Героический период работы Объекта
Героический период работы Объекта
Период работы Объекта до середины 50-х годов Сахаров в своих воспоминаниях назвал «героическим», взяв это слово в кавычки. Воспоминания он писал в горьковской ссылке в 80-е годы, а за тридцать лет до того кавычки вряд ли бы ему понадобились. В тот период он получил две из трех своих звезд Героя Социалистического Труда. Этот труд столь поглощал его, что мешал видеть происходившее в стране за пределами его письменного стола. Сахаров смотрел на мир через призму своего дела. Призма, как известно, разлагает полный свет на спектральные составляющие, а когда слишком пристально разглядываешь одну из спектральных линий, немудрено упустить то, что происходит в других участках спектра.
Один из тогдашних сотрудников Сахарова сохранил в памяти «прямо-таки физическое ощущение напряженности работы А.Д.», сидящего «за столом, обхватив голову руками и устремив взгляд на чертеж».[215]
Героическая сосредоточенность на своем деле может отчасти объяснить то, что Сахаров сам не вполне понимал, скорбь о смерти Сталина.
Я уже много знал об ужасных преступлениях — арестах безвинных, пытках, голоде, насилии. Я не мог думать об их виновниках иначе, чем с негодованием и отвращением. Конечно, я знал далеко не все и не соединял в одну картину. Где-то в подсознании была также внушенная пропагандой мысль, что жестокости неизбежны при больших исторических событиях («лес рубят — щепки летят»). <> В общем, получается, что я был более внушаем, чем мне это хотелось бы о себе думать. И все же главное, как мне кажется, было не в этом. Я чувствовал себя причастным к тому же делу, которое, как мне казалось, делал также Сталин — создавал мощь страны, чтобы обеспечить для нее мир после ужасной войны. Именно потому, что я уже много отдал этому и многого достиг, я невольно, как всякий, вероятно, человек, создавал иллюзорный мир себе в оправдание.
Много отдал и многого достиг.
В октябре 1953 года тридцатидвухлетний физик стал академиком, минуя ступень члена-корреспондента. До него самым молодым физиком-академиком в истории советской Академии наук был Ландау, избранный в 1946 году. Академики, избиравшие Сахарова, знали о нем несравненно меньше, чем о Ландау. Главное содержалось в отзыве его коллег — академика Курчатова и членов-корреспондентов Харитона и Зельдовича:
Андрей Дмитриевич Сахаров является необычайно одаренным физиком-теоретиком и в то же время замечательным изобретателем. Соединение в одном лице инициативы и целеустремленности изобретателя с глубиной научного анализа привело к тому, что в короткий срок, за б лет, А.Д. Сахаров достиг крупнейших результатов, поставивших его на первое место в Советском Союзе и во всем мире в важнейшей области физики.
Начав в 1948 г. работу в этой области физики, А.Д. Сахаров выдвинул предложение, наметившее совершенно новые пути решения важнейшей проблемы. Это предложение отличалось смелостью и глубиной; его значение сразу было признано специалистами. В последующие годы велась напряженная работа по реализации предложения, увенчавшаяся блестящим успехом в 1953 г.
Осуществление предложения, имеющего большую государственную важность, велось большим коллективом научных работников, инженеров, конструкторов. В реализации предложения Сахарова большую и почетную роль сыграли и институты Академии наук, к разработке предложения были привлечены многие академики и члены-корреспонденты АН СССР. Однако и в этом коллективе на всем протяжении работы Сахаров оставался подлинным научным руководителем проблемы, охватывая всю работу в целом и успешно направляя разработку отдельных тем.
В 1950 и 1952 годах А.Д. Сахаров начал разработку двух новых предложенных им направлений физики, разрабатываемых в настоящее время большим коллективом ученых и инженеров.
На протяжении последних лет и в ближайшем будущем идеи А.Д. Сахарова определяют пути важнейшей части советской физики.
Избрание А.Д. Сахарова действительным членом АН СССР явится лишь справедливым признанием больших заслуг Сахарова перед советской наукой и перед нашей Родиной. Молодость Сахарова, его огромная инициатива и талант позволяют с уверенностью ждать дальнейших больших достижений.[216]
Как видим, отзыв этот — сплошные иксы и игреки, но академики-избиратели уже знали из газет, из правительственного сообщения от 20 августа, что в стране проведено испытание «одного из типов водородной бомбы».[217] Поэтому кое о чем академики могли догадаться. И избрали в свои ряды целую группу ученых, причастных к «важнейшей части советской физики».
Сейчас иксы и игреки этого отзыва уже раскрыты. «Смелое и глубокое» предложение 1948 года — это, конечно же, Слойка. В 1950 году родилась идея магнитного термоядерного реактора. В 1952-м начались эксперименты по взрывомагнитным генераторам — созданию сверхсильных магнитных полей с помощью взрыва (по идее, выдвинутой Сахаровым в 1951 году). Ну а «блестящий успех» — это испытание Слойки 12 августа 1953 года.
Слойка, она же РДС-6с, она же Джо-4
Пять лет занял путь к успеху, который в США назвали Joe-4, по американскому имени уже мертвого Сталина (Uncle Joe) и порядковому номеру советского ядерного испытания.
При подготовке к испытаниям Слойки к теоретикам группы Тамма — Сахарова подключились теоретики из отдела Зельдовича, их Труба (РДС-6т) не обещала быстрого успеха.
15 июня 1953 года Тамм и Зельдович подписали — вместе с Сахаровым — заключительный отчет по Слойке. В очередной автобиографии Сахарова для отдела кадров от 13 сентября читаем:
Последние годы работаю, используя помощь и руководство И.Е. Тамма и Я.Б. Зельдовича, по проблемам специальной тематики. В июне 1953 г. защитил докторскую диссертацию на тему спец. работы.[218]
В июньском отчете мощность предстоявшего взрыва теоретики оценили в 300 плюс-минус 100 килотонн, т. е. от 200 до 400 килотонн, и при испытании в августе Слойка дала около 400. Значит, теоретики сработали хорошо. Было бы отлично, если бы испытание дало точно 300. Однако это с чисто научной точки зрения.
А с государственной — главным было то, что у Советского Союза появилось оружие в двадцать пять раз более мощное, чем американская бомба, уничтожившая Хиросиму. И государство вполне оценило вклад Сахарова. Сразу после взрыва ему передали телефонное поздравление и поцелуй от тогдашнего главы советского правительства Маленкова. У того была своя причина для радости. За неделю до испытаний, выступая на сессии Верховного Совета, он заявил на весь мир, что у СССР есть своя водородная бомба. И оказался прав.
Подводя итоги испытания, Курчатов особо поблагодарил Сахарова за его, как он выразился, «патриотический подвиг». За этот подвиг Сахаров, как и другие отцы советской супербомбы, через несколько месяцев получил огромную, носившую еще имя Сталина, премию в 500 тыс. рублей (примерно сорок годовых зарплат врача), и свою первую звезду Героя Социалистического Труда. Для героев построили двухэтажные дачи-особняки под Москвой.
А самой первой наградой стало избрание в Академию наук. Научный статус Сахарова определился еще до успешного испытания, и весной 1953 года по указанию Курчатова он — пока лишь кандидат наук — был представлен кандидатом на предстоявшие выборы членов-корреспондентов академии. Однако после триумфального испытания «Курчатов переиграл свой план», Сахаров баллотировался сразу в действительные члены Академии наук. Академиком он стал за месяц до того, как его утвердили в звании доктора наук.
В тех же выборах академиками стали Тамм (после 20 лет пребывания членом-корреспондентом), Харитон (научный руководитель Объекта) и несколько других ученых, занятых спецфизикой. Членом-корреспондентом стал Гинзбург, но только много позже он понял, что главную роль в этом сыграла его Вторая идея — LiDочка, а не достижения в чистой науке.[219]
Не повысили, однако, в академическом звании Зельдовича (членкора с 1946 года). По этому поводу Сахаров написал: «Это было совершенно несправедливо, очень меня огорчало и ставило в ложное положение». Причиной этой несправедливости был, судя по всему, просто расклад личных симпатий-антипатий на «академической выборной кухне», которую Сахаров впервые имел возможность наблюдать. В академики Зельдовича выбрали только в 1958 году.
В глазах правительства осенью 1953 года Сахаров стал спецфизиком номер один. Тамм еще на испытательном полигоне обратился к руководству с просьбой разрешить ему вернуться к чистой науке. Ему разрешили и даже позволили взять к себе, в теоретический отдел ФИАНа, несколько новых сотрудников (в том числе одного с Объекта — В.И. Ритуса).
Теоретический отдел Тамма на Объекте возглавил Сахаров. Почему он тогда не последовал за своим учителем — в чистую науку? Быть может, как когда-то на патронном заводе, опять было «жалко оставить ту изобретательскую работу, которая начала получаться». Не было сомнений, что термоядерное изобретательство начало получаться, но и признать, что Слойка — венец его творения, он не мог. Когда вскоре после испытания Зельдович спросил, чем он теперь собирается заниматься, и подсказал ответ — МТР, Сахаров ответил: «Нет, я должен довести до дела изделие».
Чтобы понять притяжение Сахарова к этому смертоносному, но глубоко научному изобретательству, надо бы знать устройство его изделия. Но чтобы понять Сахарова, еще важнее быть знакомым со страстью к изобретательству.
Ведь страсть к научному изобретательству это… страсть. Как страсть к женщине, к поэзии, к карточной игре, к музыке. И то, что предмет научной страсти кажется более рациональным и общественно необходимым, мало что меняет. Страсть невозможно объяснить, она сама многое объясняет. Может объяснить, например, то, что ритм подготовки первого термоядерного испытания не нарушился даже от внезапного падения высшего государственного руководителя ядерного проекта. В конце июня Берию арестовали, объявив врагом партии и советского народа, и сразу же Первое главное управление переименовали в Министерство среднего машиностроения. Обитатели ядерного архипелага сократили это длинное маскировочное название до Средмаша, которое и мы будем применять.
Даже имея дело со столь несредним машиностроением, легко отдаваться страсти, когда уверен, что это — на благо родной страны и всему лучшему в мире. У Сахарова было еще несколько лет для такой безоблачной уверенности.
Если у него и имелись какие-то основания преуменьшать свою роль, то они должны были исчезнуть в ноябре 1953 года, когда новый государственный руководитель ядерного проекта В.А. Малышев попросил Сахарова наметить направление дальнейшей работы по термоядерному оружию.
Не вполне осознавая, какое значение придадут его рекомендациям, Сахаров изложил свои взгляды на усовершенствование Слойки и указал параметры следующего изделия, основываясь на идее, которая в тот момент казалась ему многообещающей. Руководство страны настолько доверилось тридцатидвухлетнему академику, что его наметки сразу же положили в основу постановлений правительства.
Одно из них, «О разработке нового типа мошной водородной бомбы» от 20 ноября 1953 года, обязывало Минсредмаш в 1954—1955 годах сделать термоядерный заряд, который Сахаров «так неосторожно анонсировал» и который уже получил название РДС-6сД.[220]
Другое постановление правительства предписало создать межконтинентальную баллистическую ракету, способную нести этот заряд. При этом исходным параметром для конструкторов ракеты стал указанный Сахаровым вес заряда. Этим определялся весь масштаб конструируемой ракеты — ракеты, которая вывела в космос первый искусственный спутник Земли и первого человека.
Спустя тридцать лет Сахаров, размышляя о причине такого доверия к нему, назвал несколько факторов:
Моя самонадеянность, находившаяся на максимуме после испытания, некое «головокружение» (быстро прошедшее, но было поздно), вера Малышева в меня, в мой талант, внушенная ему Курчатовым, Келдышем и многими другими, подкрепленная успешным испытанием и моей тогдашней манерой держаться — внешне скромной, а на самом деле совсем наоборот.
Первая водородная или всего лишь усиленная атомная?
Но какие, собственно, могли быть основания для самонадеянности, если военно-научные достижения приходилось сопоставлять с американскими? Мог ли Сахаров думать тогда, что в области его профессии «мы впереди планеты всей»?
Ответ здесь сильно зависит от года, к которому относить данный вопрос. В 1953-м он так думать не мог. Но мог думать, что Советский Союз догнал в этом деле США.
Еще 2 декабря 1952 года Берия направил Курчатову записку, в которой упомянул первое американское испытание водородной бомбы (произведенное 1 ноября 1952 года под кодовым названием «Майк»):
Решение задачи создания РДС-6с имеет первостепенное значение. Судя по некоторым дошедшим до нас данным, в США проводились опыты, связанные с этим типом изделий. При выезде с А.П. Завенягиным в КБ-1) передайте Ю.Б. Харитону, К.И. Щелкину, Н.Л. Духову, И.Е. Тамму, А.Д. Сахарову, Я.Б. Зельдовичу, Е.И. Забабахину и Н.Н. Боголюбову, что нам надо приложить все усилия к тому, чтоб обеспечить успешное завершение научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, связанных с РДС-6с. Передайте это также Л.Д. Ландау и А.Н. Тихонову.
Так что в 1953 году дело выглядело так, что успешным испытанием Слойки СССР лишь догнал США.
Позже стало известно, что Майк — лабораторное сооружение в 80 тонн, а не бомба, готовая к погрузке на самолет, какой была Слойка (в США первую водородную бомбу сбросили с самолета в 1956 году). Тогда советские «бомбоделы» получили возможность говорить, что первая водородная бомба была советской.
Но — в ответ — американские бомбоделы вообще отказались считать Слойку водородной бомбой, называя ее лишь усиленной атомной. Ведь их Майк был во много раз мощнее Слойки.
Дело здесь не столько в различии национальных терминологий, сколько в различии термоядерных историй.
Советскую термоядерную историю американским аршином не измерить. В США не делали ничего подобного Слойке, хотя сама идея и выдвигалась. Американцы не стали развивать соответствующий проект, поскольку он не обещал достаточно большого скачка в мощности по сравнению с атомной бомбой. Самые оптимистические оценки (если позволить такой эпитет для столь пессимистических изделий) давали мощность «всего лишь» в пятьдесят Раз большую, чем хиросимская.
Среди американских спецфизиков действовали две противоположные тенденции. Большинство было против любых водородных бомб, считая, что и атомных больше чем достаточно. А меньшинство во главе с Эдвардом Теллером ставили себе целью действительно супербомбу, в тысячу раз более мощную, чем хиросимская. Такое они ожидали от Классического супера (Трубы).
А в советском проекте главной целью было просто догнать Америку, и поэтому двадцатикратный потенциал Слойки делал игру вполне стоящей свеч.
Вопрос «что чего стоит?» не очень уместен в науке. Но в социальной истории науки он неизбежен.
Научно-технический прогресс, как это ни обидно прозвучит для почитателей чистой науки, можно представить процессом удешевления материальных благ (и антиблаг). Электричество вышло из научной лаборатории в обыденную жизнь общества только после того, как в результате научно-технических исследований достаточно подешевела его добыча.
В американских дебатах вокруг водородной бомбы рядом с обсуждением моральности этого вида оружия присутствовали соображения о том, что грамм термоядерной взрывчатки стоит центы, а не сотни долларов, как взрывчатка урановая. Обсуждали «размеры области разрушения в расчете на один доллар (damage area per dollar)».[221]
В стране советского социализма стратегическая цель сравняться с Америкой по военной мощи делала время большей ценностью, чем деньги. Однако ограниченность ресурсов становилась стратегическим параметром, когда речь шла не о единичном опытном изделии, а о массовом производстве нового вида вооружения.
Попросту говоря, водородная бомба намного дешевле атомной на «единицу разрушений». И соблазнительность термоядерного оружия была не столько в том, чтобы увеличить мощность единичного взрыва, сколько в том, чтобы сделать эту мощность дешевле.
Для изготовления атомной бомбы нужно не только добыть редкий элемент — уран, но еще из природной смеси изотопов урана U238 и U235 отобрать очень редкий U235, один атом которого приходится на сто сорок других. Эта задача труднее сказочной, когда мачеха, перемешав просо с маком, велела падчерице разделить их, — разные изотопы урана несравненно менее отличимы друг от друга, чем просо от мака. Разделение изотопов — чрезвычайно дорогой процесс. Вместо урана 235 можно использовать искусственный элемент плутоний — более дешевый, но все равно весьма дорогой. В глазах Сахарова его изобретение экономило огромные средства стране, разоренной войной.
Американские физики, считая сахаровскую Слойку не термоядерной бомбой, а лишь усиленной атомной, исходили из небольшой ее мощности по сравнению с их первым термоядерным изделием. Но ведь маленькое яблоко не перестает быть яблоком и при должном обращении может дать начало яблоне, приносящей крупные плоды.
На американском языке, в усиленной атомной бомбе внутри атомного заряда помещают маленькую порцию термоядерной взрывчатки, которая при атомном взрыве добавит к нему немножко своей термоядерной энергии. Порцию эту нельзя значительно увеличить, не помешав самому атомному взрыву.
В Слойке термоядерная взрывчатка, напомним, помещается снаружи атомного заряда. А на поверхности шара места гораздо больше, чем в его серединке (для одной и той же толщины слоя), и поэтому Слойку можно сделать весьма термоядерной.
Тут время сказать, что термоядерная реакция слияния помимо энергии производит еще и нейтроны, намного более энергичные, чем возникающие в атомном взрыве. И Сахаров, придумав для Слойки новый способ сдавливания — сахаризацию, нашел одновременно применение этим быстрым нейтронам. Слой вещества с тяжелыми ядрами, необходимый для сахаризации, он с самого начала предложил делать из природного урана, а не из свинца (как говорилось — для простоты — в главе Водородная бомба в ФИАНе»). Природный уран, почти целиком состоящий из U238, не пригоден для атомной бомбы, но может работать в термоядерной. В ядре U238 столько же энергии, сколько и в U235, однако извлечь ее может только быстрый термоядерный нейтрон — нейтроны атомного взрыва для этого слишком медлены.
Во взрыве Слойки лишь одну десятую часть энергии дал атомный заряд-зажигалка, остальные 9/10 термоядерного происхождения: сама энергия слияния легких ядер (около 2/10) и энергия, добытая термоядерными нейтронами из природного урана (около 7/10).
Поэтому у ветеранов советского проекта и не было сомнений, что Слойка — термоядерное изделие. Называть или не называть ее водородной бомбой — вопрос терминологии.
Но другой вопрос, и вопрос по существу — можно ли сделать Слойку с меньшей долей дорогого урана (дорогого даже в природной комбинации изотопов)? Скажем, и правда, сделать тяжело-ядерный слой из дешевого свинца. А мощность взрыва увеличить тем, что разместить побольше (дешевой) термоядерной взрывчатки — LiDочки…
Теоретические — можно сказать, геометрические — возможности для этого ограничены. Место для размещения LiDочки ограничено. Его можно увеличить, только увеличивая толщину слоя LiDочки. Увеличивать же ее можно лишь до определенного предела. Ведь взрыв Слойки, как и взрыв атомной бомбы, начинается со взрыва обычной взрывчатки, окружающей весь термоядерный заряд снаружи. Этот взрыв внутрь сдавливает атомный заряд, в результате чего в нем начинается цепная реакция. И только потом поджигается термоядерная реакция в слое LiDочки. Но чем толще этот слой, тем труднее сжать атомный заряд.
Все это из-за конечной геометрии шара. Другое дело — цилиндр, у которого одно измерение в принципе бесконечно, а значит, и разместить термоядерного горючего можно сколько угодно. Именно о цилиндре (под псевдонимом Труба) уже семь лет — и безуспешно — размышляли теоретики из команды Зельдовича. Горючего там можно разместить сколько угодно, но гореть оно никак не хотело. Огонек от атомной зажигалки, поднесенной к сигаре, не желал идти дальше. Как будто термоядерный табак был влажным.
Как физикой перехитрить геометрию
В ноябре 1953 года, когда правительство попросило Сахарова наметить следующий этап ядерного оружия, он был уверен, что сферическая Слойка еще себя не исчерпала. А уже к январю 1954 года теоретики поняли, что способы усовершенствования Слойки, на которые надеялся Сахаров, не проходят. И в то же время стало ясно, что проект Труба не имеет перспектив. Работы в этом направлении прекратили.
Двойной тупик подстегнул научно-техническую фантазию.
Началом нового этапа можно считать докладную записку Зельдовича и Сахарова от 14 января 1954 года «Об использовании изделия для целей атомного обжатия сверх-изделия РДС-6с». В переводе с объектного языка — как обжать Слойку с помощью атомного взрыва. Ключевая идея здесь в том, что если наружную обычную взрывчатку заменить атомным взрывом, то в Слойку можно заложить гораздо больший слой LiDочки. А ключевое выражение в этой записке — «атомное обжатие», сокращенно АО.
Через несколько месяцев из размышлений над «атомным обжатием» выросла «новая идея принципиального характера», которую Сахаров, связанный ограничениями секретности, назвал в воспоминаниях Третьей идеей (после Первой и Второй идей 1948 года — Слойки и LiDочки).
Он отметил, что «в некоторой форме, скорей в качестве пожелания, «третья идея» обсуждалась и раньше», но не указал, что это он сам уже в первом своем отчете о Слойке в январе 1949 года упомянул возможное «использование дополнительного заряда плутония для предварительного сжатия Слойки».[222]
Эта возможность оставалась в поле зрения теоретиков и даже включалась в планы их работ, но два конкретных проекта — Труба и Слойка — оставляли мало сил на другие сомнительные возможности. Двойной тупик в начале 1954 года освободил руки — мозги — теоретиков.
Но почему «сомнительные» и почему целых пять лет отделяло пожелание от его воплощения?
Уже в самом общем виде идея атомного обжатия поражает воображение. Ведь она означает, что всеуничтожающий атомный взрыв в первую тысячную долю секунды — прежде чем превратиться в страшный гриб — должен сделать некую вполне определенную работу — симметрично сжать совсем другое, хитро устроенное сооружение, находящееся, скажем, в метре от него.
Под началом Сахарова термоядерными расчетами вместе с другими занимался тогда молодой физик В.И. Ритус. Он покинул Объект в мае 1955-го, и его воспоминания сохранили настроение того времени. Когда он услышал о новой идее, то поразился ее отчаянности: «Как?! Неужели не разнесет все?!»[223]
Однако сама идея-пожелание вполне понятна. От степени сжатия легкоядерного вещества, способного к слиянию, зависит темп слияния. Чем плотнее вещество, тем более оно похоже на внутризвездное и тем легче пойдет в нем звездная термоядерная реакция. Разумеется, давление атомного взрыва гораздо сильнее давления от обычной взрывчатки, окружающей Слойку. Проблема, однако, в том, как сделать это — атомное — обжатие симметричным, — как сделать, чтобы термоядерное вещество сжималось сразу со всех сторон.
К тому времени один из руководителей ядерного проекта, генерал-лейтенант от КГБерии по званию и инженер по образованию, А.П. Завенягин взял и сам предложил простое решение: обложить Слойку несколькими атомными бомбами со всех сторон и взорвать их одновременно. Инженерная смелость делает честь генералу ГБ. Его схему назвали Канделябром — внешние атомные свечки должны были воспламенить центральную — термоядерную — свечу.
Однако физик к такому канделябру не мог отнестись всерьез. Уже атомная бомба поставила трудную техническую задачу: атомный взрыв начинается с всестороннего обжатия атомного заряда обыкновенной взрывчаткой. Для такого «взрыва внутрь» в английском языке имелось слово «имплозия», которое стало и русским термином. Ввести новый термин легче, чем подорвать сразу все части взрывчатки — для симметричного сжатия атомного заряда. Сигналы на подрыв надо было подать к разным частям с расхождением меньше тысячной доли секунды.
Атомный взрыв происходит в тысячи раз быстрее, чем обычный, а задача одновременного подрыва нескольких атомных зарядов даже не в тысячу раз труднее, а просто неразрешима. Рассогласование сигналов на подрыв привело бы к тому, что фактически взорвалась бы только первая атомная свеча, а все остальные разнесло бы невзорвавшимися. Вместо симметричного канделябра получился бы один кривой подсвечник.
Источник атомного обжатия должен быть один, и Сахаров понимал это, высказывая свое «пожелание» в 1949 году. Но как один атомный взрыв может обжать Слойку со всех сторон, если находится от нее лишь с одного боку? Геометрия сопротивляется. Физикам надо было перехитрить геометрию. И это было очень трудной задачей.
В упомянутой записке от 14 января 1954 года об «изделии, обжимающем сверхизделие» на первой странице рукой Зельдовича нарисована незамысловатая схема. Между Слойкой С и атомным (дополнительным) зарядом А поставлена перегородка Д, чтобы прикрыть Слойку от лобового воздействия атомного взрыва хотя бы на тысячную долю секунды и дать возможность «осколкам» взрыва, обогнув перегородку с краев, сжать Слойку с боков.
Схема АДС
На обороте последней страницы докладной записки, датированной 14 01.54, рукою Сахарова написано: «Исполнено от руки в 1 экз. на 16 листах. Исп[олнители] Зельдович Я.Б. и Сахаров А.Д.»
Головоломка справа иллюстрирует новую научно-техническую идею.
Экспериментаторов попросили проверить возможность такого хода событий, но ничего путного из этого не вышло — моделирующий слойку шарик сплющился в блин.[224] Первый ком вышел блином. Так что идея еще не вышла из стадии пожелания, хотя и была нарисована на первой из 16 страниц докладной записки. Внимательный взгляд на рисунок замечает и присутствие автора этого пожелания, хотя его почерк появляется только во второй половине записки. Буква Д, обозначающая перегородку-дефлектор, может быть обязана и фамилии В.А. Давиденко, предложившего такой вариант атомного обжатия. Но, быть может, Зельдович соблазнился возникающей комбинацией букв — АДС, совпадающей с инициалами Сахарова. Такое вполне в стиле игривого Зельдовича, который как-то в серьезную статью в физическом журнале подложил акростих, ехидно поддевающий коллегу.
Соавторство Сахарова и Зельдовича в этой записке продолжилось в тесном сотрудничестве следующих месяцев, которое вынянчило Третью идею.
А событие, которое могло содействовать зачатию этой идеи, произошло 1 марта 1954 года за много тысяч километров от Объекта. В тот день США провели термоядерный взрыв в атолле Бикини. День этот вошел в мировую историю прежде всего из-за ошибки американских физиков-теоретиков. Они неправильно рассчитали мощность взрыва, и та превысила ожидаемую в два с половиной раза. В результате радиоактивному заражению подверглась значительно большая территория, чем предполагалось. Весь мир узнал о японском рыболовном судне «Фуку мару», оказавшемся в зоне радиации. Рыбаки получили большие дозы облучения, один из них впоследствии умер.
Уже из самого расстояния, на которое дотянулись радиоактивные осадки, можно было сделать вывод, что мощность американского взрыва намного больше того, что могла дать Слойка. Фактически — в сорок раз, или в тысячу раз больше хиросимской бомбы. Это, правда, лишь в полтора раза превышало мощность испытания «Майк» в ноябре 1952 года, но о той мощности не было достоверных данных. А в марте 1954-го шило в мешке не утаили. Мешок взяли слишком маленький. Или точнее — американские теоретики сильно недооценили длину шила.
Американские физики, создавшие атомную бомбу, говорили, что ее главный секрет состоял в том, что она возможна. Этот секрет открылся в Хиросиме. Аналогичный секрет водородной бомбы открыло американское испытание 1954 года в атолле Бикини. Его официальное название — «Браво».
Продумав возможности Слойки вдоль и поперек и зная, что существует способ произвести взрыв гораздо большей мощности, Сахарову было легче обнаружить путь к «новой идее принципиального характера».
Третья идея
По свидетельству ближайшего сотрудника Сахарова,
Третья идея рождалась весной 1954. Началось с того, что АДС собрал теоретиков и изложил свою идею о высоком коэффициенте отражения импульсного излучения от стенок из тяжелого материала.[225]
Попытаемся перевести это с языка теоретической физики.
В январской схеме А-Д-С предполагалось, что «осколки» атомного взрыва А, обогнув перегородку-дефлектор Д, сожмут Слойку С. Законы физики, увы, оказались против этого предположения.
И тогда Сахаров, похоже, подумал о том, что атомный взрыв — это прежде всего вспышка света — та, что ярче тысячи солнц. И стал думать о том, нельзя ли использовать для атомного обжатия саму эту вспышку. Вспышка заключает в себе небольшую часть всей энергии взрыва, но зато излучение, распространяясь с максимальной в природе скоростью — скоростью света, опережает все иные осколки взрыва и может сделать потребную симметричную работу прежде, чем — через тысячную долю секунды — подлетят остальные, более материальные и менее симметричные осколки атомного взрыва.
Физику этой тысячной доли секунды Сахаров много позже назовет «раем для теоретика». У каждого свое представление о рае, но грандиозность задачи не вызывает сомнения — понять, что происходит при температурах в десятки миллионов градусов, и использовать это понимание в конкретной инженерной конструкции.
При столь огромных температурах огромными становятся энергия и давление света, но огромными по-разному. Их соотношение, которое Лебедев за полвека до того измерил в своих тончайших опытах, прямо касается физики Третьей идеи. Соотношение это легко наблюдать и просто загорая на пляже: поток солнечного света — или, на современном языке, поток фотонов — приносит вполне заметную, а иногда и обжигающую энергию, но не оказывает ощутимого давления. На пляже можно подумать, что давления и вовсе нет. Лебедев продемонстрировал, что давление излучения — хоть и очень малое — существует и находится во вполне определенном соотношении с его энергией.
Поток всяких частиц несет с собой и энергию, и давление, величины которых связывает скорость частиц:
давление ~ энергия / скорость.
Поскольку скорость фотонов — наибольшая возможная в природе, их давление — наименьшее возможное при той же самой переносимой энергии.
А теперь взглянем еще раз на А-Д-С схему, чтобы понять, почему именно свет — наилучший инструмент для сжатия С. Перегородке Д гораздо легче сдержать натиск давления света, чем материальных частиц атомного взрыва, — при той же самой энергии, которую свет принесет в области, окружающие С, и которую можно использовать для сжатия С.
Упомянутый сотрудником Сахарова «высокий коэффициент отражения импульсного излучения от стенок из тяжелого материала» в переводе на простой язык означает, что Сахаров обнаружил: вспышка атомного взрыва успевает достаточное время «поработать» внутри оболочки термоядерной бомбы, чтобы доставить энергию для симметричного обжатия термоядерного заряда. Каким способом эта энергия изделия используется для сжатия сверхизделия, пока официально не рассекречено.
От исходной идеи до теоретической модели и затем до воплощения «в железки» понадобилось полтора года работы физиков и конструкторов, Работа шла столь интенсивно, что на промежуточные отчеты времени не тратили.
Единственный документ, оставшийся от того периода, — отчет о работе теоретического сектора 1 (сахаровского), датированный 6 августа 1954 года. В нем сказано, что «теоретические исследования по АО проводятся совместно с сотрудниками сектора 2 [Зельдовича]», и названы две основные темы: «Выход излучения из атомной бомбы, производящей обжатие основного [термоядерного] объекта» и «Превращение энергии излучения в энергию, обжимающую основной объект».[226]
Научно-технический совет под председательством Курчатова 24 декабря 1954 года решил провести испытание нового термоядерного заряда, названного РДС-37, в 1955 году.
В окончательном отчете 25 июня 1955 года указаны имена 31 теоретика. Во введении Зельдович и Сахаров отметили, что разработка новой конструкции «является одним из ярких примеров коллективного творчества. Одни давали идеи (идей потребовалось много и некоторые из них независимо выдвигались несколькими авторами). Другие более отличались в выработке методов расчета и выяснения значения различных физических процессов».[227]
Об этом же Сахаров рассказал в «Воспоминаниях» тридцать лет спустя.
По-видимому, к «третьей идее» одновременно пришли несколько сотрудников наших теоретических отделов. Одним из них был и я. Мне кажется, что я уже на ранней стадии понимал основные физические и математические аспекты «третьей идеи». В силу этого, а также благодаря моему ранее приобретенному авторитету, моя роль в принятии и осуществлении «третьей идеи», возможно, была одной из решающих. Ио также, несомненно, очень велика была роль Зельдовича, Трутнева и некоторых других, и, быть может, они понимали и предугадывали перспективы и трудности «третьей идеи» не меньше, чем я. В то время нам (мне, во всяком случае) некогда было думать о вопросах приоритета, тем более что это было бы «дележкой шкуры неубитого медведя», а задним числом восстановить все детали обсуждений невозможно, да и надо ли?..
Острый момент коллективного творчества возник на самом раннем этапе работы. Тогда Сахаров придумал, как подступиться к очень сложным физическим процессам, ключевым для Третьей идеи, а математик Н.А. Дмитриев затем обосновал его подход: «Я до сих пор помню, что первоначально Зельдович не оценил моей правоты и только после работы Коли [Дмитриева] поверил; с ним такое редко случается, он очень острый человек».
Математический талант Дмитриева Зельдович высоко ценил. А сложность задачи можно почувствовать по схеме задачи (недавно рассекреченной[228]), даже если не знать, каким именно интегралам соответствует каждая стрелка.
Эта схема термоядерной математики нарисована далеко от Объекта, на другом конце Земли — в американском Лос-Аламосе. Далеко от России географически, но не так уж далеко исторически. Схему нарисовал Георгий, тогда уже Джордж, Гамов, которому ФИАН обязан своим зарождением. Не покинь он родину в 1933 году, вполне возможно, что двадцать лет спустя он решал бы ту же задачу (вместе со своим другом Ландау), а значит, нарисовал бы ту же схему, только на русском языке. Физика интернациональна. Даже совершенно секретная физика.
После того как физики с помощью математиков распутали изображенный на схеме клубок, началось воплощение Третьей идеи в инженерную конструкцию.
Главным препятствием на этом пути стал сменивший Берию на его ядерном посту первый министр Средмаша Малышев. Он не был ретроградом, но как государственный деятель чтил государственную дисциплину. Он считал себя и весь ядерный проект связанным постановлением правительства, выработанным по рекомендациям самого же Сахарова в ноябре 1953-го. Министр счел безответственным, что теоретики так круто поменяли курс. Он прилетел на Объект и попытался восстановить порядок.
Он произнес страстную речь, которую можно было бы назвать блестящей, если бы только мы не были правы по существу. При этом Малышев все больше и больше терял самообладание, начал кричать, что мы авантюристы, играем судьбой страны и т. п. <> Полностью запретить работы по «третьей идее» Малышев не мог и не хотел, а то, с каким энтузиазмом, или верней — его отсутствием, мы относимся к классическому изделию [к Слойке], было вне его контроля. Потом подобные совещания, растягивающиеся на полдня, повторялись еще несколько раз; они становились все более безрезультатными и утомительными.
В похожей ситуации семь лет спустя преемник Малышева на министерском посту и бывший красный кавалерист Е.П. Славский по рабоче-крестьянски излил свое негодование на теоретиков, которые придумывают новые изделия, «сидя в туалете, и предлагают их испытывать, даже не успев застегнуть штаны».
А в 1954 году Малышев партийным выговором наказал Курчатова, вставшего на сторону физиков Объекта.
И все равно, основное место в работе Объекта заняла Третья идея.
Мы были убеждены в том, что в конце концов такая стратегия будет оправданна, хотя понимали, что вступаем в область, полную опасностей и неожиданностей. Вести работы по «классическому» изделию [усовершенствованию Слойки] в полную силу и одновременно быстро двигаться в новом направлении было невозможно, силы наши были ограничены, да мы и не видели в старом направлении «точки приложения сил».
В конце июня 1955 года новую термоядерную разработку одобрила комиссия под председательством Тамма.
Испытание прошло 22 ноября 1955 года на семипалатинском полигоне. Впервые в мире водородная бомба была сброшена с самолета. При этом проектную мощность (сто пятьдесят хиросимских бомб) специально снизили вдвое заменой части термоядерной взрывчатки на пассивный материал, чтобы уменьшить зону поражения. Мощность взрыва оказалась в отличном согласии с расчетом. Советские теоретики могли гордиться, что точность их предсказаний в 25 раз лучше, чем в американском испытании «Браво».
Браво! Брависсимо!
Разведка и физика
Закончив предыдущую главку фанфарами во славу советских спецфизиков, пора задать язвительный вопрос: разве можно — в эпоху гласности — давать такую одностороннюю картину советских термоядерных успехов?! Разве мало сомнений в самостоятельности этих успехов?!
Ведь сейчас общепризнанны и мощь советской агентуры в Американском атомном проекте, и огромный объем шпионских сведений об американской атомной бомбе — тысячи страниц! В 1996 году пятерым ветеранам советской разведки были присвоены звания Героев России за их усилия, которые позволили «в кратчайшие сроки ликвидировать монополию США в области ядерного оружия».[229]
Эти запоздалые геройские звезды в глазах некоторых затмили звезды Героев Социалистического Труда, присвоенные физикам за сорок лет до того. Неужели поток разведданных об американском ядерном оружии не принес ничего существенного о водородной бомбе? В 1997 году американские журналисты познакомили мир с бывшим советским агентом по прозвищу Млад и по имени Теодор Холл.[230] В середине 40-х годов он работал в Лос-Аламосе. И работал на две страны. Помимо сведений по атомной бомбе, он, как пишут биографы Холла, в октябре 1947 года сообщил советской разведке, что в американских работах по супербомбе применяют литий: «Русские быстро осознали важность этой идеи и усовершенствовали ее. В декабре следующего года советский физик Виталий Гинзбург предложил использование дейтерида лития-6 как источника трития в советской водородной бомбе».[231] При этом американские журналисты пытаются опереться на того же российского физика-ветерана из Арзамаса-16, Германа Гончарова, публикации которого — один из ключевых источников и в этой книге.
Помимо Млада/Холла были нераскрытые пока агенты Анта и Аден и другие. Не ехал ли кто-то из них 7 января 1953 года в одном поезде с Джоном Уилером и «помог» тому потерять сверхсекретный документ, касающийся водородной бомбы?
Эта пропажа до недавнего времени была весомой — хоть и единственной — уликой, побуждавшей американских термоядерных ветеранов считать, что вторая советская водородная бомба (1955 года) сделана по американской подсказке. Самостоятельность первой бомбы — Слойки — сомнений не вызывала просто потому, что в Америке не было ее аналога. Однако именно вторая бомба воплотила основной принцип нынешнего термоядерного оружия. Перед американцами стояла загадка, как это их четырехлетнее опережение по атомной бомбе могло сократиться до полутора лет по «настоящей» водородной бомбе. И разгадку они видели в ЧП, которое произошло 7 января 1953 года.
В тот день Джон Уилер, видный участник Американского термоядерного проекта, ехал на поезде в Вашингтон и вез с собой секретный документ с важными сведениями о водородной бомбе. Когда он пошел в туалет, то документ этот вынужден был взять с собой. Но, выходя из туалета, забыл его там. Когда же вспомнил и вернулся, документа уже не было. Уилер сразу же доложил по инстанции о пропаже, но самые тщательные поиски ничего не дали. Ситуация усугублялась тем, что поезд заполняли левонастроенные демонстранты, направлявшиеся к Белому дому, чтобы требовать помилования для супругов Розенберг, ожидавших казни. Среди пассажиров, как считал тогдашний председатель Комиссии по атомной энергии США, вполне могли быть иностранные агенты, которые знали о характере работы Уилера и следовали за ним по пятам.[232]
Спрашивается, куда мог деться пропавший документ? Долгое время ответ казался почти очевидным — в руки Берии. Так читали историю многие американские термоядерные ветераны и, в частности, Том Рид, который в 50-60-х годах работал в Ливерморской лаборатории, а затем был министром военно-воздушных сил и специальным помощником президента.[233]
Однако архивные свидетельства, открывшиеся в недавнее время, такой ответ практически исключают. Причем исключают с двух сторон — и с американской, и с российской.
С американской стороны выяснилось, что Уилер вез тогда в конверте из плотной бумаги два документа, а в туалете поезда из конверта исчез лишь один документ.[234] Неужели шпион скромно удовольствовался лишь частью возможной добычи? Легче представить себе человека, который заглянул из любопытства в чужой конверт и увидел страшный гриф «Совершенно секретно». Его бы, наверно, током пронзила мысль, что оставленные им на этом проклятом листе отпечатки пальцев приведут его нечаянно на тот же электрический стул, что поджидал Розенбергов. Съел ли он тот лист вместе с отпечатками своих пальцев, еще как-нибудь уничтожил его, или же американская история подобрала какой-то иной вариант, до сих пор неизвестно.
Важнее, однако, то, что и в российской термоядерной истории нет места для допущения, что документ, пропавший в январе 1953 года, попал в СССР. Ведь в записке Зельдовича — Сахарова об АДС-схеме, появившейся год спустя, в январе 1954 года, ключевой (Третьей) идеи еще нет в помине. И почему преемник Берии — Малышев так сопротивлялся разработке этой идеи? И за что получил выговор Курчатов?
Итак, единственная «прямая» улика советской термоядерной несамостоятельности растаяла. Остается общий вопрос о роли разведки: почему атомный шпионаж не превратился в «водородный» и так резко иссяк? Общий ответ состоит в том, что как раз в то время американская контрразведка развернулась по-настоящему. В феврале 1950 года арестовали Клауса Фукса, спустя несколько месяцев — супругов Розенберг. Те, кто уцелел, «легли на дно». Кроме того, у советских агентов того времени главные мотивы были идейные. Эти мотивы резко ослабли после советского испытания атомной бомбы в 1949 году — после восстановления баланса сил.
Но если в самом деле термоядерного шпионажа не было, как могло получиться, что американцам на реализацию их Третьей идеи понадобилось три года (1951—1954), а их советским коллегам хватило полутора?
Говоря о роли разведки, надо различать три этапа Советского ядерного проекта: атомная бомба 1949 года, первая термоядерная бомба (Слойка) 1953 года и полномасштабная термоядерная бомба 1955 года.
Твердо установлен факт, что тысячи страниц американских секретных отчетов благодаря разведке попали в распоряжение руководителя Советского атомного проекта Курчатова. Столь же точно установлено, что первая советская атомная бомба, взорванная в 1949 году, была копией американской плутониевой бомбы (Толстяк), испытанной недалеко от Лос-Аламоса и примененной в Нагасаки.
Кажется немыслимым, на первый взгляд, совместить эти факты с дошедшей до наших дней оценкой Льва Арцимовича (одного из заместителей Курчатова), что при создании атомной бомбы разведка сэкономила Советскому Союзу год-два. Хотя с этой оценкой согласны западные историки и Британская энциклопедия, физика Арцимовича слишком легко заподозрить в пристрастности к вкладу физиков.
Трудно, однако, в пристрастности заподозрить Ганса Бете, который в 1946 году в статье, опубликованной в Америке, заявил, что любая из нескольких стран, включая Россию, «если только примет соответствующее решение, смогла бы воспроизвести нашу работу [по атомной бомбе] за время около пяти лет».[235] Этот физик не только получил Нобелевскую премию за теорию термоядерной энергии звезд, он — на Земле и совершенно практически — руководил всей теоретической работой в Лос-Аламосе. Поэтому он прекрасно знал, какие конкретно научные исследования надо провести на пути к атомной бомбе. Знал, что эти исследования не требуют гениальности, достаточно просто физиков высокого класса. И Бете знал уровень советских физиков.
Советские физики должны были сами провести все необходимые расчеты и эксперименты. Ведь за результаты они отвечали собственной головой. Потому-то многие ветераны советского проекта с таким недоверием отнеслись поначалу к сообщениям о вкладе разведки — они-то все измеряли и считали сами. Курчатов, зная американские результаты, помог избежать каких-то тупиков, что и сократило путь на 1/5, если довериться оценке Бете.
Заслуживают ли год-два, сэкономленные для советской атомной бомбы, звания Героя России? Наверное, заслуживают, если бы иначе в эти год-два произошло атомное нападение на Россию.
Данный текст является ознакомительным фрагментом.