Проект "49": как молодые гении создали основу термоядерного арсенала России

МОСКВА, 23 фев — РИА Новости. Ровно шестьдесят лет назад на полигоне на Новой Земле состоялось ядерное испытание, о котором пишут нечасто, — в отличие от испытаний первого отечественного атомного заряда в августе 1949 года, а также супербомбы (она же "Царь-бомба" и "Кузькина мать") в октябре 1961-го. Но дата 23 февраля 1958 года имела исключительное значение для будущего страны: именно тогда был испытан заряд с условным индексом "49", ставший основой термоядерного арсенала Советского Союза и нынешней России.

Примечательно, что тот прорыв совершили совсем молодые и притом на редкость талантливые люди, сравнительно недавно получившие дипломы вузов и прорвавшиеся со своими идеями через трудности, в том числе скептицизм старших коллег, стоявших у истоков советского атомного проекта.

Путь к термоядерному прорыву

Каким же образом и почему именно заряд (или, как говорят сами разработчики, изделие) "49" стал точкой отсчета истории современного отечественного термоядерного оружия?

Советский Союз, проведя в августе 1949-го первое атомное испытание и лишив США монополии в этой области, в начале 1950-х уже начал отставать от Америки в освоении технологий создания новых, гораздо более мощных термоядерных зарядов.

Термоядерное оружие основано на использовании гигантского количества энергии, выделяющейся в процессе слияния ядер изотопов водорода — дейтерия и трития (отсюда — водородная бомба). Но это возможно лишь при температурах в десятки и сотни миллионов градусов (отсюда другое распространенное название этого вида оружия — термоядерное) и давлении в сотни миллионов атмосфер. Поэтому термоядерную реакцию в водородной бомбе зажигает атомный заряд, в котором используется энергия деления атомных ядер.

Полноценным термоядерным зарядом считается такой, энерговыделение (основная характеристика) которого в большей степени обусловлено энергией термоядерного синтеза, а не деления ядер.

США испытали первый настоящий термоядерный заряд 1 ноября 1952 года на атолле Эниветок в Тихом океане. Мощность взрыва превысила десять мегатонн — это было невиданным рекордом для того времени.

Надо отметить, что взорванное тогда устройство представляло собой установку размером с двухэтажный дом. Но главная особенность нового подхода американских физиков заключалась в применении двух ступеней: после взрыва атомного заряда первой ступени зажигалось термоядерное горючее во второй. Зажигание происходило благодаря радиационной имплозии — очень эффективному способу сжатия термоядерного горючего за счет рентгеновского излучения, испускаемого при взрыве первичного атомного заряда. Таким образом можно создавать термоядерные заряды очень большой (да и практически неограниченной) мощности. Этого советские ученые тогда еще не знали.

Решение к отечественным атомщикам пришло весной 1954 года. Сотрудники главного советского штаба по созданию атомного и термоядерного оружия, Конструкторского бюро — 11 (ныне Российский федеральный ядерный центр — Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики в Сарове), поняли, как лучше всего использовать принцип радиационной имплозии. Прорывной подход предложил Юрий Алексеевич Трутнев — представитель молодого поколения физиков, приехавших в Саров. Ему тогда было 26 лет — он родился в ноябре 1927 года, а в 1951 году окончил физический факультет Ленинградского государственного университета.

Стало ясно: СССР получил ключ к решению проблемы создания мощных водородных зарядов. На основе нового принципа разработали первый настоящий термоядерный заряд РДС-37, изготовленный сразу для использования в авиационной бомбе. Его успешно испытали 22 ноября 1955 года на Семипалатинском полигоне. Итоговая мощность при взрыве составила 1,6 мегатонны. Советский прорыв к технологиям создания полноценного термоядерного оружия состоялся. Но до оснащения такими зарядами носителей, прежде всего ракет, было еще далеко.

Как вспоминал Трутнев, еще до испытания РДС-37 у него уже была идея более совершенного изделия на основе нового принципа конструирования термоядерного заряда. "После испытания РДС-37 я на следующий день вечером позвал на берег Иртыша моего друга и коллегу Юрия Николаевича Бабаева и говорю: "Юра, давай мы попробуем сделать вот такую штуку". И он согласился", — рассказывал Трутнев в интервью РИА Новости.

"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", — писал он ранее, в 2000-х годах.

Бабаев был на год моложе Трутнева и приехал в КБ-11 после окончания МГУ. Вместе они составили чрезвычайно эффективный тандем теоретиков.

Неверие в новую идею

Когда ученые вернулись в Саров, они рассказали о новой идее руководителям и старшим товарищам — главному конструктору КБ-11 Юлию Харитону, а также Андрею Сахарову, Якову Зельдовичу, Евгению Забабахину и другим. Но, к удивлению Трутнева и Бабаева, их предложение не получило поддержки, более того — его сочли просто бредовым. "Нас не поддержали, потому что не поняли", — объяснял Трутнев.

Тогда складывалась довольно странная ситуация. Как отмечал Трутнев, после испытания РДС-37 начались интенсивные работы по развитию нового принципа создания усиленных термоядерных зарядов. "Возник мощный интеллектуальный импульс, который временами приобретал характер лихорадочной деятельности", — писал в воспоминаниях ученый. Видимо, это и сыграло свою роль в таком отношении к идее Трутнева — Бабаева со стороны уже заслуженных разработчиков: мол, мало ли что там молодежь предлагает, мы сами будем развивать РДС-37.

Вот только заряд РДС-37 не подходил для постановки на вооружение в составе межконтинентальной ракеты Р-7 Сергея Королева. Его пришлось дорабатывать под "семерку", повышая энерговыделение примерно вдвое, как требовал заказчик — Министерство обороны. Хотя лучше всего для установки на ракету годилось как раз изделие "49" — по габаритам и весу оно было меньше, чем РДС-37, а по энерговыделению превосходило его более чем в два раза.

Но, по крайней мере, Трутневу и Бабаеву не мешали работать. Они наладили контакты с отделением прикладной математики (ОПМ) Математического института Академии наук СССР в Москве, которое возглавлял знаменитый Мстислав Келдыш. Дело в том, что математическая база КБ-11 тогда была недостаточно мощной для расчета термоядерных зарядов. В ОПМ разработали математические программы, описывающие процессы, которые должны были происходить при взрыве "49-го". Сами разработчики понимали, что новый заряд получится эффективным и работоспособным, и не сомневались в успехе. Оставалось ждать, когда заряд включат в программу полигонных испытаний.

Время для испытаний

Но экспертная комиссия, допустив к испытаниям несколько других зарядов, в отношении "49-го" изделия указала, что его разработка находится на начальном этапе и требует дополнительного обоснования. Примечательно, что по зарядам, получившим добро, такого обоснования не представляли. Таким образом, изделие Трутнева — Бабаева не попадало в план испытаний на 1957 год.

Объяснением может, наверное, служить то, что не все испытания новых советских термоядерных зарядов оказались успешными — некоторые из них вообще не сработали. Достаточно сказать, что из почти 30 испытаний за 1956-1958 годы 12 показали неудовлетворительные результаты. Это доказывало, что на тот момент ученые не вполне понимали очень сложные процессы, происходящие при взрывах таких зарядов, и поэтому требовалась дополнительная работа.

К осени 1957 года Трутнев и Бабаев выпустили отчет о расчетном обосновании заряда "49", и уже новая, независимая экспертная комиссия выступила за проведение его испытания. "Успешное испытание изделия "49", несомненно, откроет новые возможности для дальнейшего совершенствования конструкций", — указывалось в выводах комиссии.

Трутнев и Бабаев получили поддержку со стороны Игоря Курчатова и руководителя советской атомной отрасли, министра среднего машиностроения Ефима Славского. Благодаря им новый заряд вставили в план испытаний и в конце 1957-го доставили на Семипалатинский полигон. Но в силу обстоятельств испытание отложили на следующий, 1958 год.

Двадцать третье февраля 1958-го

Зато в январе 1958-го научно-технический совет КБ-11 по зарядам, предназначенным к испытаниям, уже подчеркивал, что "49-е" изделие надо испытать как можно скорее, потому что оно относилось к одному из двух зарядов, считавшихся главными с точки зрения установки на ракету-носитель Р-12. Вторым был заряд "44", созданный по другой схеме под руководством Якова Зельдовича, но обладавший такими же, как у "49-го", массогабаритными характеристиками. Результаты испытаний должны были показать, какой заряд на основе какой физической схемы будет более эффективным.

Срочность в проведении испытаний объяснялась тем, что в конце марта начинался односторонний мораторий на ядерные испытания, объявленный Советским Союзом.

Почему для испытания заряда "49" выбрали 23 февраля? Это было совпадением. Ведь всякое ядерное испытание — это не торжественный салют по тому или иному поводу, а очень сложный эксперимент государственного значения, которому предшествует тщательная подготовка, и потому выбор даты зависит от многих факторов, в том числе погодных. Тогда "звезды сошлись" на 23-м числе.

Чей заряд лучше?

Результат испытания, состоявшегося 23 февраля на Новой Земле, оказался, однако, довольно неожиданным: мощность взрыва в полтора раза превысила расчетную величину и составила примерно 860 килотонн.

Пришлось в спешном порядке проводить повторное испытание, но уже при иных, штатных параметрах первичного ядерного узла. Оно прошло 21 марта. Мощность взрыва составила около 650 килотонн — это уже соответствовало расчетам.

А вот заряд Зельдовича, испытывавшийся 27 февраля, показал энерговыделение существенно меньше ожидавшегося. И вопросов о том, чей заряд пускать в серию, не осталось.

Принцип, положенный в основу проекта "49" и полностью себя оправдавший, стал активно использоваться для разработки термоядерных зарядов различных категорий. Вот тут уже Трутнев и Бабаев не встречали сопротивления. А в КБ-11 работа по термоядерным зарядам была перепланирована.

"Начинка" для разных носителей

Схема изделия "49" привлекала тем, что позволяла создавать заряды с различным энерговыделением, которые можно было ставить на разнообразные носители. Уже в июле 1958 года научно-технический совет под руководством Курчатова обсуждал варианты применения заряда "49" на ракетах-носителях с разной дальностью действия.

Продолжение ядерных испытаний США вынудило Советский Союз провести специальную серию испытаний, которая началась 30 сентября 1958 года и проходила перед началом совместного с США и Великобританией моратория, продлившегося по 1961 год. Тогда состоялось еще несколько успешных испытаний термоядерных зарядов, созданных на основе схемы изделия "49". Их мощность составляла от 0,2 до 2,8 мегатонны. Наибольшим энерговыделением обладал заряд, испытанный 22 октября и предназначавшийся для межконтинентальной баллистической ракеты Р-7А.

Отдельно надо отметить, что в 1958 году под руководством Юрия Трутнева на основе схемы "49-го" был создан самый маленький на то время термоядерный заряд. Трутнев, по существу, стал инициатором работ по миниатюризации термоядерного оружия. Он понимал большие перспективы этого направления и энергично отстаивал его, но поначалу не нашел поддержки у руководства атомной отрасли.

Пришлось ехать в Москву к Курчатову. Он повел разработчиков на научно-технический совет Минсредмаша. Руководство министерства и там выступило против малых зарядов. Как вспоминал Трутнев, Курчатов терпеливо выслушал аргументы за и против, встал, громко стукнул по столу палкой, с которой он к тому времени ходил, и решительно изрек: "Испытываем!" Этот мини-заряд успешно испытали 25 октября 1958 года.

Без перерыва изделие "49" в различных модификациях поступило на вооружение армии и флота. Четвертого марта 1959 года — в составе ракетного комплекса 8К63 с баллистической ракетой Р-12. Стоит отметить, что именно на базе этой ракеты 17 декабря 1959 года были созданы Ракетные войска стратегического назначения.

В том же году зарядом "49" оснастили комплекс морского базирования крылатой ракеты П-5, которой вооружались атомные и дизельные подводные лодки. В 1961 году изделие включили в состав крылатых ракет наземного базирования, а в 1963-м — в состав баллистических ракет Р-21 морского базирования, причем и на первом таком отечественном ракетном комплексе Д-4 с подводным стартом.

В сентябре 1961 года в рамках операции "Роза" в СССР впервые провели пуски ракет Р-12 со штатными термоядерными головными частями. Ракеты, стартовавшие с континентальной части СССР, успешно поразили цели на Новой Земле. А во время Карибского кризиса в 1962-м эти ракеты, размещенные на Кубе, представляли угрозу для США.

В апреле 1959 года разработчики проекта "49" удостоились Ленинской премии, которую вручил лауреатам Игорь Курчатов.

Основа стратегической триады

Значение проекта "49" трудно переоценить. Его базовая физическая схема, позволяющая создавать более экономичные, легкие и малогабаритные водородные заряды, легла в основу практически всех зарядов, составляющих основу отечественной ядерной триады.

Безусловно, разработка "49-го" и последующих зарядов стала триумфом научной молодежи, причем не только Юрия Трутнева и Юрия Бабаева, но и тех, кто работал вместе с ними в Сарове, и молодых сотрудников другого ядерного центра в Снежинске, например Бориса Литвинова и Евгения Аврорина.

Это был и триумф системы послевоенного образования, в полуразрушенной стране обеспечившей подготовку талантливейших умов, которые целенаправленно отбирались для решения атомной проблемы — в то время задачи номер один для государства. Здесь уместно вспомнить Московский физико-технический институт, Московский механический институт (ныне Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ"), "девятый" факультет Московского энергетического института.

Что касается схемы заряда "49", то она не раскрывается и относится к категории сведений, составляющих государственную тайну. И пока у России существует ядерное оружие, данные по проекту "49" рассекречены не будут. Но и по сей день идеи, рожденные по-настоящему гениальными молодыми умами в 1950-х годах, позволяют надежно обеспечить обороноспособность страны.