В космос – по рельсам
Наши учёные нашли эффективный и экономичный способ ускорять твёрдые тела до невероятных скоростей
Недавно в Подмосковье произошло событие, которое осталось, увы, почти незамеченным многими телеканалами и печатными СМИ. Хотя оно поистине эпохальное для отечественной науки: на полигоне Шатурского филиала Объединённого института высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН) состоялись первые испытания российского рельсотрона (электромагнитной пушки). Её называют оружием будущего.
США, КИТАЙ, ИРАН?.. НЕТ, РОССИЯ!
Что же представляет собой это чудо-орудие XXI века? Рельсотрон (или электродинамический ускоритель массы) состоит из двух протяжённых металлических электродов («рельсов»), по которым пропускается электрический ток высочайшей силы и напряжения. Возникающее сверхмощное электромагнитное поле разгоняет снаряд, расположенный между рельсами, до гиперзвуковых скоростей – шатурскими учёными в лабораторных условиях зафиксирована скорость около 11 км/сек. Это вторая космическая скорость, позволяющая вывести спутник на орбиту даже не Земли, а Луны.
Высочайшая скорость «пули» – главное преимущество рельсотрона перед обычным оружием, ведь пороховые пушки не могут метать снаряд быстрее, чем со скоростью 2–2,5 км/сек. К тому же снаряду рельсотрона не нужно нести взрывчатого вещества, поскольку благодаря огромной кинетической энергии при столкновении с целью происходит мощный взрыв – подобный взрыву Тунгусского метеорита.
Сам термин «рельсотрон» придумал и ввёл в научный обиход Лев Андреевич Арцимович – советский академик, физик по специальности. Он целенаправленно занимался разработкой электромагнитного ускорителя в 50-е годы прошлого века и заложил теоретические основы этой программы. Впоследствии ускоритель для рельсотрона придумал академик Андрей Дмитриевич Сахаров. И мы вправе называть Россию (и СССР) родиной современного рельсотрона – как в смысле идеи, так и научной концепции. Хотя РАН из присущей нашей науке скромности и деликатности на этом не настаивает.
К тому же надо признать, что сегодня не мы являемся лидерами в реальном, а не только теоретическом создании боевого рельсотрона. Огромное внимание военной составляющей этого проекта уделяют в Китае – именно там чаще всего собирают учёных из разных стран на симпозиумы и конференции, посвящённые этой теме.
Есть сведения, что электромагнитное ружьё создано и в Иране. Заведующий плазмодинамической лабораторией Шатурского филиала ОИВТ РАН В.П. Полищук (ответственный исполнитель проекта «Рельсотрон») внимательно отслеживает все мировые новости. Владимир Павлович рассказал, что недавно «в очень уважаемом немецком военном журнале появилась публикация, в которой приводятся факты и фотографии, описывающие, как иранским «ручным» рельсотроном был уничтожен штатовский танк «Абрамс»… Иран свои разработки засекречивает, не выставляет напоказ, как, например, Америка».
США, конечно же (а как иначе!), приписывают разработку себе (они называют её «рейлган» (railgun, «рельсовое оружие»). Национальный бум вокруг электромагнитной пушки охватил США ещё в конце 70-х, когда появилась программа «Стратегической оборонной инициативы» (СОИ). Тогда планировали выводить рейлганы на орбиту, чтобы сбивать спутники противника. Потому-то СОИ и стали называть программой «Звёздных войн».
Но американцы на тот момент программу «не потянули» – как говаривали на Руси, «жидко обделались». Хотя из штатовского бюджета и разработчики, и военные вытянули немало денег.
«Они и сейчас заявляют на полном серьёзе, что вот-вот начнут разгонять 100-граммовый снаряд до скорости 50 километров в секунду, – говорит Владимир Полищук. – Вообще-то 50 км – это маловероятно, однако американские учёные и ВМС США с удовольствием получают под эту фейковую программу миллиарды долларов».
| Президент РАН Владимир Фортов |
Все свои прошлые неудачи и откровенные провалы американцы рассчитывали «обнулить и забыть» 30 мая нынешнего года ВМС США осуществили успешный запуск рейлгана, установленного на новейшем эсминце «Замволт» (Zumwalt). По словам президента РАН В.Е. Фортова, 10-килограммовый управляемый по GPS вольфрамовый снаряд, заключённый в алюминиевую оболочку, поразил цель на расстоянии 200 морских миль (свыше 300 км) на скорости 2,5 км/сек. И тут же, понятное дело, Wall Street Journal объявила, что США монопольно владеют этим грозным оружием.
Испытания российского рельсотрона в Шатуре наглядно продемонстрировали миру, что наша наука нашла свой, куда более эффективный и экономичный способ ускорять твёрдые тела до космических скоростей, нежели все её конкуренты – будь то Америка, Иран или Китай. И при этом пока не собирается грозить миру сверхбыстрыми железными болванками.
«ВЫЗОВ, СТОЯЩИЙ ПЕРЕД НАУКОЙ»
И вот мы в Шатуре. В просторном помещении Шатурского филиала ОИВТ РАН учёные готовят рукотворную «грозу» – плазменную молнию невиданной силы. Забегая вперёд, приведу слова Владимира Фортова, лично руководившего экспериментом: «Ток идёт силой порядка одного миллиона ампер. Это в 30–40 раз больше, чем при ударе хорошей молнии. Поэтому работать с такой силой тока, напряжением, плазмой – это некий вызов, стоящий перед наукой».
Владимир Фортов чётко расставил акценты и приоритеты. Он заявил, что принципиальная разница между нами и американцами в том, что «мы не занимаемся оружием. Наша задача – попытаться получить в лабораторных условиях при помощи таких систем (рельсотрона. – Авт.) большие давления и исследовать поведение вещества при экстремально высоких температурах и давлениях. Это надо для понимания того, как устроена Вселенная, потому что 95 процентов всего видимого вещества Вселенной находится как раз в сильно сжатом и разогретом состоянии. Мы пытаемся при помощи этих систем получать состояния с многими миллионами атмосфер, – сказал президент РАН. – Наши разработки – это фундаментальная наука».
И конечно, на встрече с академиком Фортовым не раз звучала космическая тема. «Да, в нашей работе над рельсотроном мы всегда имеем это в виду – возможность в будущем при помощи электромагнитного ускорителя выводить на орбиту искусственные спутники».
Владимир Евгеньевич пояснил, что эта идея особо привлекательна тем, что для рельсотрона не нужно строить космодром, не нужны и дорогостоящие ракеты-носители.
«Второе направление, – продолжил Фортов, – изучение ударов комет, метеоритов и прочих небесных тел о поверхность либо земли, либо космических аппаратов. Цель исследований – защитить эти аппараты от высокоскоростных частиц».
И всё это, по словам президента РАН, у российских учёных получается. Что ж, согласно известной поговорке, именно то, что получается, и надо делать. В оружейной сфере – танки, зенитные комплексы, ядерные ракеты, наконец. Что касается рельсотрона, то наша модель призвана совершить переворот прежде всего в фундаментальной науке, а не в системах вооружений. Хотя, согласитесь, плазменная пушка, пальнувшая вольфрамовой болванкой с эсминца ВМС США «Замвольт», сродни некой изящной плёточке. И ей уж всяко не удастся перешибить тот обух, даже кувалду, которую представляют собой наши ракетно-космические силы.
ИСТОРИЧЕСКИЙ ВЫСТРЕЛ
И вот особый момент: всех просят покинуть полигон – свидетелем первого запуска российского рельсотрона будет только аппаратура. Людям находиться в помещении просто-напросто опасно. Дело не только в мощном электромагнитном излучении. А вдруг «ствол» рельсотрона разорвёт при таком запредельном давлении плазмы? Вероятность этого не исключена…
Кстати, по словам академика Фортова, давление в «стволе» рельсотрона – как на дне Марианской впадины, то есть более тысячи атмосфер.
Долгое томительное ожидание в комнате по соседству с полигоном… Звенит протяжный звонок, а вслед за ним раздаётся оглушительный хлопок. Здание сотрясается, с потолка сыплется штукатурка…
Возвращаемся на полигон. Запах гари и озона. «Дуло» рельсотрона почернело от копоти, а заглушка с мишенью, стоявшая ещё несколько минут назад перед стволом электромагнитного ускорителя, разлетелась вдребезги. Сорвав резьбу, вылетели два крепёжных винта рельсотрона (их диаметр – около 3 см). На самой мишени – тяжёлой стальной отливке – обширный «кратер» (сантиметра четыре в диаметре и около трёх в глубину). Всё это сделал поликарбонатный снарядик весом в два грамма…
Зафиксированная скорость «пули» – 3,2 километра в секунду. Владимир Полищук, заведующий плазмодинамической лабораторией, говорит: «Главное, что первый запуск состоялся. Результат мог быть лучше, но плазма сорвала болты, давление снизилось, и скорость «пули» немного упала. Но всё равно – хороший результат».
Владимир Фортов объявляет, что эксперимент прошёл в целом успешно. «Мы движемся в правильном направлении, – сказал президент РАН. – Работаем на пределе мощности».
Александр АННИН,