Рейтинг с комментариями. Часть 33

1932 - Роберт Милликен. Космические лучи (США)
конец 1932 - ЖРД на однокомпонентном топливе. Гаэтано Артуро Крокко (Италия)
начало 1933 - ракеты с радиоуправлением (Германия)
29 июня 1933 - Магдебургская пилотируемая ракета (Pilotrakete) (Германия)
1933 - Эйген Зенгер. "Техника ракетного полета" (Германия)
1933 - Александр Романович Беляев. «Прыжок в ничто» (СССР)
12 декабря 1933 - Поль Дирак. Открытие антивещества (Англия)
1934 - Ари Абрамович Штернфельд. "Введение в космонавтику" (СССР)
январь 1935 - "Предел Чандрасекара". Субраманьян Чандрасекар (США)

1932 - Роберт Милликен. Космические лучи (США)


Космические лучи открыл не Милликен. После открытия радиоактивности Анри Беккерелем в 1896 году, считалось, что ионизацию воздуха вызывают только излучения от радиоактивных элементов в земле или радиоактивных газов в атмосфере. И опыты с 1900 по 1910 год вроде бы это подтверждали - при удалении от почвы ионизация уменьшалась. Но не до нуля, в ионизационных камерах, экранированных толстыми слоями свинца, все равно наблюдался остаточный ток. В 1909 году Теодор Вульф разработал электрометр, устройство для измерения скорости генерации ионов внутри герметично закрытого контейнера, и показал более высокие уровни излучения в верхней части Эйфелевой башни, чем у его основания. Тем не менее, его работа, опубликованная в Physikalische Zeitschrift не была принята всерьёз. В 1911 Доменико Пачини измерил скорости ионизации над озером, над морем, и на глубине 3-х метров от поверхности. Пачини установил, что под водой ионизация уменьшается, что определенная часть ионизации должна быть связана с другими источниками. В 1912 году Виктор Гесс (австрийский физик, будущий нобелевский лауреат) поднял приборы на аэростатах на высоту 5300 метров. Он обнаружил, что скорость ионизации увеличилась примерно в 4 раза по сравнению с данными на уровне земли. Гесс грешил на Солнце как на источник излучения и повторил опыт во время почти полного затмения. Ионизация увеличивалась всё равно! Он пришел к выводу "... излучение с очень большой проникающей способностью входит в нашу атмосферу сверху". Полет на воздушном шаре Гесса состоялся 7 августа 1912 года. По чистому совпадению, ровно 100 лет спустя 7 августа 2012 года, Марсианский ровер впервые начать измерения уровней радиации на другой планете. В 1913-1914, Вернер Кольхерстер (немецкий физик) подтвердил ранее полученные результаты Виктора Гесса, измеряя увеличение скорости ионизации на высоте 9 км. В опытах Кольхерстера было доказано, что это излучение направлено сверху вниз.
Милликен взялся за исследования лучей лишь в 1921-1925 годах. Он провёл блестящие опыты, достигнув высоты измерений на шарах-зондах 15.5 км и, в отличие от своих предшественников сделал тему популярной. И это было самое главное. Проникающая способность этих лучей поражала воображение. Он показал, что интенсивность космических лучей меняется с высотой, следуя вполне определённой закономерности, связанной с эффективностью их поглощения в атмосфере. Про них стали часто писать, называя "лучами Милликена". Р. Милликен вслед за В. Гессом также полагал, что космическое излучение - это гамма-кванты или гамма-лучи. Поэтому он по аналогии и назвал неизвестный вид проникающего излучения "космическими лучами". Это было в 1932 г. Термин "космические лучи" прижился за почти 100-летнюю историю этого направления физики. Однако космические лучи не имеют ничего общего с лучом света, а скорее напоминают разряженный газ, состоящий из частиц, редко взаимодействующих друг с другом.
Р. Милликену принадлежит идея происхождения космических лучей в межзвёздном пространстве, но не в самих звёздах. Она была основана на наблюдениях независимости "ультра-радиации" - космических лучей, наблюдаемых в определённом месте, - от положения на небе Солнца и Млечного Пути. Это было вполне справедливо, согласно современным представлениям, но…лишь отчасти…


Книга, изданная в СССР. 1939 год.



В 1931 году Майкельсон и Эйнштейн посетили Милликена. Майкельсон подтвердил теорию относительности Эйнштейна; Милликен доказал его квантовую теорию света.




Офицер на 1-й Мировой
Благодаря опытам Милликена, а более всего интереса к лучам на уровне ажиотажа сотни и тысячи аэростатов, самолётов, ракет начали поднимать приборы всё выше и выше, затем космические лучи стали изучать со спутников, орбитальных станций и межпланетных аппаратов. Были открыты ливни частиц, в космических лучах открыли позитрон и мюон. Космические лучи честно служили физикам до создания циклотронов и прочих ускорителей. По количеству частиц космические лучи на 90 процентов состоят из протонов, на 7 процентов - из ядер гелия, около 1 процента составляют более тяжелые элементы, и около 1 процента приходится на электроны.


1938. Сев.Дакота. Милликен продолжает опыты с приборами на аэростатах



Электроскоп для обнаружения космических лучей, используемый Милликеном и И.Боуэном в 1932 году.



Электроскоп высокого давления (30 атмосфер) с окуляром, используемый Милликеном в его подводных экспериментов для обнаружения космических лучей. Прибор был сделан в Калифорнийском технологическом институте в 1929 г.
К сожалению, лучи эти на сегодня - самый главный враг пилотируемой космонавтики, они способны причинить огромный вред любому живому организму и изрядный вред автоматам, особенно компьютерам. В аппаратах, где каждый грамм массы на вес золота (а иногда и в разы дороже), даже свинцовые стены могут лишь ослабить поток убийственных частиц. Но в этом, конечно, нет вины Милликена. Я верю, что человечество справится и с этой проблемой.

Роберт Эндрюс Милликен (англ. Robert Andrews Millikan) родился 22 марта 1868 в г Моррисон, Иллинойс, в семье священника. Перед поступлением в колледж Оберлин в Огайо работал некоторое время репортёром. В 1891 году получил степень бакалавра по классике - языку, философии, истории и искусству Древнего Средиземноморья. Он не собирался заниматься физикой. Но профессор по греческому попросил за каникулы почитать что-нибудь по физике и прочесть курс по элементарной физике в подготовительном отделении в следующем году. Милликен не знал физику совсем. Он купил книгу Эвери «Начала физики» и все летние каникулы 1889 года вникал в предмет. Он так заинтересовался физикой, что бросил древнюю историю и начал переучиваться на физика. В 1896 году он получил степень доктора по физике в Колумбийском университете. После завершения обучения Милликен преподавал в различных местах, в том числе один год проработал в университетах Берлина и Гёттингена. В 1896 году он возвращается в США, где становится ассистентом профессора физики, а затем и профессором физики в Чикагском университете.
В 1904 году он женился на Грете Бланшар. У них было три сына - Кларк, Гленн и Макс, которые впоследствии также стали учёными.
Старший из них, Кларк Б. Милликен, стал видным аэродинамиком. Другой, Гленн, был физиком, женился на дочери Джорджа Мэллори, который погиб в 1924 году при восхождении на Эверест (до сих пор дискутируется, не стал ли он первым его покорителем). Гленн тоже стал альпинистом и погиб при восхождении в горном массиве Камберленд (Вирджиния, США) в 1947 году.
В 1910 году, будучи профессором в Чикагском университете, Милликен опубликовал первые результаты своих экспериментов с заряженными капельками масла, в которых он измерил заряд электрона. В своих экспериментах Милликен измерял силу, действующую на мельчайшие заряженные капельки масла, подвешенные между электродами при помощи электрического поля. При известном значении электрического поля можно определить заряд капли. Проведя повторные эксперименты с большим количеством капелек, Милликен показал, что результаты могут быть объяснены, если предположить, что заряд капли пропорционален целому числу элементарных зарядов, величиной -1,592·10-19 кулон. Это очень точное значение и отклонение от принятого на сегодняшний день -1,60217653·10-19 кулон, объясняется тем, что Милликен использовал неточные значения динамического коэффициента вязкости воздуха.
Когда Альберт Эйнштейн в 1905 году опубликовал свою статью по корпускулярной теории света, Милликен был убеждён, что эта теория неверна. Для проверки эйнштейновской теории он предпринял серию экспериментов, продолжавшихся десять лет, он создал «механическую мастерскую в вакууме» для приготовления очень чистой поверхности фотоэлектрода. Его результаты в точности подтвердили предсказания Эйнштейна, но и это не убедило Милликена в правоте Эйнштейна. Был он и сторонником существования эфира.
В 1917 году астроном Джордж Эллери Хейл убедил Милликена проводить по несколько месяцев каждый год в технологическим колледже в Пасадене, штат Калифорния , который Хейл хотел превратить в крупный центр научных исследований и образования.
И действительно, через несколько лет колледж стал Калифорнийским технологическим институтом и Милликен покинул Университет Чикаго, переехал в Пасадену и фактически стал президентом института. Милликен был на этом посту с 1921 по 1945 год. В Калифорнийском технологическом институте он и сделал большую часть своей научной работы, направленной на изучение "космических лучей". Беспорно, именно его заслуга в том, что Калифорнийский технологический институт стал одним из лучших научных центров США.
В 1923 он получил Нобелевскую премию по физике (за работы в области фотоэлектрического эффекта и за измерения заряда электрона).
В 1930 началась его знаменитая дискуссия с Артуром Комптоном по поводу природы космических лучей высоких энергий. Милликен считал, что его "космические фотоны" были "родовыми криками" новых атомов, которые постоянно производит где-то Бог, чтобы противодействовать энтропии и тепловой смерти Вселенной. Комптон считал их просто заряженными частицами, обломками атомов и оказался прав.

Роберт Милликен был заместителем председателя Национального исследовательского совета в Первую мировую войну. Он помогал разрабатывать противолодочные и метеорологические приборы.
Милликен был религиозен и всю жизнь пытался объединить христианскую веру и науку. Был сторонником евгеники, сотрудничал со скандальным Фондом улучшения человечества, обвинялся в антисемитизме и расизме, шовинизме и фальсификации экспериментов, утверждал, что Сан-Марино, где он жил, - оплот англо-саксонской расы и надежда всего человечества в сражении против всеобщего деспотизма (подразумевая прежде всего СССР). Был большим поклонником тенниса.
Роберт Милликен скончался от сердечного приступа в своем доме в Сан-Марино, штат Калифорния 19 декабря 1953 года в возрасте 85 лет.

конец 1932 - ЖРД на однокомпонентном топливе. Гаэтано Артуро Крокко (Италия)
Гаэтано Артуро Крокко Гаэтано Артуро Крокко родился 26 октября 1877 в Неаполе в семье инженера. Детство и юность прошли на родине матери - в Палермо. Окончил гимназию и Университет Палермо, прошел курс математики и физики. В 1897 году продолжил свое обучение в артиллерийской и инженерной школе в Турине, в 1900 году выпущен в звании лейтенанта инженерных войск. В 1902 году получил направление в университет Льежа в Бельгии, где повысил свой образовательный уровень. От предложения поступить на работу в компанию Вестингауз он отказался и вернулся в Италию.
До 1905 года написал двенадцать научных работ по аэродинамике. С механиком Оттавио Рикальдони 1907 году построил дирижабль, на котором в следующем году совершил полеты на озере Браччано и в Рим. За этим последовали еще 30 дирижаблей, из которых большая часть была использована в Первой мировой войне. Во время войны он разработал специальный взрыватель для артиллерийских и зенитных орудий и вместе с Алессандро Гуидони создал первый гироскопический прибор для бомбы.
В 1908 году основал Аэродинамический институт, который позже стал итальянским Центром развития авиационной техники. К 1914 году Крокко были построены три аэродинамических трубы, одна из которых позволяла разгонять поток до 200 км/ч. Убежденный, как и многие другие, в том, что время войн кончилось, в 1920 году вышел в отставку в звании полковника и приступил к интенсивной работе в промышленности (занял пост Генерального директора и начальника отдела в Министерстве промышленности), что в то время означало деятельность, не связанную с аэронавтикой. Тем не менее он не переставал думать и работать в свободное время над новейшими концепциями аэронавтики и реактивного движения, ставшими его хобби; действительно, некоторые из опубликованных после воены работ Г. А. Крокко свидетельствуют о его горячем интересе к ракетостроению и сверхзвуковым полетам.
В 1926 году стал профессором авиационной техники в университете Рима.
В 1927 г. Крокко прочел закрытую лекцию для членов генерального штаба, возглавлявшегося тогда генералом Бадольо, о возможностях военного применения ракет с неограниченными конечными скоростями по сравнению с принципиально ограниченными конечными скоростями в артиллерии; Бадольо, совершенно потрясенный, выделил ему из своего секретного фонда 100 тыс. лир (5000 долларов) для научных исследований и создания ракет на твердом топливе.
Первая камера для испытания
твердого топлива:

А - общий вид;
Б - схема устройства
Будучи лицом штатским и не имея лаборатории для проведения исследований, Крокко подписал соглашение с одной из наиболее передовых итальянских фирм по производству взрывчатых веществ - «Бомбрини-Пароди-Дельфино» (BPD); он мог бесплатно проводить эксперименты в сотрудничестве с техническим директором этой компании д-р Маренко, используя ее оборудование и материалы. Крокко должен был поставлять для этой работы оборудование и топливо лишь в тех случаях, когда фирма BPD ими не располагала.
В 1928 году возглавил технический отдел вновь созданного министерства авиации.
Занимался Крокко сперва разработкой твердотопливных ракет. Первые серии испытаний были проведены в 1927-1928 гг. в BPD совместно с д-р Маренко. Вторым (не оплачиваемым) сотрудником являлся Луиджи Крокко. Здесь уместно рассказать и о семейных делах Альберто. Был он женат на баронессе Бике Пати-дель-Пирено, в браке имел семерых детей, одним из которых был Луиджи Крокко, ставший позже не менее знаменитым авиаконструктором и ракетостроителем. Он работал в Италии и США и про него надо б рассказывать отдельно.
Луиджи исполнилось тогда 18 лет, и он только начал учиться на машиностроительном факультете университета.
В качестве топлива при первых испытаниях был выбран кордит, который можно было легко достать (причем в виде шашек требуемого размера) в морском арсенале. Исследовалось, как ведет себя порох при разных давлениях. Пожалуй, это была лучшая в то время лаборатория для исследования взрыва 100-граммовых шашек твёрдого топлива. На основе этих результатов была сконструирована и пущена небольшая ракета, стабилизированная хвостовым оперением. Потом - более крупная ракета (тоже с аэродинамической стабилизацией); заряд состоял из трех трубчатых шашек общим весом 300 г. Возможно, впервые разрывные диафрагмы были заменены срезающимися штифтами, которые надежно прижимали концевую плиту к выходной части сопел, пока не будет достигнуто заданное давление.
В другом варианте ракеты, стабилизируемой вращением, начало вращательного движения достигалось при помощи быстро воспламенявшегося заряда, размещенного в кольцевой камере вокруг одиночного выхлопного сопла. Зажигание этого заряда производилось непосредственно перед воспламенением основного заряда, а выхлопные газы истекали через небольшие тангенциальные сопла. Точность траекторий ракет, стабилизируемых вращением, была не выше, чем ракет, стабилизируемых оперением.
В конце 1928 г. А.Крокко призвали из резерва снова на военную службу в чине генерала, ему было предложено возглавить Управление конструкторских работ Министерства аэронавтики. Одновременно он продолжал свою преподавательскую деятельность как профессор Училища авиационной техники. Денег стало больше, времени - меньше. Опытами фактически занимался Луиджи, хотя он больше тяготел к теории. Кроме того, он учился в университете.
Частично эксперименты проводились в Риме, в изолированном помещении из двух комнат, которое было специально предназначено для этих испытаний самолетостроительным предприятием SCA на проспекте Джулио Чезаре. При помощи сеньора Лаги - отличного специалиста старой школы - Луиджи впервые провел там серию сравнительных испытаний в камере; сопоставлялись трубчатые заряды кордита, применявшегося в то время, и новый двухосновной порох, используемый в морском флоте,- так называемый порох С.


Крупные ракеты (три трубчатые пороховые шашки) со стабилизирующим оперением
Первое ожидаемое преимущество зарядов из пороха С над кордитом состояло в более постоянных размерах получаемых шашек ввиду особенностей технологического процесса их изготовления - при изготовлении кордита выпаривался растворитель, который вводили, чтобы обеспечить необходимую пластичность; во время сушки шашки давали усадку, это приводило к неровности их поверхности и отклонениям в размерах. Необходимая пластичность зарядов из пороха С достигалась проведением операций при 100°С, без растворителя; при этом законченное изделие имело совершенно ровную поверхность и довольно постоянные размеры. Второе ожидаемое преимущество заключалось в том, что вследствие изменения состава зарядов должна быть достигнута меньшая чувствительность скорости их горения к величине давления. Удалось доказать, что разброс величины установившегося давления происходит как из-за неправильной геометрической формы шашек из кордита, так и его высокой чувствительности к величине давления. Расчеты (доклад 1935 г.) показали, например, что отклонения размеров трубчатых зарядов в пределах ±5% приведут к разбросу установившегося давления от 30 до 186 атм при номинальном давлении 100 атм, если скорость горения пропорциональна 0,875 степени давления. И к разбросу лишь от 82 до 119 атм, если она пропорциональна 0,625 степени давления.
Порох C заменил кордит. К концу 1929 г. исследования ракет на твердом топливе были приостановлены, началась новая фаза в итальянских исследованиях, более подходившая для возможного применения в будущем при решении проблем аэронавтики и сверхзвуковых полетов.
Исследование ракетных двигателей на двухкомпонентном топливе частично была субсидирована генеральным штабом, предоставившим новые ассигнования из секретных фондов. Крокко-отец обсудил с проф. Франческо Джордани ассортимент жидких топлив. Исходя из соображений практики, предпочтение было отдано топливам, которые можно было долго хранить; выбор пал на бензин в качестве горючего и четырехокись азота в качестве окислителя, так как они были дешевы и доступны. Рассматривалась также и концентрированная азотная кислота, но вставала проблема изготовления баков, более трудно разрешимая, чем при использовании четырехокиси азота. Нельзя забывать, что нержавеющая сталь тогда только появилась и технология ее производства находилась еще в зародыше.


Схема двигателя, работавшего на нитрометане
А.Крокко решил, что для работы Л.Крокко с опасными химикалиями необходима помощь химика, и пригласил на работу д-ра Коррадо Ланди, который работал там около двух лет. Он занимался поставкой топлива, а Л.Крокко работал над конструкцией камеры сгорания. А.Крокко наблюдал за работой и помогал советами в свободное от его основных занятий время.
Идеальный вариант - папа-генерал, не только заинтересованный в работах сына, но и разбирающейся в них. И не только заинтересованный лично, но и заинтересовавший генеральный штаб.
Была создана камера из нержавеющей стали (супер по тем временам). Эта камера была успешно испытана к концу 1930 г. д-ром Ланди и Л.Крокко в комнате, которая находилась во дворе химического института при Римском университете, тогда помещавшегося на улице Панисперна. (Эта комната была любезно предоставлена директором института по просьбе А.Крокко. Генеральный штаб поостерёгся проводить испытания в своих лабораториях).
Первое испытание первого итальянского ЖРД и одного из первых в Европе продолжалось 10 мин. На грохот сбежались все профессора. Нарушив секретность, Л.Крокко рассказал им, что они тут делают. После чего директор института Парравано имел беседу с А.Крокко, и они пришли к выводу, что испытания следует перенести в более подходящее место.
Несколько недель спустя, во время работы в лаборатории, с д-ром Ланди случился удар, и он умер, не приходя в сознание. Ему было только 25 лет. Осталось невыясненным, имеет ли его смерть какое-либо отношение к тому, что он имел дело с четырехокисью азота и слишком часто неосторожно вдыхал его вредные пары. После этого (а также в связи работой над диссертацией Л.Крокко) исследования были временно приостановлены.
Исследования не возобновлялись до второй половины 1932 г., до тех пор, пока Л.Крокко не завершил образования и не выполнил свои воинские обязательства. Тем временем после долгих бесед отца и сына они решили перейти к изучению однокомпонентного топлива. Теперь исследования финансировались новым заказчиком - ВВС Италии, проводились в лаборатории Отделения общей аэронавтики Училища авиационной техники при Римском университете с участием нового, очень компетентного сотрудника - д-ра химических наук Р. М. Корелли (впоследствии профессор авиационной технологии в том же училище).
Первая мысль об однокомпонентном топливе зародилась во время вечерней прогулки отца с сыном на улице Номентана, когда А.Крокко рассуждал о возможности регулировать горение твердого топлива, вводимого в камеру сгорания в виде тестообразной суспензии мелких частиц твердого топлива. Дискуссия свелась к тому, каким путем может происходить сгорание такой смеси. И тут Л.Крокко озарило - надо найти такое топливо (горючее+окислитель), которое горит столь же энергично, но только при высокой температуре, при обыкновенной не реагирует.
Оба Крокко сразу взялись за эксперименты. Они сразу отказались от твердого топлива в тестообразном виде и предпочли жидкое взрывчатое вещество, понижая его чувствительность разбавлением в инертном растворителе. Самым доступным в продаже и одним из наиболее эффективных жидких взрывчатых веществ являлся тринитроглицерин. И они решили опробовать его, несмотря на его плохую репутацию*. В самом деле, было известно, что сравнительно небольшое количество органического растворителя, например 30% метанола, может сделать тринитроглицерин практически стойким к детонации. Используя небольшое количество взрывчатого вещества, приготовленного в лаборатории, Корелли тщательно проверил эти и другие утверждения по данному вопросу, имевшиеся в открытой печати.
*Тем не менее они решили использовать и другие вещества, например, динитроглицерин или динитрогликоль. С ними они также провели некоторое количество опытов.
С высоты знаний сегодняшнего дня самым удивительным фактом является то, что оба Крокко остались живы и даже целы. Л.Крокко осмелел настолько, что вечерним поездом вез из Турина в Рим несколько литров смеси, приготовленной на пороховом заводе в Авильяне. Это было, конечно, некоторым нарушением официальных правил перевозки взрывчатых материалов, «и теперь я прихожу в ужас от ответственности, которую брал на себя. Однако это был единственный путь, позволивший избежать нескончаемой бюрократической волокиты, связанной с доставкой смеси», как писал Л.Крокко через 30 лет. Энтузиастов не остановил даже факт, что Эсно-Пельтри в 1931 г лишился четырёх пальцев, работая с подобной гадостью.
Камера сгорания была вся облицована изоляционным огнеупорным материалом; тигель на дне ее, выполненный из огнеупорных цилиндрических брикетов, доводили посредством электронагрева до температуры красного каления; затем ток отключался и начинался впрыск унитарного топлива через распылительную головку. Образовавшиеся газы выпускались через небольшое сопло и после охлаждения и отделения конденсата собирались в газометре.
Раствор нитроглицерина реагировал в точном соответствии с предварительными термохимическими расчетами, что говорило о практических возможностях жидких однокомпонентных топлив. Однако данное однокомпонентное топливо считалось взрывоопасным. При испарении или попадании влаги они элементарно взрывалось без всякой температуры. Свою адскую смесь они разбавляли метанолом и Л.Крокко внезапно обнаружил, что нитраметанол сам по себе является отличным однокомпонентным топливом, лучшим, чем любая из надежных нитроглицериновых смесей. Это был сюрприз - еще никогда никто не обращал внимания на взрывчатый характер нитрометана.
После этого открытия исследования, естественно, сосредоточились на нитрометане (чтобы сохранить секретность, Крокко окрестили нитрометан ерголем. По странному совпадению, этим названием несколько лет спустя в Германии обозначали жидкое топливо). Д-р Корелли приготовил большое количество этого вещества (в Италии нитрометан было трудно приобрести, хотя, например, приблизительно в то же время он появился в свободной продаже в США в качестве растворителя нитроцеллюлозы). Крокко внимательно изучили стойкость нитрометана к детонации и его устойчивость с точки зрения теплового распада. Они измерили давление паров нитрометана вплоть до 200°С и определили его способность ко взрыву при нагреве, бросая небольшие герметические капсулы, содержавшие нитрометан, в ванны с расплавленным металлом, температура которого возрастала; капсулы были сконструированы так, что могли взорваться только в случае теплового распада нитрометана. Было установлено, что самая низкая температура, при которой происходит взрыв, составляет около 400°С. Убедившись, что нитрометан - удобное в обращении вещество, они испытали в 1933 г. его способность превращаться в газ в установке, где он вел себя согласно теоретическим предположениям.
Ободренные полученными результатами и отсутствием неблагоприятных показаний, Крокко стали обдумывать, где еще возможно применить интересные свойства нитрометана. Должностные лица военно-воздушных сил проявляли очень мало интереса к будущему ракетных двигателей. Высотные полеты самолетов, наоборот, были в моде (Италия побила несколько рекордов высоты полета). Поэтому пришлось подумать о том, чтобы применить нитрометан в конструкции двигателя, который развивал бы энергию при отсутствии воздуха.
Был сконструирован и построен одноцилиндровый двигатель. Он должен был работать по двухтактному циклу, причем нитрометан впрыскивался в остаточные газы предыдущего цикла, вновь нагреваемые до высокой температуры во время такта сжатия. Предназначенные для дизелей системы впрыскивания топлива под высоким давлением стали применяться в те годы в коммерческих целях благодаря компании «Бош».
Ручная система впрыскивания «Бош» впервые испытана в установке. Эта установка была создана как демонстрационная: газовый генератор получал питание от насоса и выбрасывал газы на маленькую турбину, соединенную с генератором электроэнергии. Хотя общая эффективность превращения энергии составляла, конечно, намного менее 1%, это устройство производило на высшую администрацию большее впечатление, чем какой-либо научный чертеж или описание.
Следующая, механическая система впрыскивания, которую предполагалось применить для двигателя, была испытана в установке, сконструированной для наблюдения за способностью нитрометана к распылению. Однако, отличные насосы системы впрыскивания «Бош», которые применялись в то время, были сконструированы для дизельного топлива и поэтому не требовали принудительной смазки. Во время одного особенно продолжительного запуска произошел взрыв. Насос разворотило, Л.Крокко и Корнелли пострадали (младший Крокко пролежал месяц в постели, прежде чем снова мог ходить).
Взрыв произошел из-за того, что через несколько минут после начала опыта плунжер насоса, покрытый слоем смазки, оголился, в результате на его поверхности образовались задиры. Соответствующие горячие участки и явились воспламенителями тесно соприкасавшегося с ними сильно сжатого нитрометана. Нетрудно было воспроизвести взрыв при контролируемых условиях. Поскольку в то время не применялись системы впрыскивания с принудительной смазкой (только несколько лет спустя Бош ввел эти системы для двигателей, работающих на бензине), процесс впрыскивания нитрометана при высоком давлении был признан слишком опасным и неприемлемым.
В последующие годы Крокко сконструировали различные виды других двигателей, работавших на однокомпонентном топливе. Они, например, создали двигатель на сжатом газе, предназначенный для создания тяги под водой (он работал на газах, поступавших от газогенератора, работавшего на нитрометане с водой), и четырехтактный поршневой двигатель с искровым зажиганием, работавший только на парах нитрометана. Это привело к серии интересных исследований и экспериментов для изучения возможностей распространения распада пламени в самих парах. Но эти исследования имеют мало отношения к ракетам.
Вот так Италия лишилась возможности создать первый в мире ракетный самолёт.
Интерес опекавшей Крокко итальянской администрации к ракетной технике упал до нуля. Только после войны, в 1947 г., по заданию Управления исследовании и изготовления вооружения французского Министерства обороны Л.Крокко вновь стал проводить эксперименты с ракетными двигателями на нитрометане. Именно во Франции Л.Крокко действительно достиг успехов, разработав ракетную камеру ощутимых размеров и сравнительно небольшой длины, где применил направленные внутрь радиальные форсунки, равномерно распределенные по цилиндрической стенке камеры.
В 1949 г Л.Крокко переехал в США (с разрешения французских властей), и продолжал в течение некоторого времени эту работу в США (в сотрудничестве с фирмой «Аэроджет дженерал»), где был успешно испытан наружный радиальный впрыск из центрального пилона. Но это уже другая история.
Закончим по Крокко-старшему.
В 1936 году был открыт центр развития авиационной техники в Гуидонии, названный в честь разбившегося там пионера авиации Алессандро Гуидони. С 1936 по 1945 и с 1948 по 1952 года А.Крокко был деканом факультета аэрокосмической инженерии в Университете Рима. В последние годы в университете работал в основном в области астрономии и ракетной тематики.
Стал главой школы аэронавтики Римского университета, выполнил исследования по механике высотного полета и конструкции летательных аппаратов. Запущенные в начале 1960-х годов итальянские спутники (по программе совместных работ NASA и Итальянской космической комиссии на американских ракетах-носителях), использовали его результаты.
А.Крокко зарегистрировал в общей сложности более 50 патентов и опубликовал около 200 научных работ. Он был членом Национальной Академии Линчей и многих других академий наук в Италии и за рубежом. В 1951 году он основал итальянское ракетное общество. А.Крокко занесен в Международный зал космической славы в Аламогордо, Нью-Мексико. Астероид (10606) и кратер на Луне названы в его честь.
Умер 19.01.1968 г в Риме в возрасте 90 лет.

начало 1933 - ракеты с радиоуправлением (Германия)
Всевозможные УРы (управляемые ракеты) сейчас основной тип ракет, а уж космические - абсолютно все управляются и контролируются по десятку каналов. А вот когда и кто начал первые опыты с ракетами, управляемыми по радио - неясно. Но, похоже, это сделали в Германии. Самое раннее упоминание - в «Popular mechanics» 1933 г №6. Никаких подробностей там не названо.
Значительно более известен случай со "шведской ФАУ-2". 13 июня 1944 года из Пенемюнде была запущена "ФАУ-2" с радиоуправлением. Оператор потерял из вида скрывшуюся в облаках ракету и, стараясь не допустить её падения на немецкую территорию, отклонил ее в северном направлении. Ракета «удалилась в сторону моря» и, перелетев его, взорвалась в воздухе неподалёку от шведского городка Беккебу. Обломки упали на кукурузное поле, причём они сохранились лучше, чем если бы ракета упала на землю. Исход войны был уже ясен и предприимчивые шведы обменяли обломки неизвестной ракеты на истребители "Спитфайр" и англичане уже в середине июня доставили обломки в Лондон и исследовали их. До ракетных атак Лондона оставалось немного времени, англичане знали это и очень надеялись научиться противодействовать им. Но дело было в том, что на ракете стояла аппаратура радиокомандного наведения для разрабатывавшейся зенитной ракеты «Вассерфаль». Наличие на конкретном изделии «чужой» аппаратуры от «Вассерфаля» привело англичан к выводу о том, что на А-4 используется радиоуправление. В дальнейшем они потратили много сил на совершенно бесполезные попытки организовать радиопротиводействие боевому применению «Фау-2», не зная, что серийные ракеты управляются лишь бортовым автоматом.

29 июня 1933 - Магдебургская пилотируемая ракета (Pilotrakete) (Германия)


«Pilotrakete» (модель)


Магдебургская пилотируемая ракета. 1 - парашют; 2 - стабилизаторы; 3 - ра­кетный мотор; 4 - трубчатые стержни для крепления гондолы и подачи го­рючего; 5 - направление газовой струи; 6 - обтекатель-отражатель-охладитель; 7 - горючее в баках; 8 - кожух; 9 - ка­бина, пилот, парашют; 10 - отверстие для пилота-парашютиста
В 1933 году в Магдебурге намечалось провести Магдебургскую выставку. Наряду с разными промышленными и техническими чудесами намечалось отвести отдельный зал ракетам. Центральное событие выставки - старт в стратосферу пилотируемой ракеты! В реализации проекта проявила заинтересованность администрация Магдебурга, выделив на него 40 тыс. рейхсмарок. Замечательно то, что впервые был проведён некий отбор ракетного пилота. Было названо и имя пилота - Курт Гейниш (или Курт Гайниш) и дата старта - 9 июня 1933 года. Пилотируемая ракета - Pilotrakete - оказалась лебединой песней немецкого Общества межпланетных сообщений. По проекту она должна была иметь огромные для того времени размеры (высота - почти 8 м) и мощный тянущий ракетный двигатель, работающий на смеси бензин-кислород. В одном отсеке планировалось разместить кабину с пассажиром и топливные баки, в другом - двигатели и парашют. Создатели ракеты надеялись, что она достигнет высоты 9 км. Немецкое ракетное общество взялось за работу. Возглавил работы Рудольф Небель. Пишет И.Фортиков («Самолет» 1933 год №11 - статья явно написана в 1932 г, номер вышел весной 1933 г):
Первые опыты с пуском ракеты с находящимися в ней людьми предполагается провести уже весной будущего года в г. Магдебурге. Управляемая пилотом ракета названа первой авиаракетой. Она относится к новейшему разряду ракет, работающих на жидком горючем. Корпус ракеты конструируется из сплава алюминия и электрона. Ракетный мотор или двигатель ракеты помещен в головной носовой части ракеты. Подача горючего производится путем проводки его в камеру сгорания через целую систему агрегатов. Чрезвычайно высокая температура, развивающаяся во время горения ракеты, потребовала покрыть внутреннюю поверхность двигателя графитовым слоем и установить охлаждение дюз глицериновым составом. Под двигателем и баллонами для топлива помещена кабина для пилота. Отсюда будет производиться управление полетом ракеты при помощи установки особых регулирующих вентилей. Предполагается, что тяговое усилие ракетного мотора в этой конструкции будет настолько велико, что свободно можно будет поднять груз в 750 кг на высоту до 1 - 2 км. Начальная скорость, рассчитанная на 30 м/сек, будет доведена уже в полете постепенным легкопереносимым человеком ускорением до 300 м/сек каскадами по 10 - 20 м. В качестве топлива будет употреблен жидкий кислород в смеси со спиртом и водой. Длина ракеты равняется 8 м. Диаметр - 1 м. Горение ракеты происходит от электрического запала взрывами-толчками, развивающими энергию до 15 000 л. с. При этом скорость истечения газовой струи у дюзы должна будет доходить до 5600 м/сек. Управление ракетой (повороты, подъем, спуск) рассчитано на перемещение направления газовой струи, производимого изменением положения подвижного мотора.
Он же, «Наука и техника» 1937 год №23 (обратите внимание, как разняться цифры): Одной из неосуществленных конструкций яв­ляется знаменитая „Магдебургская пилотируемая ракета" конструкции инженера Рудольфа Небеля, вокруг которой в свое время в Германии была поднята сенсационная шумиха. Пилот должен был быть помещен во внутренней части ракеты и при достижении 18 000 м вы­броситься из нее с парашютом.
Я. И. Перельман, июнь 1933 года: Гвоздем торжества будет, конечно, подъем огромной ракеты - самой большой, какая до сих пор сооружалась (8 метров в длину и 1 метр в толщину) - с пилотом в закрытой кабине. Поднявшись на высоту около километра, пилот должен был опуститься на парашюте.
Короче, шума было много.
В случае удачного опыта с первой управляемой ракетой предполагалось запустить новую ракету подобного же типа, но более мощных размеров и тяги и послать на высоту 20 и более км.
На начальном этапе члены Общества собирались построить прототип - ракету той же схемы, что и Pilotrakete, но меньших размеров. Работа началась в рождественские праздники 1932 года, а первый старт был запланирован на июнь 1933 года. Поблизости от Магдебурга члены Общества соорудили большую пусковую направляющую. Работа отняла много времени: двигатели взрывались и прогорали. 29 июня, после двух неудачных попыток запуска, ракета все же стартовала. При этом один из роликов сошел с направляющего рельса, из-за чего ракета взлетела почти горизонтально и упала плашмя на землю в 300 м. Максимальная высота полета составила около 30 м. На этом проект был закрыт. Собственно, не из-за неудачи или отсутствия денег - сроки кончились, да и неактуально всё это стало. Это была не самая большая трагедия этого года. Выборы в Германии выиграл Гитлер...

1933 г. - Эйген Зенгер. «Техника ракетного полета» (Германия)
 Эйген Зенгер
«А мои серебряные птицы все же будут летать!»
Э.Зенгер

Эйген Зенгер родился 22 сентября 1905 г в маленьком городке Преснице, (Богемия, Австрия), сейчас - Чехия, городок затоплен. Учился в Техническом университете Граца, собирался стать строителем. В 1929 году закончил Высшую техническую школу в Вене, где в 1930-1935 гг работал ассистентом. И тут ему попались на глаза статьи Макса Валье о ракетах и книге профессора Г. Оберта «Ракета в межпланетное пространство», которую Зенгер постарался достать. Эйген сразу забыл о строительстве. Более всего интересовала его теперь аэронавтика, механика, астрономия. В отличие от Оберта (которым он восхищался) и Годдарда - «чистых ракетчиков», считавших, что ракетная техника - совершенно самостоятельная область и только ракета, конструкция ни на что другое не похожая, может вывести человечество в космос, Зенгер и некоторые его единомышленники, главным образом немецкие и австрийские инженеры Макс Валье, Гвидо Пирке, Франц Гефт, считали космонавтику логическим продолжением авиации. Он стремился к плавному переходу от аэроплана к высотному самолету стратосферы и далее - к заатмосферной технике: «космической лодке», орбитальной станции, космическому кораблю, - это его программа 1929 года. Зенгер решил сделать заатмосферный самолёт предметом своей диссертации, но университет отклонил это, как фантастику. Пришлось ему ограничиться более прозаическим проектом - крылом ферменного типа. В 1932 г в Технологическом институте Вены соорудил испытательный стенд и начал испытания ЖРД. В 1933 г он издал книгу "Техника ракетного полета". Это была первая книга по ракетостроению, написанная в академическом стиле. В 1935 и в 1936 в журнале «Flug» публикует статьи по своей машине, которую позже назвали "Антиподным бомбардировщиком Зенгера". Reichsluftfahrtministerium (RLM, или "Министерство Авиации Рейха") заинтересовались проектом и Зенгер с 1936 года - руководитель Ракетного научно-исследовательского института в Трауэне.

Антиподныq бомбардировщик Зенгера

Суть идеи такова - самолёт разгоняется до суборбитальной скорости, причём начальную скорость набирает на ракетной тележке, вылетает из атмосферы, круто падает вниз, но с помощью крыльев рикошетит от плотных слоёв атмосферы как плоский камешек от поверхности воды. И, сбросив бомбу на какую-нибудь цель, садится где-нибудь в Японии, а при небольшом запасе топлива облетает всю Землю. Назвал свой фантастический аппарат Зенгер "Серебряной птицей". Габариты - длина около 28 метров, размах крыльев - почти 15 метров, сухой вес - 20 тонн, вес топлива и бомбовой на­грузки - 80 тонн. Полный стартовый вес - 100 тонн. Старто­вый трек с рельсами длиной 3 километра. Самолет помещал­ся бы на салазки, на которых устанавливалось любое необ­ходимое количество ракетных двигателей*. Эти ракетные салазки должны были работать около 10 секунд, что позволя­ло разогнать самолет на треке до скорости 500 м/с. Затем он должен был набирать высоту с помощью собственного мар­шевого двигателя. «Принимая скорость истечения равной 3000 м/с, - пи­сал Зенгер, - можно довести скорость крылатой ракеты до 6000 м/с и поднять ее на максимальную высоту 260 кило­метров». Далее "Птица" должна была двигаться рикошетами. Девятая нижняя точка лежала бы в 16800 километрах от точки старта. Затем самолет в тече­ние некоторого времени мог оставаться на высоте 40 кило­метров, а в 23 тысячах километрах от точки старта терял бы высоту и, пролетев еще 500 километров, то есть в сумме по­ловину расстояния вокруг Земли, совершал бы посадку. Посадочная скорость должна была составить всего 140 км/ч, что давало возможность любому аэропорту при­нять такой ракетоплан. Расчеты траектории, облик аппарата рассчитывала жена Зенгера - математик Ирина Бредт.

*В этой конструкции он был одним из первых, кто предположил использовать ракетное топливо для охлаждения двигателя, прокачивая его вокруг сопла ракеты, прежде чем сжечь его в камере.

Приветствуем первую женщину, вложившую свой труд и, что ещё удивительнее, ум и знания в космические полёты! Ирина Бредт родилась в 1911 г. в Бонне. Получила докторскую степень (по естественным наукам) в 1936 году. Ее диссертация " Х-лучи, исходящие из редкоземельных элементов". Свою исследовательскую работу начала в качестве ассистента Эйгена Зенгера в Трауэне. Ее полем деятельности стала термодинамика и газовая кинетика, связанные с ракетами с ЖРД. Она стала руководителем отдела физики там же в 1941 году, а в следующем году стала первым сотрудником немецкого научно-исследовательского института по планирующим полётам в Айнринге. В ее задачу входил анализ испытательных полетов.
Зенгер, Ирина и Артур Кларк в Лондоне В 1945 году Бредт переехала в Париж и работала там в качестве исследователя по той же теме, что и раньше, но теперь для Arsenal de l'Aèronautique, позже известную как SNECMA. В то же время она выступала в качестве консультанта в технологическом институте в Мадрасе. В 1954 году вышла замуж за Эйгена Зенгера, изменила фамилию на Зенгер-Брендт, родила сына и вернулась в Германию. Она стала заместителем научного руководителя института физики реактивного движения, которая была основана Эйгеном Зенгером в Штутгарте.
В 1960 году Зенгер-Брендт, которая никогда не говорила об эмансипации, стала одной из основателей и единственной женщиной в Международной академии астронавтики. С 1963 года она выступала в качестве консультанта, инженера по космическим вопросам для компании Юнкерс и Бёлков (позднее - " Мессершмитт-Бёлков-Блюм"). Опубликовала 88 докладов на темы, касающиеся естественных наук и наук о культуре. Умерла в Штутгарте в 1983 г в возрасте 72 лет.
В 1942 году ВВС Германии отменили этот проект наряду с другими как амбициозные в пользу сосредоточения на проверенных технологиях. Зенгер был направлен на работу на работу в DFS (научно-исследовательский центр планеризма в Айнринге). Там он отрабатывал технологии прямоточных воздушно-реактивных двигателей до конца второй мировой войны.
Продолжал теоретические исследования (частично с И.Бредт) по обоснованию возможности осуществления суборбитального полета с минимальной затратой энергии, которые были обобщены в 1944 году в трудах "О ракетно-космическом самолете", "О ракетном двигателе для дальнего бомбардировщика".
С 1954 года - руководитель научно-исследовательского института физики реактивных двигателей в Штутгарте; с 1963 года профессор кафедры "Элементы космической техники" в Техническом университете в Западном Берлине.
В 1961-1964 гг. проводил исследования по космическому пилотируемому самолету для транспортных полетов на околоземную орбиту, которые опубликовал в работе "Предложения о разработке европейского космического корабля" (1964 г.). Внес вклад в разработку теории полета ракет с фотонными ракетными двигателями.
Зенгер - активный сторонник международного сотрудничества в космонавтике, первый президент Международной астронавтической федерации (1950-1953 гг.), член-учредитель Международной академии астронавтики, почетный член многих астронавтических и ракетных обществ; с 1956 года возглавлял Общество ракетной техники и космических полетов в Штутгарте. Консультант Европейской организации по разработке ракет-носителей (ЕЛДО) и Европейской организации по космическим исследованиям (ЕСРО).
Преданность своим научно-техническим принципам Зенгер сохранял всю жизнь. В январе 1964 года в авиационном журнале «Флюгвельт» Зенгер обращается к европейским государствам с призывом объединиться и начать общую работу над проектом пилотируемого транспортного космического самолета. В набросках его программы отдана дань авиации: этот самолет будет совершать межконтинентальные перелеты. И космонавтике: он сможет доставлять экипаж на орбитальную станцию. В день своей смерти Зенгер продолжает работу над программой этого самолета - прообраза космических кораблей многоразового использования.
Зенгер любил и умел мечтать. «Всматриваясь в завтра,- писал Зенгер,- мы видим, как химические ракеты сооружают «внешние земные станции», мы видим термоядерные атомные ракеты, движущиеся на межпланетных путях, и, наконец, ракеты с фотонно-ракетными приводами и прямоточными фотонно-реактивными приводами, проникающие в крайние дали космоса на поиски наших братьев во Вселенной. Для этих задач не хватит сил отдельной нации; нам нужны лучшие ученые, лучшие инженеры, лучшие пилоты и вся рабочая сила всех людей; нам нужно человечество, созревшее для межзвездного пространства».
Зенгер - автор еще одного классического труда теоретической космонавтики, книги «К механике фотонных ракет», в которой он рассмотрел такой полет на основании теории относительности.
Будущее техники в понимании Зенгера тесно связано с социальным совершенствованием человечества. Его книга «К механике фотонных ракет» проникнута верой в силу человеческого разума и труда. Он понимает, что только всеобщий мир на планете является непременным условием всякого человеческого прогресса, и выступает поборником всеобщего и полного разоружения. Даже в предисловии своей сугубо научной, переполненной математическими и физическими абстракциями книги о фотонных ракетах он пишет о том, что «...быстрое усовершенствование оружия невероятной разрушительной силы показывает все большую бессмысленность его действительного применения для войны. В недалеком будущем все человечество должно будет признать, что война не только морально, но и технически бессмысленна». После окончания войны Зенгер работал на французское правительство, а в 1949 году основал "Fèdèration Astronautique". В это время Сталин приказал уговорить Зенгера приехать на работу в СССР, поручив это дело своему сыну Василию и ракетчику Григорию Токати. Но Токати сам сбежал на запад, попытка провалилась. Сообщалось также, что НКВД готовилось похитить Зенгера, но из Франции это было сложно.
В 1951 году он стал первым президентом Международной Астронавтической Федерации. К 1954 году Зенгер вернулся в Германию и три года спустя был направлен в ракетный научно-исследовательский институт в Штутгарте. С 1961 по 1963 году он выступал в качестве консультанта для фирмы "Юнкерс" в разработке ПВРД.
А еще он разрабатывал солнечный парус.
Он умер в Берлине 10 февраля 1964 в возрасте 58 лет.
Его работы по "Серебряной птице" были очень важны для X-15, X-20, и, в конечном счете, для "Спейс шаттл".

1933 - Александр Романович Беляев. «Прыжок в ничто» (СССР)

1933

1957

1958

1959

1961

1963
И ещё много-много
Александр Романович Беляев родился 4 марта (16 н.с.) 1884 в Смоленске в семье священника. В семье было ещё двое детей: сестра Нина умерла в детском возрасте от саркомы; брат Василий, студент ветеринарного института, утонул, катаясь на лодке. С детства Саша много читал, увлекался приключенческой литературой, особенно Жюлем Верном. Впоследствии летал на аэропланах одной из первых конструкций, сам мастерил планеры. В детстве получил травму глаза и зрение его резко ухудшилось.
Отец желал видеть в сыне продолжателя своего дела и отдал его в 1895 году в смоленскую духовную семинарию. В 1901 Беляев окончил духовную семинарию и вышел оттуда убежденным атеистом. Наперекор отцу он поступил в Демидовский юридический лицей в Ярославле. Вскоре после смерти отца ему пришлось подрабатывать: Александр давал уроки, рисовал декорации для театра, играл на скрипке в оркестре цирка.
По окончании (в 1906 году) Демидовского лицея А. Беляев получил должность частного поверенного в Смоленске и скоро приобрёл известность хорошего юриста. У него появилась постоянная клиентура. Выросли и материальные возможности: он смог снять и обставить хорошую квартиру, приобрести неплохую коллекцию картин, собрать большую библиотеку. Любил живопись, музыку, театр, играл в любительских спектаклях, занимался фотографией.
Он мечтал о дальних странах, сумев накопить деньги, в 1913 путешествует по Италии, Франции, Швейцарии. Это была его единственная заграничная поездка, но впечатления от неё на него сильно повлияли. Он захотел стать литератором. Вернувшись в Смоленск, работал в «Смоленском вестнике», через год стал редактором этого издания. В 1914 году оставил юриспруденцию ради литературы и театра.
В возрасте тридцати пяти лет А. Беляев заболел туберкулёзным плевритом. Лечение оказалось неудачным - развился туберкулёз позвоночника, осложнившийся параличом ног. Шесть лет он был прикован к постели, из которых три года был в гипсе. Молодая жена Вера, избалованная и капризная, его покинула, сказав, что не для того она выходила замуж, чтобы ухаживать за больным мужем. В поисках специалистов, которые могли бы ему помочь, А. Беляев с матерью и старой няней попал в Ялту. Там, в больнице, он начал писать стихи. Не поддаваясь отчаянию, он занимается самообразованием: изучает иностранные языки, медицину, биологию, историю, технику, много читает (Жюля Верна, Герберта Уэллса, Константина Циолковского). И он победил болезнь, но мир неузнаваемо изменился. Война, революция, разруха, гражданская война - он знал об этом лишь по газетам. В 1922 возвращается к полноценной жизни, служит инспектором по делам несовершеннолетних. По совету врачей живет в Ялте, работает воспитателем в детском доме. Потом его устроили на должность инспектора уголовного розыска - он организовал там фотолабораторию, позже пришлось уйти в библиотеку. Там он встретил свою вторую жену - Маргариту. Жизнь в Ялте была очень тяжёлой, и А. Беляев с помощью знакомых перебрался с семьёй в Москву (1923), где он устроился на работу юрисконсультом. Там он начал серьёзную литературную деятельность. Печатает научно-фантастические рассказы, повести в журналах «Вокруг света», «Знание - сила», «Всемирный следопыт», заслужив титул «советского Жюля Верна». В 1925 году публикует повесть «Голова профессора Доуэля», которую сам Беляев называл историей автобиографической: хотел рассказать, «что может испытать голова без тела».
В Москве А. Беляев прожил до 1928 года; за это время им были написаны «Остров погибших кораблей», «Последний человек из Атлантиды», «Человек-амфибия», «Борьба в эфире», опубликован сборник рассказов. Писал автор не только под своим именем, но и под псевдонимами А. Ром и Арбел.
В 1928 году А. Беляев с семьёй переехал в Ленинград и с этих пор занимался исключительно литературой, профессионально. Так появились «Властелин мира», «Подводные земледельцы», «Чудесное око», рассказы из серии «Изобретения профессора Вагнера». Печатались они, в основном, в московских издательствах. Однако вскоре болезнь опять дала о себе знать, и пришлось переехать из дождливого Ленинграда в солнечный Киев.
1930 год оказался для писателя очень тяжёлым: в эпидемию менингита умерла его шестилетняя дочь Люда, рахитом заболела вторая, а вскоре обострилась и его собственная болезнь (спондилит). И в Киеве не принимали сочинения на русском языке. В 1931 году семья вернулась в Ленинград.
В сентябре 1931 года А. Беляев передаёт рукопись своего романа «Земля горит» в редакцию ленинградского журнала «Вокруг света». В 1934 году он встречается с Гербертом Уэллсом, приехавшим в Ленинград. Особенно Беляев интересовался проблемами освоения космоса и океанских глубин. В 1934, прочитав роман Беляева «Воздушный корабль», Циолковский написал: «... остроумно написан и достаточно научен для фантазии. Позволю себе изъявить удовольствие т. Беляеву».
В 1933 выходит книга «Прыжок в ничто», о ней писал Циолковский: «…из всех существующих рассказов на тему межпланетных путешествий роман А.Р.Б. наиболее содержателен и научен». В 1930-е были написаны «Звезда КЭЦ», «Чудесное око», «Под небом Арктики».


Суперобложка первого издания

В 1935 году Беляев становится постоянным сотрудником журнала «Вокруг света». В начале 1938 года, после одиннадцати лет интенсивного сотрудничества, Беляев покидает журнал «Вокруг света». В 1938 году опубликовал статью «Золушка» о бедственном положении современной ему фантастики. В 38-м дочь Светлана начала задыхаться и тоже начались проблемы с костями (наследственное) и семья переехала в Пушкин. Вообще Беляев очень часто менял квартиры, наверно, пытался как-то унять страсть к путешествиям.
Незадолго до войны писатель перенёс очередную операцию, поэтому на предложение эвакуироваться, когда началась война, он ответил отказом. Город Пушкин (бывшее Царское Село), где жил в последние годы А. Беляев с семьёй, 17 сентября 1941 года был оккупирован немцами. 6 января 1942 Беляев умер от голода. Ему было всего 57 лет.
Оставшиеся в живых тёща, жена и дочь писателя были угнаны немцами в Германию и находились в различных лагерях для перемещённых лиц на территории Польши и Австрии до освобождения Красной Армией в мае 1945 года. Работали на фабрике по переработке грибов. После окончания войны жена и дочь Александра Романовича, как и многие другие граждане СССР, оказавшиеся в немецком плену, были отправлены в ссылку в Восточную Сибирь, добывали соду на Алтае. В ссылке они провели 11 лет. Дело еще в том, что мать второй жены Беляева - Маргариты Константиновны была шведкой, когда меняли паспорта, паспортистка записала её и её дочь "немками", заодно отменив и двойное имя тёщи Беляева. К тому же они (и даже 12-летняя дочь) знали немецкий. Менять паспорт было сложно, так и оставили, даже веселились по поводу ошибки. А пришедшие немцы записали их как «фольксдойч» и уже в январе угнали в Германию в первую очередь. Они даже не смогли похоронить Беляева - в мороз некому было вырыть могилу, его оставили в часовне "до первого тепла". Жена и дочь просили только в управе, чтобы похоронили не в братской могиле, а отдельно. За это надо было платить и они отдали какие-то вещи. Гроб с телом Беляева долго стоял в соседней пустующей квартире, мародёры сняли с него костюм, 5 февраля жену и дочь увезли в Германию и хоронили уже без них. Только много лет спустя им сказали, что похоронили не в братской могиле, а с профессором Черновым, с которым они были дружны, но место могилы затерялось. Памятная стела на Казанском кладбище города Пушкин установлена лишь весьма приблизительно.
Семья Беляева вернулись из ссылки в Ленинград в "хрущевскую оттепель", неожиданно получив большую сумму гонорара за книгу писателя - Беляева вновь начали печатать.
В 1990 году секцией научно-художественной и научно-фантастической литературы Ленинградской писательской организации Союза писателей СССР учреждена литературная премия имени Александра Беляева, присуждаемая за научно-художественные и научно-популярные произведения.
На мой взгляд, Беляев был великим фантазёром, но писал зачастую просто скучно. Вряд ли он был и первооткрывателем каких-то новых тем, особенно в космической фантастике, но что следует отметить как безусловное его достижение - он сразу и безоговорочно поверил в ракетную технику, в идеи Циолковского, переписывался с ним. Писал не только фантастику, но и научно-популярные статьи по космонавтике. "Звезда КЭЦ" - это орбитальная станция "К.Э.Циолковский", присутствует в его книге и инженер Цандер. А знают Беляева всё-же больше благодаря роману "Человек-амфибия". Имя Ихтиандр стало нарицательным. Но дело тут, конечно, не столько в романе, сколько в одноимённой экранизации романа, безусловом шедевре, потрясшем советского зрителя в 1961 году.

12 декабря 1933* - Поль Дирак. Открытие антивещества (Англия)
Поль  Дирак *в этот день в Стокгольме (при вручении ему Нобелевской премии) Дирак прочел лекцию на тему «Теория электронов и позитронов», в которой предсказал существование антивещества.
Физические законы должны обладать математической красотой. (Physical laws should have mathematical beauty).

Поль Дирак (1956 год на лекции в МГУ, когда его спросили о его понимании философии физики)
«У меня проблемы с Дираком. Это балансирование на головокружительной грани между гением и безумием - ужасно».

Эйнштейн в письме Паулю Эренфесту в августе 1926-го.

Один из самых знаменитых физиков XX века Поль Дирак подарил космонавтике абсолютное топливо - антивещество. Казалось бы, только-только разобрались с расщеплением ядра урана и до первой атомной бомбы осталось всего ничего - 12 лет напряжённых усилий лучших атомщиков планеты и только фантасты занимаются атомными двигателями, энергия атомного взрыва считается невероятной по мощности, чего ещё желать - вот фронт работы на столетия вперёд! А между тем при взрыве ядрной бомбы лишь 1% массы переходит в энергию. И даже при термоядерном взрыве (о котором в 1933-м написаны лишь самые первые общие статьи) ненамного больше. А Дирак предсказал, что есть на свете такая материя, которая без всяких ухищрений, просто при соприкосновении с любой массой переходит в энергию полностью. Звездолётчикам надо лишь, чтобы рождающиеся кванты отбрасывались в нужном направлении. Аннигиляция не просто в тысячи раз сильнее ядерного взрыва, но и предельна по мощности. Ничего более продвинутого не усматривается даже в теории. 1 кг антивещества при аннигиляции выделит столько же энергии, сколько 42,96 Мт тротилла. Самоё мощное в истории устройство - советская водородная бомба весом 26,5 т выделила столько же энергии, сколько 1,2 кг антивещества. Теллеровский предел для термоядерного оружия подразумевает что самый эффективный выход энергии не превысит 6 кт/кг массы устройства. Антивещество никаких имплозийных устройств не требует и в 7 000 раз мощнее. Правда, 50% этой энергии уйдёт с нейтрино - частицами, почти не реагирующими с веществом, которые практически неуловимы, а потому и бесполезны.
После Дирака почти все звездолёты фантастов, исповедующих "твёрдую" фантастику, летают с баками, полными антивещества. Строители звездолётов, сожалея о том, что с антивеществом трудно работать, тем не менее просчитывают и его, как наименьшую потребную массу топлива. И приходят к неутешительным результатам - даже скромный звездолёт, разогнавшийся до субсветовых скоростей, потребует десятки тысяч тонн антивещества (и столько же вещества) только на разгон. И это самое дорогое вещество. Пока 1 мг позитронов стоит 25 млн долл, а полноценная антиматерия (атомы) будет стоить ещё в тысячи раз дороже, но главное - антиматерия реальна. Позитроны, антипротоны и даже атомы антиводорода не только обнаружили экспериментально, но и получили искусственно. Но хранить антивещество - морока. Оно существует лишь миллисекунды, после чего встречается с обычным веществом, которого даже в самом глубоком вакууме немало ... и превращается в энергию. Во Вселенной антивещества чрезвычайно мало и это очень странно - ничем особым оно не отличается от обычного. Но не исключено, что где-то есть целые галактики из антивещества и фантасты эту тему успешно окучивают. Конечно, в основном, в межзвёздных странствиях. Но, чем чёрт не шутит - 1 мг антивещества хватит на полёт до Марса, вдруг удастся его приручить.
Итак, кто же такой Дирак - подаривший идею использовать самую сильную взрывчатку во Вселенной?
Поль Адриен Морис Дирак (фр. Paul Adrien Maurice Dirac) родился 8 августа 1902 года в Бристоле в семье учителя. Его отец, Шарль Адриен Ладислас Дирак, получил степень бакалавра словесности в Женевском университете и вскоре после этого перебрался в Англию. С 1896 года он преподавал французский язык в Коммерческом училище и Техническом колледже Бристоля, ставшем в начале ХХ века частью Бристольского университета. Ученики не любили его, - он был слишком строг и требователен. Жили замкнуто. Впоследствии Поль Дирак вспоминал: «В наш дом никто не приходил за исключением, может быть, немногих учеников отца. У нас не бывало никаких гостей». Мать Поля, Флоренс Ханна Холтен, дочь капитана торгового судна, работала в библиотеке. Всего в семье было трое детей; у Поля был старший брат Реджинальд Феликс (1900-1925, он покончил с собой) и младшая сестра Беатрис (1906-1991). Отец требовал, чтобы в семье разговаривали исключительно на французском языке. Говорят, что отсюда молчаливость Поля. Отец и дети были зарегистрированы как швейцарские подданные и лишь в 1919 году получили британское гражданство.
В 12-летнем возрасте Поль Дирак стал учеником средней школы Технического колледжа, программа обучения которой имела практическую и естественнонаучную направленность. Дирак вспоминал, что оно было «...великолепной школой естественных наук и современных языков. В ней не было ни латинского, ни греческого, чему я был очень рад, ибо я совсем не воспринимал древние культуры. Я был очень счастлив, что мог посещать эту школу. Я учился с 1914 по 1918 год, как раз во время Великой войны. Многие парни покинули школу ради служения нации. В результате старшие классы совсем опустели. Чтобы заполнить пробел, стали продвигать младших в такой степени, в какой они могли справиться с более сложной работой. Мне это было очень выгодно: я быстро «проскочил» младшие классы и в очень раннем возрасте познакомился с основами математики, физики, химии на вполне высоком уровне. Математику я учил по книгам, которые, как правило, содержали больше, чем знал класс». Далее он вспоминает, что в школе «...ценили мою преданность науке...», хотя в спортивных играх «мне не сопутствовала удача».
В 1918 году в 16 лет Дирак поступил на инженерный факультет Бристольского университета. Несмотря на то, что его любимым предметом была математика, он неоднократно говорил, что инженерное образование дало ему очень много.


Дирак с женой Маргарет
Большое влияние на Дирака в это время оказало знакомство с теорией относительности, которая в те годы вызывала в обществе огромный интерес. Во время летних каникул Дирак проходил стажировку на одном из машиностроительных заводов в Регби, однако не зарекомендовал себя с лучшей стороны. Поэтому в 1921 году, после получения степени бакалавра электротехники, он не сумел найти работу. Также ему не удалось продолжить учёбу в Кембриджском университете: стипендия была слишком мала, а бристольские власти отказались оказать финансовую поддержку, поскольку Дирак лишь недавно принял английское гражданство.
Следующие два года Дирак изучал математику в Бристольском университете: сотрудники математического факультета предложили ему неофициально посещать занятия. В 1923 году Дирак сдал заключительный экзамен с отличием первой степени.
После сдачи экзаменов по математике Дирак получил стипендию Бристольского университета и грант от Отдела образования Бристоля. Таким образом, у него появилась возможность поступить в аспирантуру Кембриджского университета. Вскоре он был принят в колледж Святого Джона. В Кембридже он посещал лекции по ряду предметов, которые не изучались им в Бристоле, например, по статистической механике Гиббса и классической электродинамике.
Он хотел заниматься теорией относительности, однако его научным руководителем был назначен известный теоретик Ральф Фаулер, специалист по статистической механике. Именно вопросам статмеханики и термодинамики были посвящены первые работы Дирака, также он проводил расчеты эффекта Комптона, важные для астрофизических приложений. Фаулер познакомил Дирака с совершенно новыми идеями атомной физики, выдвинутыми Нильсом Бором и развивавшимися другими учёными. Дирак вспоминал об этом эпизоде в своей биографии:
Помню, какое огромное впечатление произвела на меня теория Бора. Я считаю, что появление идей Бора было самым грандиозным шагом в истории развития квантовой механики. Самое неожиданное, самое удивительное заключалось в том, что столь радикальное отступление от законов Ньютона дало такие замечательные плоды.
Дирак включился в работу по теории атома, пытаясь, как и многие другие исследователи, распространить идеи Бора на многоэлектронные системы.
Летом 1925 года Кембридж посетил Вернер Гейзенберг, выступивший с докладом об аномальном эффекте Зеемана в Клубе Капицы. В конце своего доклада он упомянул о некоторых своих новых идеях, легших в основу матричной механики. Впрочем, Дирак не обратил на них тогда внимания из-за усталости. В конце лета, находясь в Бристоле у родителей, Дирак получил от Фаулера по почте корректуру статьи Гейзенберга, но не смог сразу оценить её основную мысль. Лишь через неделю или две, вновь вернувшись к этой статье, он осознал то новое, что появилось в теории Гейзенберга. Динамические переменные Гейзенберга описывали не отдельную боровскую орбиту, а связывали два атомных состояния и выражались в виде матриц. Следствием этого была некоммутативность переменных, смысл которой был неясен самому Гейзенбергу. Дирак сразу понял важную роль этого нового свойства теории, которому было необходимо дать правильную интерпретацию. Ответ был получен в октябре 1925 года, уже после возвращения в Кембридж, когда Дираку во время прогулки пришла идея об аналогии между коммутатором и скобками Пуассона. Эта связь позволила ввести процедуру дифференцирования в квантовую теорию (этот результат был изложен в статье «Фундаментальные уравнения квантовой механики», опубликованной в конце 1925 года) и дала толчок к построению последовательного квантовомеханического формализма на основе гамильтонова подхода. Впоследствии Дирак не раз отмечал решающую роль Гейзенберга в построении квантовой механики. Он писал:
У меня есть наиболее веские причины быть почитателем Вернера Гейзенберга. Мы учились в одно время, были почти ровесниками и работали над одной и той же проблемой. Гейзенберг преуспел там, где у меня были неудачи. К тому времени накопилось огромное количество спектроскопического материала, и Гейзенберг нашел правильный путь в его лабиринте. Сделав это, он дал начало золотому веку теоретической физики, и вскоре выполнять первоклассные работы имел возможность даже второразрядный студент.


1936 г. И.Е. Тамм и П.А.М. Дирак на Эльбрусе.
Следующим шагом Дирака стало обобщение математического аппарата путем построения квантовой алгебры для переменных, отличающихся некоммутативностью и названных им q-числами. Примером q-чисел являются гейзенберговские матрицы. Работая с такими величинами, Дирак рассмотрел задачу об атоме водорода и получил формулу Бальмера. Одновременно он пытался расширить алгебру q-чисел, чтобы охватить релятивистские эффекты и особенности многоэлектронных систем, а также продолжал заниматься теорией комптоновского рассеяния. Полученные результаты вошли в диссертацию на соискание степени доктора философии под названием «Квантовая механика», которую Дирак защитил в мае 1926 года.
К этому времени стало известно о новой теории, развитой Эрвином Шрёдингером на основе представлений о волновых свойствах вещества. Отношение Дирака к этой теории было поначалу не самым благоприятным, поскольку, по его мнению, уже существовал подход, позволявший получать правильные результаты. Однако вскоре стало ясно, что теории Гейзенберга и Шрёдингера связаны между собой и дополняют друг друга, поэтому Дирак с энтузиазмом взялся за изучение последней.
Впервые Дирак применил её, рассмотрев задачу о системе тождественных частиц. Он обнаружил, что тип статистики, которой подчиняются частицы, определяется свойствами симметрии волновой функции. Дирак изучил основные свойства этой статистики и описал их в статье «К теории квантовой механики» (август 1926 года). Вскоре выяснилось, что это распределение было введено ранее Энрико Ферми (из иных соображений), и Дирак полностью признал его приоритет. Тем не менее, этот тип квантовой статистики обычно связывается с именами обоих ученых (статистика Ферми - Дирака).
В той же статье «К теории квантовой механики» была развита (независимо от Шрёдингера) зависящая от времени теория возмущений и применена к атому в поле излучения. Это позволило показать равенство коэффициентов Эйнштейна для поглощения и вынужденного испускания, однако сами коэффициенты вычислить не удалось.
В сентябре 1926 года по предложению Фаулера Дирак прибыл в Копенгаген, чтобы провести некоторое время в Институте Нильса Бора. Здесь он близко сошёлся с Паулем Эренфестом и самим Бором.
Находясь в Копенгагене, Дирак продолжал работу, пытаясь дать интерпретацию своей алгебре q-чисел. Результатом стала общая теория преобразований, объединившая в качестве частных случаев волновую и матричную механики. Этот подход, аналогичный каноническим преобразованиям в классической гамильтоновой теории, позволил переходить между различными наборами коммутирующих переменных. Для того чтобы иметь возможность работать с переменными, характеризующимися непрерывным спектром, Дирак ввёл новый мощный математический инструмент - так называемую дельта-функцию, ныне носящую его имя. В той же статье «Физическая интерпретация квантовой динамики», представленной в декабре 1926 года, был введен ряд обозначений, впоследствии ставших общепринятыми в квантовой механике.
В Копенгагене Дирак начал заниматься вопросами теории излучения. В работе «Квантовая теория испускания и поглощения излучения» он показал её связь со статистикой Бозе - Эйнштейна. Фактически в этой работе было введено представление о новом физическом объекте - квантовом поле, а метод вторичного квантования лег в основу построения квантовой электродинамики и квантовой теории поля.
Дирак продолжал заниматься теорией излучения (а также вопросами теории дисперсии и рассеяния) в Гёттингене, куда приехал в феврале 1927 года и где провел несколько следующих месяцев. Он посещал лекции Германа Вейля по теории групп, активно общался с Борном, Гейзенбергом и Робертом Оппенгеймером.
К 1927 году благодаря своим новаторским работам Дирак приобрел широкую известность в научных кругах. Свидетельством этому было приглашение на пятый Сольвеевский конгресс («Электроны и фотоны»), где он принял участие в дискуссиях. В том же году Дирак был избран членом совета колледжа Святого Джона, а в 1929 году назначен старшим лектором по математической физике (впрочем, он был не слишком обременен преподавательскими обязанностями).
В это время Дирак был занят построением адекватной релятивистской теории электрона. Полученное уравнение (уравнение Дирака) оказалось весьма удачным, поскольку оно естественным образом включает спин электрона и его магнитный момент. В статье «Квантовая теория электрона», отосланной в печать в январе 1928 года, содержался также основанный на полученном уравнении расчет спектра водородного атома, оказавшийся в полном согласии с экспериментальными данными. После появления уравнения Дирака стало ясно, что оно содержит одну существенную проблему: помимо двух состояний электрона с различными ориентациями спина, четырёхкомпонентная волновая функция содержит два дополнительных состояния, характеризуемых отрицательной энергией. В опытах эти состояния не наблюдаются, однако теория дает конечную вероятность перехода электрона между состояниями с положительной и отрицательной энергиями. Попытки искусственно исключить эти переходы ни к чему не привели. Наконец, в 1930 году Дирак сделал следующий важный шаг: он предположил, что все состояния с отрицательной энергией заняты («море Дирака»), что соответствует вакуумному состоянию с минимальной энергией. Если же состояние с отрицательной энергией оказывается свободным («дырка»), то наблюдается частица с положительной энергией. При переходе электрона в состояние с отрицательной энергией «дырка» исчезает, то есть происходит аннигиляция. Из общих соображений следовало, что эта гипотетическая частица должна быть во всем идентичной электрону, за исключением противоположного по знаку электрического заряда. В то время такая частица не была известна, а Дирак не решился постулировать её существование. Поэтому в работе «Теория электронов и протонов» (1930) он предположил, что такой частицей является протон, а его массивность обусловлена кулоновскими взаимодействиями между электронами.
Вскоре Вейль из соображений симметрии показал, что такая «дырка» не может быть протоном, а должна иметь массу электрона. Дирак согласился с этими доводами и указал, что тогда должен существовать не только «положительный электрон», или антиэлектрон, но и «отрицательный протон» (антипротон). Антиэлектрон был открыт спустя несколько лет. Первые свидетельства его существования в космических лучах получил Патрик Блэкетт, однако пока он был занят проверкой результатов, в августе 1932 года Карл Андерсон независимо открыл эту частицу, которая позже получила название позитрона.
В 1932 году Дирак сменил Джозефа Лармора в должности Лукасовского профессора математики (в свое время этот пост занимал Исаак Ньютон). В 1933 году Дирак разделил с Эрвином Шрёдингером Нобелевскую премию по физике «за открытие новых форм квантовой теории». Сначала Дирак хотел отказаться, поскольку не любил привлекать к себе внимание, однако Резерфорд уговорил его, сказав, что своим отказом он «наделает еще больше шума». 12 декабря 1933 года в Стокгольме Дирак прочел лекцию на тему «Теория электронов и позитронов», в которой предсказал существование антивещества. Предсказание и открытие позитрона породило в научном сообществе уверенность, что начальная кинетическая энергия одних частиц может быть преобразована в энергию покоя других, и привело в дальнейшем к стремительному росту числа известных элементарных частиц.
После поездок в Копенгаген и Гёттинген Дирак почувствовал вкус к путешествиям, посещениям разных стран и научных центров. С конца 1920-х годов он выступал с лекциями по всему миру. Так, в 1929 году он прочитал курс лекций в Висконсинском и Мичиганском университетах в США, затем вместе с Гейзенбергом пересек Тихий океан, а после лекций в Японии вернулся в Европу по Транссибирской магистрали. Благодаря тесным научным и дружеским связям с советскими физиками (Игорем Таммом, Владимиром Фоком, Петром Капицей и др.) он неоднократно приезжал в СССР (восемь раз в довоенное время - в 1928-1930, 1932-1933, 1935-1937 годах), а в 1936 году даже поучаствовал в восхождении на Эльбрус. Однако после 1937 года ему не удавалось получить визу, поэтому его следующие приезды состоялись лишь после войны, в 1957, 1965 и 1973 годах.
Помимо рассмотренных выше, в 1920-1930-е годы Дирак опубликовал ряд работ, содержащих существенные результаты по различным конкретным проблемам квантовой механики. Он рассмотрел введенную Джоном фон Нейманом матрицу плотности (1929) и связал её с волновой функцией метода Хартри - Фока (1931). В 1930 году он проанализировал учет обменных эффектов для многоэлектронных атомов в приближении Томаса - Ферми. В 1933 году совместно с Капицей Дирак рассмотрел явление отражения электронов от стоячей световой волны (эффект Капицы - Дирака), которое удалось наблюдать на опыте лишь много лет спустя, после появления лазерной техники. В работе «Лагранжиан в квантовой механике» (1933) была предложена идея интеграла по траекториям, заложившая основы метода функционального интегрирования. Этот подход был положен в основу формализма континуального интеграла, развитого Ричардом Фейнманом в конце 1940-х годов и оказавшегося чрезвычайно плодотворным при решении задач теории калибровочных полей.
В 1930-е годы Дирак написал несколько фундаментальных работ по квантовой теории поля. В 1932 году в совместной с Владимиром Фоком и Борисом Подольским статье «К квантовой электродинамике»был построен так называемый «многовременной формализм», который позволил получить релятивистски инвариантные уравнения для системы электронов в электромагнитном поле. Вскоре эта теория столкнулась с серьёзной проблемой: в ней возникали расходимости. Одной из причин этого является эффект поляризации вакуума, предсказанный Дираком в его сольвеевском докладе 1933 года и приводящий к уменьшению наблюдаемого заряда частиц по сравнению с их действительными зарядами. Другой причиной появления расходимостей является взаимодействие электрона с собственным электромагнитным полем (радиационное трение, или самовоздействие электрона). Пытаясь решить эту проблему, Дирак рассмотрел релятивистскую теорию классического точечного электрона и близко подошёл к идее перенормировок. Процедура перенормировок была положена в основу современной квантовой электродинамики, созданной во второй половине 1940-х годов в работах Ричарда Фейнмана, Синъитиро Томонаги, Юлиана Швингера и Фримена Дайсона.
Важным вкладом Дирака в распространение квантовых идей стало появление его знаменитой монографии «Принципы квантовой механики», первое издание которой вышло в 1930 году. В этой книге было дано первое полное изложение квантовой механики как логически замкнутой теории. Английский физик Джон Эдвард Леннард-Джонс писал по этому поводу (1931):
Как говорят, один известный европейский физик, которому посчастливилось иметь переплетенное собрание оригинальных статей д-ра Дирака, отзывался о нем с благоговением как о своей «библии». Те, кому не так посчастливилось, имеют теперь возможность приобрести «authorized version» [то есть перевод библии, одобренный церковью].
Последующие издания (1935, 1947, 1958) содержали значительные дополнения и усовершенствования изложения материала. Издание 1976 года отличалось от четвёртого издания лишь незначительными исправлениями.
В 1931 году в статье «Квантованные сингулярности в электромагнитном поле» Дирак ввел в физику представление о магнитном монополе, существование которого могло бы объяснить квантование электрического заряда. Позже, в 1948 году, он вернулся к этой теме и развил общую теорию магнитных полюсов, рассматриваемых как концы ненаблюдаемых «струн» (линий сингулярности векторного потенциала). Был предпринят ряд попыток экспериментального обнаружения монополя, однако до сих пор не получено никаких окончательных свидетельств их существования. Тем не менее, монополи прочно вошли в современные теории Великого объединения и могли бы служить источником важной информации о строении и эволюции Вселенной. Дираковские монополи явились одним из первых примеров использования идей топологии в решении физических проблем.
В 1937 году Дирак сформулировал так называемую «гипотезу больших чисел», согласно которой чрезвычайно большие числа (например, отношение констант электромагнитного и гравитационного взаимодействий двух частиц), возникающие в теории, должны быть связаны с возрастом Вселенной, выражаемым также огромным числом. Эта зависимость должна приводить к изменению фундаментальных постоянных со временем. Развивая эту гипотезу, Дирак выдвинул идею о двух временных шкалах - атомной (входит в уравнения квантовой механики) и глобальной (входит в уравнения общей теории относительности). Эти соображения могут найти отражение в новейших экспериментальных результатах и теориях супергравитации, вводящих различные размерности пространства для разных типов взаимодействий.
Учебный 1934-1935 год Дирак провел в Принстоне, где познакомился с сестрой своего близкого друга Юджина Вигнера Маргит (Манси), приехавшей из Будапешта. Они поженились 2 января 1937 года. В 1940 и 1942 годах у Поля и Манси родились две дочери. Кроме того, у Манси было двое детей от первого брака, которые приняли фамилию Дирак.
После начала Второй мировой войны из-за нехватки сотрудников возросла преподавательская нагрузка на Дирака. Кроме того, ему пришлось взять на себя руководство несколькими аспирантами. До войны Дирак старался избегать такой ответственности и в целом предпочитал работать в одиночку. Лишь в 1930-1931 годах он заменял Фаулера в качестве руководителя Субраманьяна Чандрасекара, а в 1935-1936 принял двух аспирантов Макса Борна, который покинул Кембридж и вскоре обосновался в Эдинбурге. Всего за всю свою жизнь Дирак курировал работу не более дюжины аспирантов (в основном в 1940-50-е годы). Он полагался на их самостоятельность, но при необходимости был готов помочь советом или ответить на вопросы.
Во время войны Дирака привлекли к разработке методов разделения изотопов, важных с точки зрения применений атомной энергии. Исследования по разделению изотопов в газообразной смеси методом центрифугирования проводились Дираком совместно с Капицей ещё в 1933 году, однако эти эксперименты прекратились через год, когда Капица не смог вернуться в Англию из СССР. В 1941 году Дирак начал сотрудничать с оксфордской группой Фрэнсиса Саймона, предложив несколько практических идей разделения статистическими методами. Также он дал теоретическое обоснование работы центрифуги с самофракционированием, изобретенной Гарольдом Юри. Терминология, предложенная Дираком в этих исследованиях, используется до сих пор. Кроме того, он был неофициальным консультантом бирмингемской группы, проводя расчеты критической массы урана с учетом её формы.
В послевоенный период Дирак возобновил свою активную деятельность, посещая разные страны мира. Он с удовольствием принимал приглашение поработать в таких научных учреждениях, как Принстонский институт перспективных исследований, Институт фундаментальных исследований в Бомбее (где он заразился гепатитом в 1954 году), Национальный исследовательский совет в Оттаве, читал лекции в различных университетах. Впрочем, порой возникали непредвиденные препятствия: так, в 1954 году Дирак не смог получить разрешение на приезд в США, что, видимо, было связано с делом Оппенгеймера и его довоенными посещениями Советского Союза. Однако большую часть времени он проводил в Кембридже, предпочитая работать дома и приходя в свой служебный кабинет в основном только с целью общения со студентами и сотрудниками университета.
В это время Дирак продолжал развивать собственные взгляды на квантовую электродинамику, пытаясь избавить её от расходимостей, не прибегая к таким искусственным приемам как перенормировка. Эти попытки осуществлялись по нескольким направлениям: одна из них привела к концепции «лямбда-процесса», другая - к пересмотру представлений об эфире и т. д. Однако, несмотря на огромные усилия, Дираку так и не удалось достичь своих целей и прийти к удовлетворительной теории. После 1950 года наиболее существенным конкретным вкладом в квантовую теорию поля стал развитый в ряде работ обобщенный гамильтонов формализм для систем со связями. В дальнейшем это позволило провести квантование полей Янга - Миллса, что имело принципиальное значение для построения теории калибровочных полей.
Другим направлением работы Дирака являлась общая теория относительности. Он показал справедливость уравнений квантовой механики при переходе к пространству с метрикой ОТО (в частности, с метрикой де Ситтера). В последние годы он был занят проблемой квантования гравитационного поля, для чего распространил гамильтонов подход на задачи теории относительности.
В 1969 году закончился срок пребывания Дирака на посту Лукасовского профессора. Вскоре он принял приглашение занять должность профессора в Флоридском университете в Таллахасси и переехал в США. Он также сотрудничал с Центром теоретических исследований в Майами, вручая ежегодные премии имени Р. Оппенгеймера. С каждым годом его здоровье слабело, в 1982 году он перенес серьёзную операцию. Дирак скончался 20 октября 1984 года в возрасте 82 лет и был похоронен на кладбище в Таллахасси.
Дирак придумал немало терминов и обозначений, многие из которых оказались столь удачны, что прочно вошли в арсенал современной физики. Например, понятия «наблюдаемой» и «квантового состояния». Он ввел в квантовую механику представление о векторах в бесконечномерном пространстве и дал им привычные ныне скобочные обозначения (бра- и кет-вектора), ввел слово «коммутировать» и обозначил коммутатор (квантовые скобки Пуассона) при помощи квадратных скобок, предложил термины «фермионы» и «бозоны» для двух типов частиц, назвал единицу гравитационных волн «гравитоном» и т. д.
Дирак не употреблял алкоголь и не курил, был равнодушен к пище или удобствам, избегал внимания к себе. Долгое время был неверующим, что нашло отражение в известной шуточной фразе Вольфганга Паули: «Бога нет, и Дирак - пророк его». С годами его отношение к религии смягчилось (возможно, под влиянием жены), и он даже стал членом Папской академии наук. В статье «Эволюция взглядов физиков на картину природы» Дирак сделал такое заключение: По-видимому, одним из фундаментальных свойств природы является то, что основные физические законы описываются с помощью математической теории, обладающей настолько большим изяществом и мощью, что требуется чрезвычайно высокий уровень математического мышления, чтобы понять ее. Вы можете спросить: почему природа устроена именно так? На это можно только ответить, что наши современные знания показывают, что природа, по-видимому, устроена именно таким образом. Мы просто должны согласиться с этим. Описывая эту ситуацию, можно сказать, что Бог является математиком весьма высокого класса и в своем построении Вселенной он пользовался весьма сложной математикой.
Ряд научных наград носят имя Дирака. Малая планета 5997, открытая в 1983 году, носит имя Дирака. 13 ноября 1995 года в Вестминстерском аббатстве была торжественно открыта мемориальная табличка в честь Дирака.

1934 - Ари Абрамович Штернфельд. "Введение в космонавтику" (СССР)
Ари Абрамович Штернфельд Сложная жизнь у человека. Еврей по происхождению, поляк по месту рождения и месту создания книги, француз по культуре, главная книга жизни издана во Франции на французском, большая часть жизни прошла в СССР и большинство работ, почти все, написаны в СССР на русском. Всё же я считаю его советским учёным.
Ари Абрамович Штернфельд родился 14 мая 1905 года в польском городе Серадз, около Лодзи, в купеческой семье, у него было три сестры.
Ари пишет, что мысль о полёте на Луну возникла у него ещё в детстве, когда он молился вместе со своим отцом о том, чтобы быть таким же недосягаемым для врагов, как Луна недосягаема для них (известная еврейская молитва). И всю свою жизнь он посвятил тому, чтобы Луна стала досягаемой. Во время первой мировой войны семья перебралась в Лодзь. Здесь Ари поступил в еврейскую гуманитарную гимназию, дававшую два аттестата - по иудаистике и общеобразовательным предметам. В старших классах он уже интересовался вопросами космонавтики. В 17-летнем возрасте Ари прочел монографию Альберта Эйнштейна «О специальной и общей теории относительности», написал письмо автору теории и получил ответ, написанный Эйнштейном собственноручно. После окончания гимназии Ари поступил на философский факультет Ягеллонского университета в Кракове. Однако, закончив первый курс университета, весной 1924 г. Ари уехал во Францию, чтобы изучать не только естественные, но и технические науки. Он поступил в институт Электротехники и Прикладной Механики в Нанси, входящий в состав Нансийского университета. Родители его разорились и Ари несколько месяцев до начала учёбы, работал с утра до ночи сначала грузчиком на знаменитом парижском рынке Чрево Парижа, затем рабочим на заводе Рено, он не имел возможности учить французский язык. Поэтому к началу занятий Ари почти не знал французского и лекции профессоров были ему мало понятны. Подрабатывал контролёром газовых счетчиков, денег не хватало всё равно. Однако на второй курс он всё же перешёл. Летом Ари работал на автомобильном предприятии Омера Самена в Париже настолько успешно, что его пригласили работать на следующий год уже в качестве конструктора.
Во время работы и учёбы продолжал выполнять расчёты по космонавтике.
Штернфельд в 1980 г Через 3 года получил диплом инженера-механика, заняв 2-е место из более чем 30-ти выпускников. С дипломом Ари вернулся в Париж. Работал технологом, конструктором, консультантом на различных промышленных предприятиях. Разрабатывал оборудование, делал изобретения, получал патенты. Финансовые проблемы остались в прошлом. В 1928 г. Штернфельд поступает в докторантуру в Сорбонну для работы над диссертацией о проблемах космических полётов. Готовя материалы для диссертации, он обратился в Центральный исследовательский институт в Париже, с просьбой сообщить, где в мире занимаются этими проблемами. Нигде, - ответили ему. Работы в Германии уже шли, но не стали пока настолько известными.
В конце 20-х - начале 30-х Штернфельд пропагандирует космонавтику, выступает с лекциями, публикует статьи на эту тему во французских газетах и журналах, убеждая общественность в реальности космических полётов.
Летом 1931 года, когда Штернфельдом было выполнено огромное количество расчётов и собрано достаточно материалов для завершения диссертации, его научные руководители предложили изменить тему диссертации, сообщив, что тема слишком далека от реальности.
Штернфельд женился. Его жена, Густава Эрлих, приехала в Париж из Лодзи в 1924 г. Её выбрали секретарём польского отделения французской компартии, была известной эсперантисткой. Закончила Сорбонну, получив два диплома - воспитателя отстающих в своем развитии детей и преподавателя французского языка для иностранцев. До самой своей смерти в 1962 году была она редактором научных и научно-популярных работ Штернфельда, вела его деловую переписку на французском, русском, польском, немецком и идише.
Работая над диссертацией, Штернфельд узнал о трудах Циолковского в 1929 году из немецкого научного журнала «Die Rakete». В тот год Штернфельд не знал русского языка и именно труды Циолковского заставили его изучить русский. Достать работы Циолковского в Париже было невозможно. И 11 июня 1930 года Штернфельд пишет Циолковскому письмо с просьбой прислать некоторые его труды. Переписка между ними длилась до самой смерти Циолковского. 19 августа 1930 года во французской газете «Юманите» была опубликована статья Штернфельда «Вчерашняя утопия - сегодняшняя реальность». В этой статье он писал о приоритете К. Э. Циолковского и поместил его фотографию, которую Циолковский прислал ему специально для этой статьи. Несколько книг, которые Циолковский прислал Штернфельду в Париж, он передал в парижскую Национальную библиотеку.
Чтобы иметь возможность заниматься исключительно расчётами и оформлением результатов своих исследований, Штернфельд в августе 1932 г. возвращается к родителям в Лодзь. Через полтора года монография была закончена. Все 490 её страниц были отпечатаны сестрой Штернфельда - Франкой, которая впоследствии погибла в концлагере.
Монография была написана на французском языке и называлась «Initiation à la Cosmonautique» («Введение в космонавтику»). Термин «космонавтика» не употреблялся в то время ни в русском, ни во французском языке. Ари Штернфельд ввел его впервые, считая более точным, чем употреблявшиеся в то время термины «астронавтика» и «звездоплавание». Следует, правда сказать, что еще в 1926 г. О. Фукс в Австрии предложил использовать термин "космонавтика" (нем. "Kosmonautik") наряду с введенным в 1920 г. Ф. Улинским и в 1923 г. Г. Обертом термином "космоплавание" ("Raumschiffahrt" или "Weltraumfahrt"). Но на это предложение не обратили внимание. А вот с подачи Штернфельда в СССР термин укоренился.












Основные идеи, изложенные в монографии, Штернфельд доложил в Варшавском университете 6 декабря 1933 г. Доклад приняли довольно холодно. Штернфельд пытался найти издателя для своей монографии, но безуспешно.
Он вновь вернулся в Париж. 22 января 1934 г во Французской Академии наук впервые в её истории обсуждается космическая тематика. Директор Парижской обсерватории Э. Эсклангон представил доклад Штернфельда «Метод определения траектории объекта, движущегося в межпланетном пространстве, наблюдателем, находящимся на этом объекте», а 12 февраля 1934 г. его второй доклад «О траекториях, позволяющих приблизиться к центральному притягивающему телу, исходя из заданной кеплеровской орбиты».
2 мая 1934 г. в Сорбонне Штернфельд прочел лекцию на тему «Некоторые новые взгляды на астронавтику». Он получил многочисленные положительные отзывы, в том числе от Германа Оберта и Вальтера Гомана.
Штернфельд развил и обобщил полученные выводы для случая перелета с орбиты искусственного спутника на центральную планету, а затем запуска на орбиту спутника планеты и, наконец, для переходов между орбитами. Результатом этих обобщений стала трехимпульсная, биэллиптическая траектория перехода, называемая в современной механике космического полета именем Штернфельда.
6 июня 1934 года ему была присуждена Международная премия по астронавтике Гирша-Эсно-Пельтри. На дальнейшую судьбу Штернфельда повлияла коммунистка-жена. Они решают уехать в Советский Союз, чтобы строить новое общество. Ари уже бывал в СССР в 1932-ом году по приглашению Наркомтяжпрома - приезжал в Москву для оформления своего проекта по роботу-андроиду. Идея такого робота, необходимого для опасных работ на Земле и в космосе пришла ему в голову, когда он с друзьями совершал восхождение на Монблан. Альпинисты переоценили свои силы и едва не погибли. Проект Наркомтяжпрому рекомендовала французская компартия. В Москве Штернфельда поселили в "Савой", обеспечили чертёжниками и через 3-4 недели проект был готов.


А.Штернфельд с семьёй в Серове. 1943 г
В 1934 через Торговое Представительство СССР в Париже Штернфельд передал копию своей машинописной рукописи на французском языке «Initiation à la Cosmonautique» («Введение в космонавтику») в Москву. 14 июня 1935 года, оставив почти весь свой научный и личный архив у родителей в Лодзи и захватив лишь самое необходимое, он с супругой прилетает на самолёте "Аэрофлота" в Советский Союз на постоянное жительство.
Его наивно-романтический взгляд на жизнь в СССР описывает такой случай (воспоминания дочери Майи). В Москве Штернфельду предоставили роскошную квартиру, однако он предпочёл жить, "как простой советский народ", сам нашёл коммуналку, отгородил угол шкафами, сделав себе "кабинет", дочерям соорудил двухэтажную кровать. Узнал, что весь дом принадлежал раньше женщине, которая сейчас ютится в коморке, начал платить ей квартплату, помимо той, что платил государству. А эта женщина за всеми подглядывала и доносила...
В начале июля 1935 г., ещё не имея советского гражданства, Штернфельд был зачислен в штат Реактивного научно-исследовательского института (РНИИ). Имел должность старшего инженера и работал в отделе Королёва.
Осенью и зимой 1936 г под техническом руковоством Штернфельда состоялось несколько пусков крылатых ракет. Он оформил 3 авторских свидетельства на изобретения.
В сентябре 1936 получил советское гражданство. Родители Ари Абрамовича, как и большая семья его жены Густавы, остававшиеся в Польше, погибли в немецких концлагерях. Погиб и весь его архив.
Главный инженер РНИИ Г. Э. Лангемак перевёл монографию Штернфельда «Initiation à la Cosmonautique» на русский язык. В 1937 году «Введение в космонавтику» издается в Москве и получает в высшей степени положительную оценку крупнейших учёных. Книгу назвали энциклопедическим трудом, в котором суммированы все основные знания того времени по проблеме космического полёта. О своих исследованиях он публикует в 1937 г. в сборнике РНИИ «Ракетная техника» (выпуск 4) свои работы: «Некоторые вопросы расчета высотной ракеты с постоянной тягой» и «О некоторых особенностях высотной ракеты».
В конце 30-х годов многие сотрудники РНИИ были репрессированы: директор института И. Т. Клеймёнов и главный инженер Г. Э. Лангемак были расстреляны. С.П.Королёв, В.П.Глушко и многие другие оказались в тюрьмах и лагерях. Штернфельд репрессирован не был, но в июле 1937 года взял временный отпуск, чтобы заниматься проектом робота. С сентября 1937 по апрель 1938 работал в ЦНИИМАШ над разработкой своего проекта робота. В конце 1937-го в РНИИ был сокращен, а в апреле 1938 отчислен из ЦНИИМАШа. Он тщетно пытался найти работу. Обращался к директору ГАИШ академику Фесенкову В. Г., к тогдашнему президенту АН СССР В. Л. Комарову, академику С. И. Вавилову и многим другим. Безрезультатно. Тогда 16 мая 1939 г. Штернфельд обратился лично к И. В.Сталину с просьбой помочь продолжать свои работы в области космонавтики: «... После удаления меня из НИИ, где я занимался вопросами астронавтики, все мои усилия устроиться на работу в АН остаются безрезультатными. Я осмеливаюсь просить Вас помочь мне продолжить работу в области, в которой после кончины К.Э. Циолковского в Советском Союзе, по моим сведениям, никто не работает. Мне представляется поистине парадоксальным тот прискорбный факт, что одному из немногих специалистов в мире в данной области нет возможности нормально работать...». И тоже не получил ответа.
"Иностранца" просто боялись брать на работу. Да и не было никакой космонавтики в СССР после смерти Циолковского и Цандера, которые тоже, по сути, были самоучками вне государственной системы.
Все последующие годы Штернфельд пытался заинтересовать АН СССР изучением проблем космонавтики, но все его усилия были напрасны. Для него это было ужасной трагедией. Тогда он стал популяризатором космонавтики. Писал статьи, выступал по радио. 19 мая 1939 г. Центральное вещание передало в эфир беседу Штернфельда о космонавтике, в которой он ответил на вопросы слушателей. Вторая радиобеседа под названием «Проблема расщепления атомов и сверхскоростной транспорт» состоялась 2 года спустя.
В 1938 году в семье рождается дочь Майя, а в 1940 - Эльвира. В июле 1941 года Штернфельд подаёт заявление в военкомат с просьбой зачислить его в ряды Красной армии, но получает отказ. Вместе с женой и дочками он эвакуируется в Свердловск, а потом в город Серов, где работает преподавателем в металлургическом техникуме. Преподавал он физику, сопромат, черчение и детали машин, а жена Густава - немецкий язык.
Чтобы вернуться из эвакуации в Москву нужно было официальное ходатайство, но организации, готовой вызвать Штернфельда, не оказалось. За Штернфельда просил академик Отто Юльевич Шмидт. Но этого было недостаточно. Штернфельд пишет из Серова письмо М. И. Калинину (28 июня 1944) и получает соответствующее разрешение. В конце декабря 1944 года Штернфельд с семьёй возвращается в Москву и продолжает поиски работы. О тщетности его поисков говорят почти каждодневные записи в его дневнике. С 1944 по начало 50-х он непрерывно пристаёт к президенту АН СССР Вавилову, Бонч-Бруевичу и многим чиновником рангом поменьше с просьбами дать ему работу по космонавтике. А те уклоняются от встречи, а порой честно сообщают, что в СССР космонавтики нет, теория космонавтики СССР не нужна, АН СССР не собирается специально для единственного в стране энтузиаста заводить новую специальность, профессию, кафедру, переделывать штатную структуру. Рынин, Перельман, Рюмин - умерли. Немногочисленные друзья вроде тяжелобольного Ветчинкина сделать ничего не могли.
Единственным средством существования стали публикации и выступления. Его научно-популярные статьи и репортажи появляются во многих журналах и газетах. Он пытался заинтересовать космической тематикой техническую интеллегенцию. Он был одним из организаторов в 1954 году Секции астронавтики при Центральном аэроклубе им. Чкалова в Москве, возглавил научно-технический комитет по космической навигации. Штернфельд выступал с лекциями в Планетарии, Доме Литераторов, Политехническом музее, занимался реферированием статей на космические темы в Реферативном журнале.
В 1955 году, почти за год до запуска первого спутника, в Москве вышла книга Штернфельда «Искусственные спутники Земли». В 1958 году издательство военно-воздушных сил США опубликовало перевод этой книги. За 1957-1958 годы книга была издана 25 раз в 18 зарубежных странах. Он издает еще одну книгу - «От искусственных спутников к межпланетным полётам». В 1958 году в Нью-Йорке издан сборник «Советские работы по искусственным спутникам и межпланетным полётам» (Soviet Writings on Earth Satellites and Space Travel"). 140 из 230 страниц были заняты переводом трудов Штернфельда. Помимо книг, начиная с 1930 года, в иностранных и советских журналах напечатаны несколько сотен его научных, научно-популярных статей, комментариев и интервью. В те годы СССР не присоединился ещё к международной конвенции об авторских правах, и за многочисленные переводы своих трудов Штернфельд не получал ни копейки. Он продолжал жить в стесненных материальных условиях и испытывал глубокую неудовлетворенность от того, что его не допускают в научные коллективы, занимающиеся разработкой космических программ.
С начала 60-х годов деятельность Штернфельда в области космонавтики получает официальное признание и в Советском Союзе, и за рубежом. В 1961 году во Франции Штернфельд был избран Почетным членом Академии и Общества наук Лотарингии и доктором Honoris сausa Нансийского университета. В 1962 году он удостоился Международной премии Галабера по астронавтике вместе с первым космонавтом Ю.А.Гагариным. Получить премии он не смог - после 1937 г числился "невыездным". В 1965 году Академия наук СССР присудила ему ученую степень доктора наук Honoris causa - без защиты диссертации. В этом же году Ари Абрамовичу присвоено звание заслуженного деятеля науки и техники РСФСР. Но несмотря на признание его трудов, он не имел постоянного места работы и не мог получить пенсию, поскольку почти не состоял на государственной службе. Лишь вмешательство президента Академии наук СССР М.В.Келдыша решило "пенсионный" вопрос.
Умер 5 июля 1980 в Москве в возрасте 75 лет. Похоронен на Новодевичьем кладбище. На его могиле установлен памятник в виде открытой книги. В книге - "штернфельдовская" обходная траектория с предварительным удалением и латинское изречение, которое он любил повторять: "Per aspera ad astra" ("Сквозь тернии к звездам").
Всего им издано 146 работ. Его именем назван кратер на Луне. Его работы изданы на 36 языках в 39 странах.

январь 1935* - "Предел Чандрасекара". Субраманьян Чандрасекар (США)
дата "знаменитого" доклада. Многие называют датой рождения теории 1930 год
Считая астрономию главным, но теоретическим приложением к космонавтике (её роль шире, но я-то интересуюсь космонавтикой), решил я было абстрагироваться от астрономов, оперирующих понятиями "мегапарсек", "метагалактики" и "аттрактор". Да и вообще от объектов практической недосягаемости. Правда, фантасты давно освоили столь удалённые объекты... А потом теория стала предсказывать весьма близко от нас массу звёздных карликов, плохо видимых в оптику - коричневых, а то и вообще чёрных. Тёмные карлики вполне могут существовать гораздо ближе Альфы Центавра и стать очередной целью практической космонавтики. А тут ещё вывели в космос обсерваторию "Чандра" и настало время вспомнить Чандрасекара.
Субраманьян Чандрасекар (Chandrasekhar, Subrahmanyan) родился 19 октября 1910 в Лахоре (Индия, ныне Пакистан). Он был старшим из четырех сыновей и третий из десяти детей Чандрасекара Субрахманьи Айяра, индийского правительственного чиновника и музыковеда, и его жены Ситы (до замужества Балакришнан), преподавателя литературы и лингвиста. По национальности - тамилы. Отец его на момент рождения первого сына был заместителем генерального аудитора Северо-Западных железных дорог, мать переводила Генрика Ибсена на тамильский. Дядей будущего ученого был крупнейший индийский физик, Нобелевский лауреат 1930 года Чандрасекхар Венката Раман.
[Он в 1928 году, совместно с К. Кришнаном открыл на жидкостях комбинационное рассеяние света. Рамановское рассеяние положило начало целому направлению в спектроскопии молекул и кристаллов - рамановской спектроскопии - эффективному методу исследования электронной структуры молекул. Много сделал для развития науки в Индии, основал ряд научных журналов, создал школу физиков. Лауреат Нобелевской премии по физике за 1930 год («за работы по рассеянию света и за открытие эффекта, названного в его честь»).]
Мальчик решил стать ученым, как дядя. Чандра (так его всегда называли и это вполне традиционное имя и позже) учился дома под руководством родителей и приглашенных педагогов, а в 1922 г. поступил в школу в Мадрасе (семья переехала туда в в 1918 г.) Окончив школу в 1925 г (ему 15 лет), он поступил в Президентский колледж Мадрасского университета (ныне Ченнай), где выбрал основным предметом физику, но не последовал на этот раз за дядей, заинтересовавшись последними открытиями в астрофизике. Он получил степень бакалавра с отличием в 1930 г. Еще будучи студентом, он в 1928 г. опубликовал статью, где анализировалась термодинамика эффекта Комптона в связи с процессами внутри звезд.
Индийское правительство в июле 1930 выделило ему стипендию для обучения в аспирантуре Кембриджского университета и Чандра в 1930 г. отправился на корабле в Англию.
Индия только что получила права доминиона, лидеры Индийского Национального конгресса Джавахарлал Неру и Махатма Ганди вели более-менее мирную борьбу с Британской империей. Очень скоро Индия станет и совсем независимой (в 1947), даже отказавшись считаться доминионом (в 1950-м). Но англичане оставили глубокий след своей культуры в Индии, свой язык в качестве государственного, свою систему образования, ну и левостороннее движение, естественно. Англичане ушли мирно, не дожидаясь, пока их выгонят, сохранив многие связи. Вот почему элита Индии получала образование в метрополии, а правительство, наполовину состоящее уже из индийцев, выделяло деньги для обучения молодёжи в Англии, в самых престижных и дорогих университетах.
Субраманьян во время долгого путешествия из Индии в Англию читал книгу Артура Эддингтона «Внутреннее строение звезд», которую получил в качестве награды на физическом конкурсе. Эддингтон утверждал, что все звезды, когда истощается топливо, поддерживавшее ядерную реакцию, сжимаются под действием собственного веса в белый раскаленный шар размером с Землю, называемый белым карликом, с плотностью в 10 тонн на кубический сантиметр, после чего просто остывает миллиарды лет. И 20-летний юноша смог углядеть некоторое несоответствие теории Эддингтона. Знания в области квантовой статистики он получил от «заезжего» лектора Зоммерфельда, который в 28-29 гг преподавал в Мадрасском университете, а может быть и от дяди - пока молодой человек плыл в Англию, Нобелевский комитет собирал бумаги для присуждения его дяде премии за 1930 год, так что вскоре после прибытия в Кембридж Чандрасекар стал племянником нобелевского лауреата. Злые языки говорят, что эту премию более заслужили советские физики Григорий Ландсберг и Леонид Мандельштам, но это уже другая история.
В Кембридже Чандрасекар под руководством физика Ральфа Говарда Фаулера сразу взялся за исследование эволюции умирающих звезд. Чандрасекар работал в Геттингене в институте Борна летом 1931. В возрасте 21 года он опубликовал три работы «Конфигурации звездных масс при сильном сжатии», «Максимальная масса идеальных белых карликов» и «Плотность белых карликов». В этих работах он ввязался в спор с Эддингтоном. Фаулер также разделял взгляды Эддингтона, но никакие авторитеты на юношу не повлияли.
Поль Дирак, который был всего на 8 лет старше, но уже вполне знаменитым, посоветовал Чандрасекару отправиться в Копенгаген к Нильсу Бору, в Институт теоретической физики. Чандрасекар провел свой последний год обучения в аспирантуре в Институте теоретической физики в Копенгагене, глубоко разобрался и в этой области. Он получил докторскую степень в 1933 г. (в 23 года!). Потом он 4 года являлся членом ученого совета Тринити-колледжа. И продолжал исследование звезд.
Он показал, что эволюция звезды зависит от её массы. С помощью квантовой механики и теории относительности он проанализировал поведение звездного вещества в процессе его сжатия. Получилось вот что: если масса звезды достаточно мала, то гравитационное давление, вызывающее сжатие, постепенно уравновешивается внутренним давлением, и звезда достигает положения равновесия при размерах белого карлика. Этот вывод получался независимо от того, считать ли в рамках классической физики, где его источником считается по преимуществу тепловая энергия электронов, или в рамках квантовой механики, когда приходится учитывать величину, называемую энергией Ферми, которая зависит от плотности электронов. Однако если масса звезды превосходит определенную величину, то электроны будут постепенно сжиматься до такой степени, что их скорости станут близки к скорости света, условие, называемое релятивистским вырождением. В результате гравитационное сжатие превзойдет противодействующие силы и звезда будет продолжать сжиматься до невероятно малого размера и огромной плотности. Критическая масса звезды, ниже которой звезда может стать белым карликом, названа "граница Чандрасекара". Это 1,44 (или 1,46) массы Солнца.
Вычисления Чандрасекара также предсказали то, что ныне известно как «черные дыры».



В 1933 г. эти вычисления привели Чандрасекара к новому варианту эволюции звезды. Сжимающаяся мертвая звезда с массой, в 2-3 раза превышающей массу Солнца, выделит такое огромное количество энергии, что взорвется, став Сверхновой. Её наружная оболочка будет выброшена в пространство, а остаток сожмется до устойчивой нейтронной звезды, не содержащей электрически заряженных электронов и протонов. Её плотность должна быть порядка 100 млн. тонн на кубический сантиметр.
В Кембридже Чандрасекар близко познакомился с великим Артуром Эддингтоном, нередко они и обедали вместе, он подружился и с другим выдающимся астрофизиком - профессором Эдвардом Милном. Эддингтон (см.1926 год) был на 28 лет старше (более чем вдвое), уже весьма знаменит, считался вторым после Эйнштейна, разбирающимся в теории относительности, с индийским юношей они стали друзьями, месяцами обсуждали идеи Чандрасекара... и Эддингтон ни разу не намекнул, что он сам ведет работы в том же направлении. Никогда не оспаривал его взглядов.
Однако у Эддингтона возник научный конфликт с профессором Милном по поводу нейтронных звёзд. Собственно, Эддингтон был любитель высмеивать коллег. На беду Чандрасекара, полученные им результаты свидетельствовали и в пользу гипотезы Эддингтона, и в пользу гипотезы Милна. Он решил представить их на суд Королевского астрономического общества, чтобы высказать свою точку зрения.
Заседание, на котором Чандрасекар собирался выступить с докладом, было намечено на январь 1935 года, и, получив его программу, он был удивлен, увидев, что сразу после него на аналогичную тему будет выступать Эддингтон. Они виделись почти каждый день, но Эддингтон ни словом не обмолвился о теме своего доклада, а на прямой вопрос Чандрасекара ответил, что это сюрприз. Сюрприз получился что надо. После обстоятельного доклада Чандрасекара (по просьбе сэра Артура ему дали полчаса вместо обычных 15 минут) Эддингтон буквально растоптал работу молодого индийца. Он высмеял «предел Чандрасекара» (хотя такое название появилось позже), он просто раздавил его своим авторитетом, не приводя никаких контраргументов, провозгласил: «Я не знаю, удастся ли мне уйти с этого заседания живым, но я утверждаю, что такой вещи, как релятивистски вырожденный электронный газ, не существует». (Это был фундамент теории Чандрасекара.) О пределе, при достижении которого звезда могла превратиться либо в нейтронную звезду, либо в белый карлик, он отозвался так: «Со звездой может случиться много чего, но никак не это. Я полагаю, что должен быть общий закон природы, который запрещал бы звезде вести себя столь абсурдным образом! Формула Чандрасекара вытекает из объединения релятивистской механики с нерелятивистской квантовой теорией. Мне такой союз представляется греховным».
Чандрасекар был потрясён. Его кумир, прекрасно знавший о его результатах, видевшийся с ним чуть ли не каждый день, решил изничтожить его публично, на глазах у всех членов Королевского астрономического общества. Одного слова Нильса Бора, или Вольфганга Паули, или Поля Дирака было бы достаточно, чтобы оправдать молодого аспиранта в глазах коллег, достаточно было просто проверить расчёты. Чандра тут же отправил письмо ассистенту Бора Леону Розенфельду с просьбой показать его выкладки мэтру. Розенфельд ответил, посетовав на занятость Бора, который не мог сам ответить на письмо - но заверил, что не нашел никаких ошибок в выводах Чандрасекара и совершенно не понял возражений Эддингтона.
Тогда Чандрасекар послал Розенфельду оттиски статей Эддингтона с критикой его работ, ожидая каких-то публичных критических отзывов. Однако Розенфельд посоветовал ему не ввязываться в публичную конфронтацию с Эддингтоном, намекая, что это может повредить Чандрасекару, несмотря на его правоту. По поводу работ Эддингтона Розенфельд написал: «Я отважно перечитал статьи Эддингтона дважды, и мое прежнее мнение нисколько не изменилось - это полнейшая чушь». Тем не менее ни Бор, ни Розенфельд, ни Паули (который тоже ознакомился с работой Чандрасекара и с возражениями Эддингтона и взял сторону молодого аспиранта) не выступили с публичными опровержениями взглядов лидера британских астрономов. Они отговаривались тем, что речь идет об астрофизике, а они в ней не специалисты, так что высказываться по этому поводу им не пристало.
Позднее известный английский астрофизик и космолог Уильям Маккри писал: «Мне стыдно, что я не постарался докопаться до сути аргументации Эддингтона. Если бы это был не Эддингтон, а кто-то другой, я бы, несомненно, попытался разобраться подробнее». Эддингтон по сравнению с юным индийцем был так велик, что никто не осмелился возразить. Даже Милн, которого Чандра вскоре провожал на вокзал, был в восторге. Аргументация Эддингтона, в справедливости которой он не сомневался, неявно подтверждала правоту его собственных идей. И он также ничем не обнадёжил Чандрасекара.
В этой ситуации Чандрасекар рассудил так: «Либо до конца дней я должен буду биться, отстаивая свою правоту, либо сменю область исследований. Я решил - напишу книгу с изложением своих результатов и займусь чем-нибудь другим». Книга была опубликована вскоре после защиты диссертации.
Поразительно, но Чандра продолжал поддерживать хорошие отношения с сэром Артуром. Они изредка встречались, а после переезда Чандрасекара в Штаты в 1937 году переписывались вплоть до кончины Эддингтона в 1944 году. Письма Эддингтона ироничны и дружественны. Чандра до конца жизни отзывался о сэре Артуре как о крупнейшем ученом и порядочном человеке. Похоже, Эддингтон не нашёл ничего бестактного в своём поступке, следуя правилу Аристотеля "Платон мне друг, но истина выше дружбы". Чандра же как-то высказался об этом поступке сэра Артура, что, мол, ничего личного, просто расовая неприязнь. В 1983 году, спустя почти пятьдесят лет после сделанного им открытия, Субраманьяну Чандрасекару была присуждена Нобелевская премия по физике за теорию эволюции массивных звезд. Истина оказалась на его стороне.
Чандрасекар продолжал работать, но перспективы занять прочное положение в научной среде в Англии были потеряны, а в результате Англия потеряла будущего Нобелевского лауреата. Чандрасекар в Индию всё же вернулся (в 1936 г.) лишь затем, чтобы 11 сентября женится на Лалитхе Дорайсвами, стипендиатке Президентского колледжа. Их брак был по взаимному выбору, а не по выбору родителей, что для Индии являлось редкостью. Семья Лалитхи также очень заботились о её образовании, до замужества она работала в школе. Они были вместе 59 лет. Детей в браке не было. В конце 1936 Чандрасекар с женой вернулся в Англию, но не надолго.
В 1937 г. он переехал в Соединенные Штаты, заняв должность научного сотрудника в Чикагском университете, работал и в Йеркской обсерватории. В 1938 г. стал адъюнкт-профессором, в 1944 г. полным профессором и в 1947 г. почетным профессором астрофизики. Он (и жена тоже) получил американское гражданство только в 1953 г. В 1964 его пригласили вернуться в Кембридж на очень престижное место, но Чандрасекар отказался.
В США Чандрасекар исследовал звездную динамику, динамическое трение, замедление движения любой звезды в галактике из-за гравитации окружающих звезд. Его решение этой сложной динамической задачи включает более двадцати дифференциальных уравнений, описывающих новую величину, (именно он назвал процесс «динамическое трение»), которая имеет двойное воздействие - замедление звезды и стабилизация скоплений звезд. Чандрасекар распространил этот анализ на межзвездную среду, показывая, что облака галактического газа и пыли распределены очень неравномерно. В книге "Принципы звездной динамики" (Principles of Stellar Dynamics, 1942) Чандрасекар исследовал динамику звездных систем, представив ее как ветвь классической динамики.
Началась Вторая мировая война и Чандрасекар стал консультантом военного министерства США на испытательном полигоне в Абердине (штат Мэриленд). Находясь там, занимался проблемами баллистики; например, были два доклада от 1943 г. "К вопросу о распаде плоских ударных волн и нормального отражения взрывной волны". Работы Чандрасекара в гидродинамике обратили внимание Роберта Оппенгеймера и он пригласил Чандрасекара присоединиться к Манхэттенскому проекту в Лос-Аламосе, но службы безопасности помешали этому, слишком долго разбирались с его лояльностью. Однако есть факты, что именно Чандрасекар был ответственным за работу калютрона (установка Эрнеста Орландо Лоуренса для разделения изотопов урана). Он, якобы, добивался привлечения девушек-старшеклассниц к проекту, предполагая, что молодые женщины будут работать более эффективно, чем мужчины-ученые. Они более внимательны в вычислениях. Именно девицы из Уилльмс-Бей, Элкхорна и Берлингтона, штат Висконсин, вычисляли очень сложные математические уравнения создавая математический проект калютрона. На этом калютроне и получили уран-235 для атомной бомбы, сброшенной на Хиросиму.
И звёздами занимался тоже. В 1942 Чандрасекар сформулировал (совместно с М.Шёнбергом) теорию строения звезд с изотермическим ядром. Согласно этой теории, существует предел для массы этого ядра («предел Шёнберга - Чандрасекара»), при достижении которого ядерные источники энергии звезды концентрируются в тонком слое между ядром и наружной оболочкой, а в самом ядре водородное топливо отсутствует. Концепция Шёнберга - Чандрасекара послужила основой при построении моделей красных гигантов.
Чандрасекар исследовал механизмы рассеяния и поглощения излучения в атмосфере планет и суммировал их результаты в труде "Перенос лучистой энергии" (Radiative Transfer, 1950). Им выполнена серия блестящих работ по гидродинамической и гидромагнитной устойчивости в рамках общей теории относительности (Hydrodynamic and Hydromagnetic Stability, 1961), предпринята попытка построения математической теории черных дыр (1983).
Он занимался гидродинамикой и гидродинамической устойчивостью (1952-1961), равновесием и устойчивостью эллипсоидальных фигур вращения (1961-1968), а также общей теорией относительности и релятивистской астрофизикой (1962-1971). Его работы по математической теории «черных дыр», проведенные в 1974...1983 гг., способствовали подтверждению тех самых взглядов, которые оспаривал Эддингтон в 1935 г. Не было найдено ни одного белого карлика, масса которого превышала бы более чем в 1,4 раза массу Солнца, и граница Чандрасекара легла в основание современной астрофизики, приведя к признанию нейтронных звезд и «черных дыр».
В 1952-1971 был главным редактором журнала «Astrophysical Journal».
НАСА в 1966 году построило комплекс лабораторий астрофизики и космических исследований (LASR), Чандрасекар занимал там один из четырех угловых офисов на втором этаже (угловые офисы 2-го этажа считались самыми почётными. Остальные углы занимали Джон Симпсон, Питер Мейер и Эйген Паркер.) Чандрасекар был не только блестящим ученым, но и замечательным педагогом. Его студентов привлекала широта кругозора профессора: он был знатоком литературы и классической музыки, много путешествовал. Поражали и его манеры - публично он появлялся непременно в строгом костюме, настаивал на том, чтобы студенты обращаются к нему "Чандрасекар", пока они не получили степень доктора наук, после чего они (как и другие коллеги) обязаны были называть его "Чандра".
Он невольно совершил ещё одно великое дело (не подозревая и не узнав об этом):
Вспоминает Борис Стругацкий: Еще в Университете я сделал довольно любопытную, по мнению моего научного руководителя Кирилла Федоровича Огородникова, курсовую работу. Связана она была с динамикой поведения так называемых широких звездных пар. У меня получился довольно интересный результат, на основании которого меня, собственно, и намеревались взять в аспирантуру, - я должен был сделать на этом материале диссертацию. И действительно, на протяжении двух с половиной лет я эту диссертацию делал, и все было очень хорошо, а потом выяснилось (сам же я и выяснил, роясь в обсерваторской библиотеке), что эту мою работу уже сделал в 1943 году Чандрасекар. Было, конечно, чрезвычайно лестно независимым образом повторить путь великого Чандрасекара, но не такой же ценой! Защищать мне стало нечего, новую диссертацию за полгода до окончания срока начинать было бессмысленно, и все закончилось тем, что диссертацию я так и не написал и прошел, как тогда называлось, только теоретический курс аспирантуры. Эта история в значительной степени выбила меня из колеи, но все завершилось относительно благополучно.
Ещё как благополучно! Неизвестно, смог бы Б.Стругацкий стать великим астрофизиком, но Чандрасекар написал ту самую невеликую работу (ещё когда Борис мальчишкой старался выжить в блокадном Ленинграде) и в результате изменил судьбу будущего великого фантаста.
Чандрасекар был награжден в 1983 г. Нобелевской премией по физике «за теоретические исследования физических процессов, играющих важную роль в строении и эволюции звезд». Он разделил премию с Уильямом Фаулером. В своей речи Чандрасекар процитировал несколько поэтических строк Рабиндраната Тагора, в которых говорится о необходимости свободы для творческой деятельности.
Помимо Нобелевской премии, Чандрасекар получил золотую Брюсовскую медаль Тихоокеанского астрономического общества (1952 г.), золотую медаль Королевского астрономического общества в Лондоне (1953 г.), медаль Румфорда Американской академии наук и искусств (1957 г.). Королевскую медаль Лондонского королевского общества (1962 г.), национальную медаль «За научные достижения» Национального научного фонда (1966 г.) и премию Дэнни Хейнемана Американского физического общества (1974 г.). Он член Национальной академии наук, Американской академии наук и искусств, Американского астрономического общества, Королевского астрономического общества в Лондоне и Лондонского королевского общества, состоял действительным членом академий наук многих стран мира. Чандрасекар опубликовал около 400 статей и много книг.
Всю свою жизнь Чандрасекар был и теоретиком, и педагогом. Среди его докторантов были Цзундао Ли и Чжэньнин Янг (китайцы, нобелевские лауреаты 1957 года). В редкие часы досуга слушал классическую музыку или читал.
В последние годы жизни его интересовала связь между наукой и искусством (труд "Истина и красота").
Чандра вышел в отставку в 1980, но продолжал жить в Чикаго, где он стал почетным профессором в 1985. Он читал лекции, например, такие, "Ньютон и Микеланджело". И сравнил фрески Микеланджело и работы Ньютона:
... есть ли сходство в мотивации ученых и художников в их творческих задачах.
Другие лекции в том же духе сравнивают Шекспира, Ньютона и Бетховена и показывают закономерность в восприятии красоты и в достижениях науки.
Умер Чандрасекар в Чикаго 21 августа 1995 от сердечной недостаточности в возрасте 84 лет. Там же и похоронен.
Спустя четыре года NASA вывело на орбиту космическую рентгеновскую обсерваторию его имени. Рассчитанная на работу в течение пяти лет, она проработала больше пятнадцати. Благодаря ей были получены данные, подтверждавшие многие теоретические результаты Чандрасекара.



Обсерватория "Чандра"

к файлу 34

к файлу 32-1