и индекс "с" в РДС-6с) — сферического атомного заряда, окруженного несколькими слоями чередующихся термоядерного "горючего" и урана-238, и "обжатого" сверху химической взрывчаткой.
В конструкции РДС-6с использовалась еще одна блестящая идея, принадлежавшая другому ученому из ФИАН — Виталию Гинзбургу — в "слойке" применялось твердое химическое соединение дейтерид изотопа лития-6, что позволило "нарабатывать" другое термоядерное "горючее" — тритий — непосредственно в процессе взрыва. При этом в РДС-6с определенная доля трития также использовалась изначально.
Наконец, еще одна принципиальная особенность заряда РДС-6с заключалась в том, что его разработали в транспортабельном варианте, пригодном для оснащения самолетов-бомбардировщиков.
Мощность взрыва РДС-6с составила 400 килотонн в тротиловом эквиваленте — в 20 раз больше, чем при взрыве первого советского атомного заряда.
Но снова, как в случае с атомной бомбой, повода для самоуспокоенности ни у советских ученых, ни у военно-политического руководства СССР не было — дело в том, что в США уже начинались испытания термоядерных зарядов мегатонной мощности. Первое такое испытание, условно названное Ivy Mike, состоялось 1 ноября 1952 года на атолле Эниветок в Тихом океане. Мощность взрыва превысила десять мегатонн — это было невиданным рекордом.
Надо отметить, что взорванное тогда американцами термоядерное устройство представляло собой установку размером с двухэтажный дом. Но главной особенностью нового подхода физиков США было то, что эти новые устройства являлись двухступенчатыми — после взрыва атомного заряда в первой ступени "зажигалось" термоядерное "горючее" второй ступени. Это зажигание происходило благодаря радиационной имплозии — очень эффективного способа сжатия термоядерного "горючего" за счет рентгеновского излучения, испускаемого при взрыве первичного атомного заряда. Этого советские ученые тогда еще не знали.
Специалисты в КБ-11 попытались нарастить мощность "слойки", не меняя ее принципиальную конструкцию, но вскоре стало ясно, что до мегатонного уровня поднять такой заряд не удастся.
Кульминация наступила весной 1954 года. Первого марта США испытали на атолле Бикини новое, более мощное (15 мегатонн) устройство и одновременно более компактное термоядерное устройство. Стало понятно, что США вновь угрожающе вышли вперед, найдя способ существенно повысить эффективность конструкции водородных бомб.
И почти сразу в ответ в КБ-11 родилась своя идея, как лучше всего использовать принцип радиационной имплозии. Символично, что прорывной подход предложил именно Юрий Трутнев — представитель молодого поколения физиков, приехавших в Саров.
"Юрий Алексеевич с самых молодых лет имел огромное любопытство ко всему. Это качество, которое должно быть свойственно любому настоящему исследователю. Было видно, что этот человек станет великим ученым. Причем это любопытство сохранилось у него до сих пор",
— сказал в беседе с РИА Новости президент Российской академии наук Александр Сергеев.
"Конечно, то, что Юрий Алексеевич оказался в ядерном комплексе, может быть, имело некоторый элемент случайности. Но эта случайность стала счастливой для нашей страны", — добавил он.
Юрий Трутнев родился в Москве в семье студентов сельскохозяйственной академии. Отец был почвоведом, а мама — домохозяйкой. По окончании учебы родители сначала переехали в Кострому, а потом уже в Ленинград.
Как вспоминает сам ученый, для него главной страстью в школьные годы было чтение, причем большую часть книг составляла научно-популярная литература на самые разные темы — не только по физике, но и по минералогии и палеонтологии. Через какое-то время он начал читать популярные вещи и по совсем новой тогда атомной физике. Но вскоре в жизнь страны ворвалась война.
После снятия блокады Ленинграда в 1944 году семья Трутневых вернулась в Ленинград. Окончив школу, Юрий поступил на химический факультет Ленинградского университета, но через какое-то время понял, что химия — это не его призвание, и перевелся на физфак. Причину перевода сам он объяснил так — мол, химики изучают свойства веществ, "ползая" по поверхности атомов, а ему хочется заниматься именно атомным ядром.
Учился он успешно и обратил на себя внимание тех, кто отбирал молодые кадры для атомного проекта. Юрия Трутнева вызвали в Москву, где предложили заняться "интересной работой" в средней полосе страны. Причем оформление происходило в одном из зданий, принадлежавших Первому главному управлению при Совете министров СССР — "штабу" отечественного атомного проекта. В это здание (наверное, в целях конспирации) надо было проходить через дворницкую.
Точное место, куда предстояло поехать, не сообщалось. Но, как вспоминал Трутнев, уже в самолете, глядя на ландшафт под иллюминаторами, он понял, что летит в Саров. Шел 1951 год.
"Мне удалось предложить способ концентрации энергии рентгеновского излучения в материальном давлении, позволявший эффективно осуществлять радиационную имплозию"
— так коротко много позже весны 1954-го напишет Трутнев о своем открытии, решающем для советской термоядерной программы.
В КБ-11 новый подход восприняли как сенсацию. Стало ясно — ключ к решению проблемы создания мощных водородных зарядов найден. На основе нового принципа разработали термоядерный заряд РДС-37. Расчетная мощность РДС-37 составляла три мегатонны, но Семипалатинский полигон на нее не был рассчитан, поэтому заряд пришлось "уполовинить". Его успешное испытание прошло 6 ноября 1955 года. Итоговая мощность при взрыве составила 1,6 мегатонны. Советский прорыв к полноценному термоядерному оружию состоялся.
Но дальше — больше: в то время как в КБ-11 начали предлагаться новые, но не всегда годящиеся для боевого применения заряды, у Трутнева уже была готова идея более совершенного, более компактного и при этом более мощного заряда, который вошел в историю под индексом 49.
"Особенность нового заряда состояла в том, что при использовании основных принципов РДС-37 в нем удалось существенно уменьшить габаритные параметры за счет нового смелого решения",
— уже в 2000-х годах написал Трутнев. Именно изделие 49, впервые успешно испытанное на Новой Земле 23 февраля 1958 года, было передано на вооружение и стало основой для создания современного ядерного оружия России. За эту работу Юрий Трутнев и его коллега и друг Юрий Бабаев были удостоены Ленинской премии.
Сухие строчки о работах по РДС-37 и проекту 49 — максимум, что можно сообщить о сделанном тогда. До сих пор конкретные данные о тех работах, как принято говорить, относятся к сведениям, составляющим государственную тайну.
Американцы на рубеже 1960-х годов активно проводили испытания своих мощных термоядерных зарядов на фоне возрастающей международной напряженности. Чтобы в какой-то мере компенсировать пока еще сохранявшееся тогда отставание СССР от США в объеме термоядерного арсенала, по идее Трутнева в 1961 году поставили задачу создания сверхбомбы мощностью до 100 мегатонн.
Эта работа прошла очень быстро — до октября 1961 года. Испытание самой мощной в истории водородной бомбы, получивший официальный индекс АН602, а в обиходе названной "Царь-бомбой" и "Кузькиной матерью", успешно прошло на Новой Земле 30 октября 1961 года. В целях безопасности и здесь использовался заряд половинной мощности. Энерговыделение при взрыве составило 58 мегатонн. Взрывная волна трижды обогнула Землю.
Конечно, военного применения такая бомба не имела — ее попросту нельзя было поставить на межконтинентальные ракеты, да и для самолетов-бомбардировщиков она не годилась. Но то испытание имело колоссальный политический результат: стало ясно, что СССР может создавать термоядерные заряды любой мощности. И именно тогда США прекратили гонку за все большей мощностью своих водородных бомб. Тем самым стал очевиден баланс взаимного сдерживания, по существу, до сих пор обеспечивающего мир. А Трутнев в 1962 году был удостоен звания Героя Социалистического Труда.
По инициативе Трутнева и при его личном участии появилось направление создания промышленных зарядов мирного назначения, имевших народно-хозяйственное значение. Особенностью этих зарядов было то, что они практически не загрязняли окружающую среду — выход радиоактивных "осколков" при их взрывах был крайне мал.
Некоторые из этих зарядов были использованы на практике — например, в 1960-х годах для создания в Казахстане искусственного озера Чаган объемом 20 миллионов кубометров. Примечательно, что сам Трутнев потом искупался в этом озере — и совершенно без вреда для здоровья.
У промышленных зарядов нашлись и другие практические применения — например, тушение горящего факела на газовом месторождении.
Огромна заслуга Юрия Трутнева в защите ядерного оружейного комплекса России от развала в начале 1990-х годов.
Сразу после распада СССР в январе 1992 года Трутнев написал доклад президенту Борису Ельцину, в котором обосновал необходимость сохранения России как ядерной державы, для которой ядерное оружие может служить единственным гарантом военной безопасности.
Тот призыв был услышан. Через несколько дней в конце января 1992-го появилось министерство по атомной энергии. Сейчас его правопреемником является Росатом, главный приоритет работы которого — выполнение государственного оборонного заказа и надежное обеспечение ядерного оружейного комплекса.
Юрий Алексеевич Трутнев, занимающий сейчас пост первого научного заместителя саровского ядерного центра, работает над новыми задачами. Летом 2016 года вице-премьер Дмитрий Рогозин приехал в Саров поздравить коллектив РФЯЦ-ВНИИЭФ по случаю 70-летия ядерного центра. Особые слова благодарности Рогозин тогда адресовал Юрию Трутневу.
"Служу России, как раньше служил Советскому Союзу",
— под овации переполненного зала ответил ученый.