АКАДЕМИК В.Е. ФОРТОВ: ЭКСТРЕМАЛЬНЫЕ СОСТОЯНИЯ НА ЗЕМЛЕ И В КОСМОСЕ

Родился и вырос будущий академик в 1946 году городе Ногинске, в семье инженера и учительницы истории. Любовь к технике и пристрастие к точным наукам передались ему по наследству: прадед был главным механиком текстильной мануфактуры, дед окончил Императорское московское техническое училище (позже МВТУ имени Баумана), работал техническим директором и главным механиком того же предприятия. А отец и два его брата стали инженерами-оборонщиками, трудились в ногинском филиале авиационного ЦНИИ № 30 Минобороны.

 «Все свободное время мы, мальчишки, проводили на авиационной свалке около аэродрома, — рассказывает Владимир Евгеньевич. — Это была наша игровая площадка. Если самолет разбивался, все остатки направляли туда. Мы их разбирали, отворачивали детали, уносили снаряды и пытались их взорвать. У меня до сих пор сохранились шрамы на руке и на ноге — результат разрыва 20-миллиметрового авиационного снаряда. Но это происшествие только подогрело мой интерес к технике, и я стал еще больше интересоваться авиацией и взрывами». А еще с детства он приобщался к физике высоких энергий. «Мне повезло, мой дядя Юрий Васильевич Кондратьев, лауреат Ленинской и Сталинских премий, известный ученый-ядерщик, рассказывал мне массу интересного об испытаниях ядерного оружия. Однажды во время юбилея дяди в комнату, где выпивали гости, вошел Курчатов. У меня, восьмилетнего мальчика, создалось впечатление, что появился огромный человек-шкаф, такой «квадрат» с бородой, очень веселый. Он рассказывал много анекдотов, постоянно шутил». Не исключено, что шутки великого бородача косвенно также повлияли на выбор Фортовым жизненного пути. Окончив в 16 лет школу с серебряной медалью, пройдя конкурс в 20 человек на место, он поступил в знаменитый Московский физико-технический институт на факультет аэрофизики и космических исследований, в котором, кроме классных штатных преподавателей, читали лекции такие мэтры, как будущий нобелевский лауреат академик В.Л. Гинзбург, Я.Б. Зельдович, академик Л.А. Арцимович. На втором курсе (в семнадцать лет), включился в серьезную научную работу в Институте физики земли АН СССР. Откуда затем перешел в закрытый ракетный НИИ-1 (на фасаде гордо значилось «Всесоюзный НИИ хозяйственного машиностроения»), где велись разработки ядерных ракетных двигателей, а среди лекторов были С.П. Королев и М.В. Келдыш. В итоге, с отличием защитив диплом МФТИ по свойствам неидеальной плазмы, Владимир Фортов уже тогда определил свою траекторию в науке, по которой движется по сей день.

 

В 1971 году аспирант МФТИ Фортов досрочно защищает кандидатскую диссертацию на тему «Теплофизика плазмы ядерных ракетных двигателей». Его распределяют на Дальний Восток, но незадолго до предполагаемого отъезда, после доклада на Всесоюзном симпозиуме по горению и взрыву, понравившегося отцу советской атомной бомбы академику Я. Б. Зельдовичу, по приглашению Нобелевского лауреата академика Н.Н. Семенова он поступает работать в Отделение Института химической физики АН СССР (ОИXФ) в подмосковной Черноголовке. А уже через пять лет защищает докторскую, которую Я.Б. Зельдович представляет на сессии АН СССР как знаменующую появление нового научного направления — динамической физики неидеальной плазмы. Направления, которое способно помочь и уже помогает людям в преодолении острейшего энергетического кризиса, хотя далеко не все представляют, что такое плазма, тем более неидеальная. Вот как популярно объясняет это сам Владимир Евгеньевич: «…Плазменное состояние вещества в природе — самое распространенное, если не считать темную энергию и скрытую массу. Больше всего материи находится именно в сильно разогретом, сжатом состоянии — состоянии плазмы. При низкой плотности плазма обычно бывает идеальной. Но если ее очень сильно сжать, то одна ее частичка будет одновременно взаимодействовать со многими соседями. Вот это и есть неидеальная плазма. Звезды, например, это неидеальная плазма. Как и жидкий металл, полупроводники, внутренность нашей Земли, планет-гигантов и экзопланет». А вот что говорит он о результатах, полученных в Черноголовке: «Нам удалось в лабораторных условиях с помощью мощных ударных волн получить необычные экстремальные состояния вещества при давлениях в миллионы атмосфер. Нашей целью было понять, почему такая материя ведет себя совсем не так, как написано в учебниках. Мы старались использовать в своих исследованиях и теорию, и эксперимент. Работая вместе (теоретики и экспериментаторы), мы получили представление о веществе, которое находится в состоянии с очень высокой концентрацией энергии». Наличие такого представления — серьезный шаг на пути к эффективному высвобождению этой энергии, в частности с помощью термоядерного синтеза.

Сегодня решением энергетических проблем под руководством академика В.Е. Фортова вплотную занимается Объединенный институт высоких температур РАН и созданный им Институт теплофизики экстремальных состояний. ОИВТ РАН — один из крупнейших научных центров России в этой области. Здесь изучают термодинамические, транспортные и оптические свойства реальных веществ при интенсивных импульсных воздействиях, функционируют уникальные центры коллективного пользования — Московский региональный взрывной центр на базе крупнейшей в мире сферической взрывной камеры и лазерный тераваттный фемтосекундный комплекс. Наряду с фундаментальными вопросами в ОИВТ РАН решают и прикладные — в частности, связанные с плазменной медициной, разработкой новых методов генерации плазмы для лечения обширных инфицированных ран. Кроме того, в последние годы в ОИВТ РАН сформировалась новая, интересная область физики — физика «пылевой» плазмы, которая успешно исследуется вне планеты Земля.

 

С космосом связаны многие яркие страницы творчества В.Е. Фортова. Одна из них — участие в 80-е годы в международной космической программе «Вега» по изучению Венеры и кометы Галлея под руководством академика Р.З. Сагдеева — последнего масштабного проекта СССР. Зондам исследовательского аппарата «Вега» требовалась уникальная противометеоритная защита. Здесь очень пригодился опыт, накопленный в ОИХФ и ОИВТ в процессе экспериментального изучения высокоскоростного удара. Владимир Евгеньевич Фортов с сотрудниками провели серию экспериментов и разработали физическую модель разрушения защитных экранов «Веги» под действием ударов микрометеоритов, движущихся со скоростью ~ 60 км/сек. Созданная в итоге защита аппарата выполнила свою задачу. Два космических аппарата «Вега 1» и «Вега 2» (в отличие от европейского аппарата «Джотто», потерявшего ориентацию в пространстве) успешно прошли перед ядром кометы, пробились через пылевую атмосферу, сделали ее снимок, определили ее состав и иные физические параметры. За эту работу Владимир Евгеньевич получил свой первый орден — Трудового Красного Знамени.

Еще одна замечательная «космическая» страница — серия экспериментов «Плазменный кристалл», ставшая примером эффективного международного сотрудничества. Суть экспериментов следующая: группе ученых во главе с В.Е. Фортовым впервые удалось получить так называемую кристаллическую плазму — по существу, «упорядоченную» среду, возможность существования которой прежде наука только предвидела. Плазменные кристаллы и жидкости генерировались и диагностировались в лабораториях на Земле, но ученые знали, что при отсутствии земного притяжения возможных эффектов здесь гораздо больше. Поэтому было решено начать эксперименты в космосе, в условиях микрогравитации. Первые эксперименты провели в 1998 году наши космонавты на российском орбитальном комплексе «Мир». Результаты дали так много новой и важной информации, что было принято решение об их продолжении вместе с германскими коллегами уже на борту Российского сегмента Международной космической станции. Научными руководителями нового проекта стали академик Владимир Фортов и директор Института внеземной физики Научного общества имени Макса Планка профессор Грегор Морфилл. Тем, кого интересует, как родилась эта идея и что удалось осуществить в ходе этих экспериментов, стоит обратиться к книге «Плазменный кристалл. Космические эксперименты» («Физматлит», 2015). Среди научных итогов этой работы много неожиданного, в том числе открытие: при некоторых условиях «пылевая» плазма способна формировать спиральные структуры, похожие на ДНК.

Другим следствием и продолжением космических экспериментов стало открытие в 2013 году в Бауманском университете центра «Плазменные исследования и технологии», где вместе продолжают начатое в космосе российские и немецкие специалисты, конкретно — профессор Грегор Морфилл и Алексей Ивлев, выпускник Бауманки, уехавший в свое время в Германию.

«Плазменные технологии — это реальное направление инновационного развития науки и техники, — убежден Владимир Евгеньевич. — Наш центр — еще одна серьезная ступенька, ведущая к цели».

Из выступления академика Фортова на «демидовской» пресс-конференции 14 ноября 2017 года:

А вот как ответил академик Владимир Фортов на наш вопрос о его связях с Уралом, отношении к этому региону и Демидовской премии:

— На Урале я бывал неоднократно, прежде всего, в закрытых «атомных» научных центрах Свердловской, Челябинской областей, занимаясь проблемами физики ядерного взрыва. Там у меня немало коллег, друзей. Имена многих из них долгие годы были засекречены и неизвестны широкой общественности до сих пор. Это несправедливо. Ведь они внесли огромный вклад в реализацию атомного проекта, развитие прикладной и фундаментальной науки. И очень правильно, что демидовскими лауреатами стали выдающиеся «ядерные» физики академики Б.В. Литвинов, Ю.М. Каган, Е.Н. Аврорин, Г.А. Месяц. Почетно быть с ними в одном наградном списке.

В 2016 году я приезжал в Екатеринбург на XX Менделеевский съезд, делал там доклад. Хочу особо отметить высокий уровень и качество организации форума, собравшего ведущих ученых планеты, и молодых ученых в том числе. Вообще есть такая теорема: чем дальше от Москвы — тем лучше развивается наука. При всем уважении к столице, считаю, что на Урале наука работает лучше.